对卫星导航系统完好性监测性能进行测试的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种对卫星导航系统完好性监测性能进行测试的方法及装置，包括：根据故障类型，建立对应的故障函数；根据故障函数，确定故障类型对应的故障模型；根据伪距故障模型、相位测距故障模型，计算得到第一码载波分歧值；根据故障阈值，确定故障函数中的故障参数；在预设时间点，将故障参数输入到对卫星导航系统完好性进行监测的地基增强系统GBAS，得到GBAS输出的第二码载波分歧值；根据第二码载波分歧值，预设时间点，对GBAS的监测性能进行评价。本发明专利技术通过对故障类型建立数学模型，分析GBAS对故障的响应，确定GBAS对故障的监测能力，从而保证其为北斗卫星导航系统提供完好性服务，以保证导航定位的精准性。

【技术实现步骤摘要】
对卫星导航系统完好性监测性能进行测试的方法及装置
本专利技术涉及卫星导航地基增强系统技术，尤其涉及一种对卫星导航系统完好性监测性能进行测试的方法及装置，属于卫星导航

技术介绍
北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS)是中国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，是与美国GPS全球定位系统、俄罗斯GLONASS卫星导航系统，以及欧洲Galileo系统共同被国际民航组织(InternationalCivilAviationOrganization，ICAO)认可的四大核心卫星导航系统，致力于向全球用户提供高质量的导航、定位和授时服务。随着航空运输业务量的迅速增长，为了保证飞行安全，民用航空对完好性服务的需求越来越突出。完好性服务的保证主要是通过基于BDS的地基增强系统(Ground-BasedAugmentationSystems，简称“GBAS”)来提供完好性监测，也就是分别对导航的信号质量、数据质量、测量质量和地面接收机状态等进行了实时监测，对随时可能发生的完好性风险进行评估，及时发现可能导致用户定位结果精度超限的故障并做出相应处理，以此来确保用户使用该导航服务时的安全性。上面所提到的会影响定位结果精确性的故障，其来源主要有卫星相关故障、传播环境故障和接收机相关故障。卫星相关故障包括卫星钟故障和卫星星历故障，传播环境故障包括对流层延迟和电离层延迟，接收机相关故障包括多路径故障和接收机噪声(热噪声等原因引起的通道故障)。因此，GBAS对故障有效、准确地监测及评估对导航系统提供完好性导航服务至关重要。因此，亟需一种对GBAS的完好性监测能力进行有效测试的方法及装置，以保证导航系统提供精准的定位信息。
技术实现思路
本专利技术提供一种对卫星导航系统完好性监测性能进行测试的方法及装置，通过对故障类型建立数学模型，并分析GBAS对故障的响应，以确定GBAS对故障的监测能力，从而保证其为北斗卫星导航系统提供完好性服务，以保证导航定位的精准性。本专利技术的第一个方面是提供一种对卫星导航系统完好性监测性能进行测试的方法，包括：根据故障类型，建立对应的故障函数；所述故障函数中包含待确定的故障参数；根据所述故障函数，确定所述故障类型对应的故障模型；其中，所述故障模型包括：伪距故障模型、相位测距故障模型；根据所述伪距故障模型、所述相位测距故障模型，计算得到第一码载波分歧值；根据故障阈值，确定当所述第一码载波分歧值大于所述故障阈值的情况下，所述故障函数中的故障参数；在预设时间点，将所述故障参数输入到用于对卫星导航系统完好性进行监测的地基增强系统GBAS，得到所述GBAS输出的第二码载波分歧值；根据所述第二码载波分歧值，所述预设时间点，对所述GBAS的监测性能进行评价。可选的，所述根据故障类型，建立对应的故障函数包括：若所述故障类型为单通道故障，则建立所述单通道故障的故障函数；其中，所述单通道故障的故障函数包括：伪距故障函数，相位故障函数；和/或，若所述故障类型为电离层异常故障，则建立所述电离层异常故障的故障函数；其中，所述电离层异常故障的故障函数包括：电离层梯度的时间变化率函数。可选的，所述根据所述故障函数，确定所述故障类型对应的故障模型，包括：若所述故障类型为单通道故障，则根据所述伪距故障函数、码测量值确定所述伪距故障模型，根据所述相位故障函数、相位测量值确定所述相位测距故障模型；若所述故障类型为电离层异常故障，则根据所述电离层梯度的时间变化率函数、码测量值确定所述伪距故障模型，根据所述电离层梯度的时间变化率函数、相位测量值确定所述相位测距故障模型。可选的，所述根据所述伪距故障模型、所述相位测距故障模型，计算得到第一码载波分歧值，包括：计算所述伪距故障模型与所述相位测距故障模型之间的差值；根据预设算法，对所述差值进行运算处理，得到所述第一码载波分歧值；所述根据故障阈值，确定当所述第一码载波分歧值大于所述故障阈值的情况下，所述故障函数中的故障参数，包括：若所述故障类型为单通道故障，则根据所述单通道故障的故障阈值确定当所述第一码载波分歧值大于所述单通道故障的故障阈值的情况下，所述伪距故障函数的阶跃故障量级，所述相位故障函数的阶跃故障量级；若所述故障类型为电离层异常故障，则根据所述电离层异常故障的故障阈值确定当所述第一码载波分歧值大于所述电离层异常故障的故障阈值的情况下，所述电离层梯度的时间变化率函数的斜坡故障量级。可选的，所述在预设时间点，将所述故障参数输入到用于对卫星导航系统完好性进行监测的地基增强系统GBAS，得到所述GBAS输出的第二码载波分歧值；根据所述第二码载波分歧值，所述预设时间点，对所述GBAS的监测性能进行评价，包括：若所述故障类型为单通道故障，则在预设时间点，将所述伪距故障函数的阶跃故障量级，所述相位故障函数的阶跃故障量级输入到所述地基增强系统GBAS，计算得到所述GBAS输出的单通道故障的第二码载波分歧值；将所述单通道故障的第二码载波分歧值与所述单通道故障的故障阈值进行比较，若所述单通道故障的第二码载波分歧值大于所述单通道故障的故障阈值，则记录当前故障时刻的时间点；将所述故障时刻的时间点与所述预设时间点进行比对，若在预设时间范围内，则判定所述GBAS的监测性能合格；若所述故障类型为电离层异常故障，则在预设时间点，将所述电离层梯度的时间变化率函数的斜坡故障量级输入到所述地基增强系统GBAS，计算得到所述GBAS输出的电离层异常故障的第二码载波分歧值；将所述电离层异常故障的第二码载波分歧值与所述电离层异常故障的故障阈值进行比较，若所述电离层异常故障的第二码载波分歧值大于所述电离层异常故障的故障阈值，则记录当前故障时刻的时间点，将所述故障时刻的时间点与所述预设时间点进行比对，若在预设时间范围内，则判定所述GBAS的监测性能合格。本专利技术的另一个方面是提供一种对卫星导航系统完好性监测性能进行测试的装置，包括：建立模块，用于根据故障类型，建立对应的故障函数；所述故障函数中包含待确定的故障参数；确定模块，用于根据所述故障函数，确定所述故障类型对应的故障模型；其中，所述故障模型包括：伪距故障模型、相位测距故障模型；计算模块，用于根据所述伪距故障模型、所述相位测距故障模型，计算得到第一码载波分歧值；所述确定模块，还用于根据故障阈值，确定当所述第一码载波分歧值大于所述故障阈值的情况下，所述故障函数中的故障参数；输入模块，用于在预设时间点，将所述故障参数输入到用于对卫星导航系统完好性进行监测的地基增强系统GBAS，得到所述GBAS输出的第二码载波分歧值；评价模块，用于根据所述第二码载波分歧值，所述预设时间点，对所述GBAS的监测性能进行评价。可选的，所述建立模块包括：单通道故障建立模块、电离层异常故障建立模块；所述单通道故障建立模块，用于建立单通道故障的故障函数；其中，所述单通道故障的故障函数包括：伪距故障函数，相位故障函数；所述电离层异常故障建立模块，用于建立电离层异常故障的故障函数；其中，所述电离层异常故障的故障函数包括：电离层梯度的时间变化率函数。可选的，所述确定模块包括：单通道故障确定模块、电离层异常故障确定模块；所述单通道故障确定模块，用于根据所述伪距故障函数、码本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对卫星导航系统完好性监测性能进行测试的方法，其特征在于，包括：根据故障类型，建立对应的故障函数；所述故障函数中包含待确定的故障参数；根据所述故障函数，确定所述故障类型对应的故障模型；其中，所述故障模型包括：伪距故障模型、相位测距故障模型；根据所述伪距故障模型、所述相位测距故障模型，计算得到第一码载波分歧值；根据故障阈值，确定当所述第一码载波分歧值大于所述故障阈值的情况下，所述故障函数中的故障参数；在预设时间点，将所述故障参数输入到用于对卫星导航系统完好性进行监测的地基增强系统GBAS，得到所述GBAS输出的第二码载波分歧值；根据所述第二码载波分歧值，所述预设时间点，对所述GBAS的监测性能进行评价。

【技术特征摘要】
1.一种对卫星导航系统完好性监测性能进行测试的方法，其特征在于，包括：根据故障类型，建立对应的故障函数；所述故障函数中包含待确定的故障参数；根据所述故障函数，确定所述故障类型对应的故障模型；其中，所述故障模型包括：伪距故障模型、相位测距故障模型；根据所述伪距故障模型、所述相位测距故障模型，计算得到第一码载波分歧值；根据故障阈值，确定当所述第一码载波分歧值大于所述故障阈值的情况下，所述故障函数中的故障参数；在预设时间点，将所述故障参数输入到用于对卫星导航系统完好性进行监测的地基增强系统GBAS，得到所述GBAS输出的第二码载波分歧值；根据所述第二码载波分歧值，所述预设时间点，对所述GBAS的监测性能进行评价。2.根据权利要求1所述的对卫星导航系统完好性监测性能进行测试的方法，其特征在于，所述根据故障类型，建立对应的故障函数包括：若所述故障类型为单通道故障，则建立所述单通道故障的故障函数；其中，所述单通道故障的故障函数包括：伪距故障函数，相位故障函数；和/或，若所述故障类型为电离层异常故障，则建立所述电离层异常故障的故障函数；其中，所述电离层异常故障的故障函数包括：电离层梯度的时间变化率函数。3.根据权利要求2所述的对卫星导航系统完好性监测性能进行测试的方法，其特征在于，所述根据所述故障函数，确定所述故障类型对应的故障模型，包括：若所述故障类型为单通道故障，则根据所述伪距故障函数、码测量值确定所述伪距故障模型，根据所述相位故障函数、相位测量值确定所述相位测距故障模型；若所述故障类型为电离层异常故障，则根据所述电离层梯度的时间变化率函数、码测量值确定所述伪距故障模型，根据所述电离层梯度的时间变化率函数、相位测量值确定所述相位测距故障模型。4.根据权利要求3所述的对卫星导航系统完好性监测性能进行测试的方法，其特征在于，所述根据所述伪距故障模型、所述相位测距故障模型，计算得到第一码载波分歧值，包括：计算所述伪距故障模型与所述相位测距故障模型之间的差值；根据预设算法，对所述差值进行运算处理，得到所述第一码载波分歧值；所述根据故障阈值，确定当所述第一码载波分歧值大于所述故障阈值的情况下，所述故障函数中的故障参数，包括：若所述故障类型为单通道故障，则根据所述单通道故障的故障阈值确定当所述第一码载波分歧值大于所述单通道故障的故障阈值的情况下，所述伪距故障函数的阶跃故障量级，所述相位故障函数的阶跃故障量级；若所述故障类型为电离层异常故障，则根据所述电离层异常故障的故障阈值确定当所述第一码载波分歧值大于所述电离层异常故障的故障阈值的情况下，所述电离层梯度的时间变化率函数的斜坡故障量级。5.根据权利要求4所述的对卫星导航系统完好性监测性能进行测试的方法，其特征在于，所述在预设时间点，将所述故障参数输入到用于对卫星导航系统完好性进行监测的地基增强系统GBAS，得到所述GBAS输出的第二码载波分歧值；根据所述第二码载波分歧值，所述预设时间点，对所述GBAS的监测性能进行评价，包括：若所述故障类型为单通道故障，则在预设时间点，将所述伪距故障函数的阶跃故障量级，所述相位故障函数的阶跃故障量级输入到所述地基增强系统GBAS，计算得到所述GBAS输出的单通道故障的第二码载波分歧值；将所述单通道故障的第二码载波分歧值与所述单通道故障的故障阈值进行比较，若所述单通道故障的第二码载波分歧值大于所述单通道故障的故障阈值，则记录当前故障时刻的时间点；将所述故障时刻的时间点与所述预设时间点进行比对，若在预设时间范围内，则判定所述GBAS的监测性能合格；若所述故障类型为电离层异常故障，则在预设时间点，将所述电离层梯度的时间变化率函数的斜坡故障量级输入到所述地基增强系统GBAS，计算得到所述GBAS输出的电离层异常故障的第二码载波分歧值；将所述电离层异常故障的第二码载波分歧值与所述电离层异常故障的故障阈值进行比较，若所述电离层异常故障的第二码载波分歧值大于所述电离层异常故障的故障阈值，则记录当前故障时刻的时间点，将所述故障时刻的时间点与所述预设时间点进行比对，若在预设时间范围内，则判定所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志鹏，朱衍波，王思堃，郑磊，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11