GBAS数据回放系统技术研究及实现

随着全球导航卫星系统（GNSS）地基增强系统（GBAS）在机场的长期使用，能够实现回溯历史数据、模拟卫星系统故障、进行GBAS运行性能的验证分析和问题定位，就显得很有必要，而如何使用GBAS系统记录的历史数据是实现以上功能的先决条件。通过研究实现了一套针对于GBAS原始数据的数据回放系统，方便了GBAS系统后期历史场景复现、问题定位和系统的性能验证和分析。     

GBAS与ILS联合导航系统数据融合方法与验证

电离层延迟和多径干扰分别是陆基增强系统（ground-based augmentation systems,GBAS）和仪表着陆系统（instrument landing systems,ILS）的主要干扰源。在实现GBAS与ILS时间对准和空间对准的基础上,分析了电离层风暴对GBAS以及多径干扰对ILS的影响;通过深入解析从模拟飞行软件X-Plane采集的多次进近着陆飞行数据,建立了飞机精密进近着陆阶段的运动模型;引入了一种基于改进的Sage-Husa自适应滤波和方差估计学习算法的GBAS与ILS数据融合方法;基于X-Plane及自行开发的数据采集模块构建了实验验证系统,并针对GBAS不受电离层风暴的影响、ILS受弱多径效应影响,GBAS受电离层风暴的影响、ILS受弱多径效应影响,以及GBAS不受电离层风暴的影响、ILS受多径效应影响三种情况展开仿真实验。实验结果表明,改进的Sage-Husa算法能有效抑制电离层风暴对GBAS的影响以及多径对ILS的干扰,使GBAS与ILS联合后的导航系统在相应干扰条件下,能为飞机提供满足I类精密进近精度要求的水平和垂直引导,有效提高精密进近运行的生...     

基于HHT的II/III类GBAS基准站故障检测

完好性信息的实时检测对于保证陆基增强系统（GBAS）基准站无故障运行至关重要,其中多基准接收机一致性检测（MRCC）的B值是GBAS地面完好性检测的重要参数之一。但传统的MRCC只能检测出故障基准站进而排除其所播发的改正信息,无法分析出基站信号的异常类型和程度。本文讨论了GBAS系统的故障模型,提出了一种基于希尔伯特—黄变换（HHT）的完好性信息异常检测方法。利用经验模态分解（EMD）故障信号,通过对分解后信号分量的分析实现地面基准站故障情况的检测,该方法的斜率检测误差范围在10%以内,为GBAS地面基准站在完好性检测方面提供更加及时、准确的数据支持。      

地基增强系统验证飞行性能分析

地基增强系统(GBAS)在通过差分定位提高卫星导航精度的基础上，增加了一系列完好性监视算法，提高系统完好性、可用性和连续性的指标，使机场覆盖空域范围内的配置相应机载设备的飞机获得达到 I 类精密进近(CAT-I)甚至更高标准的精密进近和着陆引导服务。 GBAS 验证飞行的目的是确认 GBAS 地面设备的信号稳定性和可靠性，同时验证 GBAS 地面设备与飞机机载设备的交联能力。本文主要介绍了 GBAS 系统的系统组成和工作原理，重点介绍了验证飞行测试方法以及对天津滨海国际机场验证飞行实测数据分析等，为国产 GBAS 地面设备性能评估和后续 GBAS 投入应用提供了技术基础。     

电离层对咸阳机场GBAS应用的影响评估

地基增强系统(GBAS)作为一种民用航空领域的新兴技术，能够为飞机提供 I 类精密进近(CAT I)甚至更高精密进近、着陆引导服务，电离层活动是影响 GBAS 服务性能的重要因素之一，因此需要对电离层活动情况进行监测并评估。基于单站法利用实际接收的双频 GPS 数据对咸阳机场的电离层活动进行长期监测，并对监测期内 GBAS 服务性能进行仿真评估。结果表明，监测期内西安咸阳国际机场电离层活跃程度较低，GBAS 服务性能未受电离层影响，可以满足 I 类精密进近的性能要求。     

地基增强系统(GBAS)飞行验证方法研究

为改善终端区导航服务性能,支持 GPS 差分精密进近和着陆,国际民航组织提出了地基增强系统(GBAS)。为验证地基增强系统是否满足民用航空运行标准,需要对其进行飞行验证。本文详细讨论了对 GBAS 系统的飞行验证过程,包括地面子系统和机载子系统的平台建设, 以及飞行验证方法。试验结果表明被测 GBAS 系统符合国际民航组织颁布的 GBAS 运行标准,满足一类精密进近要求。     

终端区局域增强系统故障场景的仿真研究

结合 GPS 信号在实际传播中可能遇到的干扰进行故障场景模拟，为局域增强系统完好性监测平台提供模拟的故障数据。设计了多种类型的故障场景，包括伪距跳变、载波周跳、电离层故障和星钟故障等，并对各种故障场景设计了相应的故障模型，用户可以根据需要对指定接收机、指定卫星选择某一具体时刻或者某段连续时刻，进行故障场景的模拟。     

GBAS功能需求的地面测试研究

星基导航技术在民航界得到了越来越多的应用和推广,GNSS地基增强系统GBAS作为星基导航提供精密进近必不可少的手段之一受到了广泛关注。和陆基导航设备一样,GBAS在正式使用和对外开放之前都需要进行测试和验证,本文阐述了GBAS的基本组成及工作原理,根据国际民航组织的要求,对GBAS在投入使用前需要进行的功能测试进行了概述,并对测量的参数进行了详细的分析说明。给出了GBAS地面功能测试的方法,详细介绍了GBAS精度的测量,为国内运行GBAS提供了技术参考。     

地面甚低频辐射渗透进电离层的数值模拟分析

利用全波解模型进行数值模拟实验, 研究了具有不同辐射源参数(辐射频率和功率)的地面甚低频(Very Low Frequency, VLF)辐射源在不同地磁场参数(地磁场强度和倾角)和电离层参数(电子密度和碰撞频率)条件下激发的地球-电离层波导和电离层中的电磁场能量空间分布, 并重点研究了电离层D/E区对电磁辐射能量的吸收.模拟结果发现:VLF辐射在波导中衰减只受辐射源频率的影响, 不受辐射功率、地磁场参数和电离层参数变化影响, 波导中的衰减随频率的增大而减小, 而电离层D/E区吸收随频率增大而增大, 两者总衰减量随频率增大而增大.辐射源功率对电离层D/E区的吸收也无影响.地磁强度和地磁倾角越大, 电离层D/E区吸收越小; 电离层碰撞频率和电子密度越大, 电离层中能量衰减越大.     

天津GNSS地基增强系统测试验证探索及实施

地基增强系统地面站进行载波平滑伪距，进行完好性监测，产生伪距校正信息，并广播差分信息报文，机载用户接收 GBAS 信号进行伪距差分定位，完成进近引导。本文主要介绍了 GBAS 系统的系统组成、工作原理、重点介绍了 GBAS 测试以及数据分析等，为国产 GBAS 地面设备进行测试验证及性能评估，开展合格审定测试工作提供了技术基础。     

地基增强系统(GBAS)站址评估分析

GBAS 在通过差分定位提高卫星导航精度的基础上,增加了一系列完好性处理算法,使机场覆盖空域范围内的配置相应机载设备的飞机获得到达 I 类精密进近(CAT-I)甚至更高标准的精密进近、着陆引导服务。GBAS 在建设规划阶段,站址评估是确定运行 GBAS 性能的重要手段。主要介绍了 GBAS 系统的系统组成、工作原理,重点介绍了 GBAS 站址评估方法,并以某机场实测数据为例进行了 GBAS 站址评估,为后续 GBAS 投入应用提供了技术基础。     

成都双流机场GBAS选址研究

GBAS 作为卫星导航系统在民航领域应用的典型设备，在完好性、可用性和精度等方面具备更高的性能水平，在着陆引导和精密进近等方面拥有特殊优势。为了推进 GBAS 在国内民航领域的技术应用，以成都双流机场 GBAS 选址设计为基础，研究 GBAS 地面设备在国内大型干线机场的选址及场址评估策略工作。     

天津机场GBAS选址研究

保证飞行安全,民航精密进近和着陆引导在精度、完好性和可用性等方面都对卫星导航提出了很高的要求。GBAS 作为卫星导航设备提供精密进近服务具有特殊的优势。为了推进 GBAS 在国内民航领域的技术应用,以天津机场 GBAS 示范工程为基础,探讨 GBAS 地面设备在国内典型机场的选址方案及场址分析评估工作。     

GBAS基准站多径效应评估技术

陆基增强系统(GBAS)播发的差分信息无法校正 GBAS 地面子系统与机载子系统之间的非相关误差,如多径误差,致使其成为 GBAS 在标称环境下的最大误差源。在 GBAS 基准站正式部署之前,必须对初始台址进行多径效应的量化评估,以验证当前站址是否满足安装要求。 基于码减载波(CMC)方法,进行了实际安装的 GBAS 基准站的多径效应评估。结果表明,当前 GBAS 基准站布设环境可以满足多径误差要求。同时,载波平滑算法可有效抑制站点的多径效应, 且算法随平滑时间常数的增大而更加有效。在当前安装条件下,GBAS 基准站多径误差指标项结果满足 GAD-B3 类精度等级要求。     

GNSS地基增强系统研究及应用综述

地基增强系统地面站进行载波平滑伪距,进行完好性监测,产生伪距校正信息,并广播差分信息报文,机载用户接收GBAS信号进行伪距差分定位,完成进近引导。本文主要介绍了GBAS系统的系统组成、工作原理、技术研究概况及应用前景,GBAS系统在民航领域的应用,将取得非常可观的直接、间接经济效益和社会效能。     

天津滨海国际机场GBAS设备性能分析

地基增强系统(GBAS)是国际民航组织(ICAO)发展的新一代卫星导航着陆引导系统。GBAS 通过地面差分修正、完好性监测等技术,提高卫星导航系统精度、完好性、连续性、 可用性的“四性”指标,为飞机提供 I 类甚至更高等级精密进近着陆引导服务。简要介绍了 GBAS 系统的系统组成、工作原理,重点分析了天津机场 GBAS 设备运行情况,从系统精度、完好性、 连续性、可用性等方面入手,评估设备运行性能指标,为后续 GBAS 投入应用提供了技术基础。