星基增强系统技术发展及应用研究

全球导航卫星系统(GNSS)是实现基于性能导航(PBN)的重要手段，星基增强系统(SBAS)对 GNSS 进行增强使其能够满足民航的高完好性标准要求。本文介绍了 SBAS 的概念和原理，并以广域增强系统(WAAS)为例，详细介绍了 SBAS 的系统架构、数据处理流程、 系统运行及管理和系统应用与服务，分析了 SBAS 的航空应用方法，并指出了利用双频多星座 SBAS 实现 CAT-I 精密进近的发展趋势和 SBAS 拓展到其他行业的应用趋势。     

GNSS导航电文对接收机用户的性能影响分析

导航电文是全球卫星导航系统(GNSS)的关键要素,依靠由系统广播的导航电文所提供的信息数据,接收机用户得以正确计算出其位置并获得精确的时间信息。导航电文的数据内容取决于系统控制段,系统确保电文数据的精度和时效性至关重要,而控制段误差则通过电文传递给用户。从接收机用户性能的角度分析了GNSS导航电文的设计依据,所涉及的用户性能主要包括解调门限、首次定位时间、精度和完好性。阐述了支持上述电文分析的软件工具设计与实现。     

BDSBAS机载应用及飞行验证

星基增强系统作为广域增强手段，能为民用航空提供花费较低、可用性更高的导航功能。研制开发具备 SBAS 功能，满足民航使用要求的机载设备符合 GNSS 发展趋势。分析梳理了北斗星基增强系统(BDSBAS)的机载处理算法，从准确性、完好性等民航进近着陆的应用性能出发，对研制的北斗机载多模接收机于 2021 年 5 月在天津机场开展的 SBAS 飞行验证数据进行了分析评估。结果显示研制的机载设备在当前 BDSBAS 信号条件下可以满足 APV-I 进近的定位精度要求，试验期间未见完好性异常。     

GNSS接收机自主完好性监测算法研究

随着GPS、GALILEO、GLONASS以及我国北斗导航定位系统的不断发展,基于多星座下的GNSS接收机自主完好性监测算法也已被国内外学者广泛研究.本文首先介绍了接收机自主完好性监测(RAIM)算法的原理,然后分别对单星座、多星座组合下的RAIM算法进行了研究和仿真,图形化和数据化的仿真结果充分证明了多星座组合下的完好性监测性能优于单星座下完好性监测性能.     

GPS地基增强系统简介及其性能仿真验证

GPS地基增强系统主要用于增强卫星导航系统信息的完好性和提高导航精度,为飞机的精密进近和着陆导航提供服务。介绍了GPS地基增强系统组成结构、服务类型和主要服务信息种类,进而对信息完好性进行了简单说明。然后对GPS地基增强系统的误差源进行了简单描述,根据误差源模型建立地基增强系统的完好性数学模型。最后以A320飞机为飞行平台,通过仿真飞机在着陆过程中的水平保护级和垂直保护级,评估地基增强系统的性能。通过仿真分析,GPS地基增强系统能够满足CATⅢB类的精密进近和着陆导航要求。     

VHF数据通信在卫星导航系统中的应用

数据链技术是国际民航未来航行系统中的一个重要环节,对CNS／ATM中通信,导航和监视等各个领域提供基础支持。对导航而言,近年来蓬勃发展的GNSS（卫星导航）技术给全球航行系统带来了深刻的变革。为解决单纯的GNSS（GPS,GLONASS等）信号精度和完好性等方面的问题,出现了GBAS,SBAS和ABAS等一系列增强系统。这其中,数据链技术无不扮演了一个重要的角色。本文拟以陆基增强系统（GBAS）为例,对数据通信链技术在卫星导航中的应用做一个论述。１．GBAS（陆基增强系统）的提出GPS等卫星导航技术是利用一定数量的卫星数据…     

基于GNSS完好性的ADS-B防欺骗

为有效解决广播式自动相关监视（ADS-B）系统易被人为恶意虚假欺骗这一紧迫问题,提出了一种将全球导航卫星系统（GNSS）完好性信息与ADS-B报文完好性特征属性参数进行一致性比对的自主式防欺骗方法。设计了基于GNSS完好性信息的ADS-B自主式防欺骗算法流程,并利用ADS-B接收机接收的真实报文和模拟产生的虚假报文,对整个防欺骗过程实施了仿真实验。通过对真假ADS-B混合报文的解析,获得时间、位置和导航不确定类别（NUC）的值,根据时间和位置信息利用接收机自主完好性监视（RAIM）和高级接收机自主完好性监视（ARAIM）的完好性增强算法,获得水平保护级（HPL）的预测值,再将该预测值与NUC值进行一致性比对,从而判别ADS-B报文的真实性。仿真结果表明,提出的防欺骗方法能有效防止不含完好性信息或完好性信息与飞机位置不关联的虚假ADS-B报文的恶意欺骗,对虚假报文的识别率不会低于99%。     

LEO卫星接收天线对北斗三号MEO覆盖性分析

低轨增强系统是将低轨卫星作为卫星导航系统的高精度天基监测站,与中高轨卫星定位系统形成互补,可增强定位的精度和完好性,助力构建GNSS全球天基监测网,同时通过提供高精度导航信号,助力提供全球准实时高精度服务。低轨导航增强系统处在同时同频全双工的工作状态,系统存在同频自干扰信号。针对该情况,首先,分析同频干扰对消技术对天基GNSS接收天线波束宽度的需求;其次,理论推导出GNSS接收天线与BDS-3 MEO卫星覆盖之间的关系,给出LEO卫星GNSS接收天线波束宽度最优值,该值既能最大限度降低同频干扰对消实现复杂度,又能实现LEO卫星作为导航增强的系统需求;最后通过工程实际证明该波束宽度的设置合理性,为后续实际工程起到一定的指导意义。     

GNSS民航应用服务性能监测与评估系统发展思考

目前以全球导航卫星系统(GNSS)为主要定位、导航和授时源的基于性能的导航 (PBN)、广播式自动相关监视(ADS-B)等技术应用在国际民航领域大规模展开,GNSS 空间信号的性能对于民航安全运行的作用十分关键。按照国际民航组织(ICAO)的有关规定,对 GNSS 信号的服务性能进行监测与评估是使用 GNSS 要素的必要条件。通过分析国内外 GNSS 服务性能监测与评估工作的现状,对系统未来的发展趋势进行了阐述,重点对国内有关领域的研究和实践提出了建议。     

GNSS组合系统用户完好性监测保护门限算法研究

航空用户对卫星导航系统完好性指标的要求极高, 依据GNSS组合系统提升完好性水平的思想, 提出一种使用保护门限作为多星座组合系统航空用户完好性监测指标的算法。该算法将不同星座、不同完好性监测方式紧密结合, 使航空用户的完好性水平大幅提高。仿真结果表明, GPS/Galileo/北斗组合系统能够为全球范围内的低空飞行、极区导航提供安全保障, 证明了该算法的有效性与可行性。     

GNSS抗干扰技术的现状与发展

对全球导航卫星系统(GNSS)抗干扰技术的现状和发展趋势进行了分析研究,研究了组合导航、自适应阵列天线、抗干扰新型信号体制、区域功率增强和空基伪卫星组网增强等多种适用有效的抗干扰手段,探讨了GNSS抗干扰技术的发展趋势。     

卫星导航接收机技术的发展趋势

近三十年来,以GPS为代表的卫星导航系统的应用领域不断地扩展,与卫星导航应用产业相伴的卫星导航接收机也在不断地发展变化之中,技术进步之快,品种类型之多,功能性能之齐全,真是不胜枚举。据不完全统计,全球的卫星导航接收机型号约为600余种,年销量达千万台,已形成一个蓬勃发展的产业。从近期的发展趋势看,卫星导航接收机技术呈现如下的若干特点：一、GNSS兼容接收机是技术发展的大趋势当前和今后的若干年内,卫星导航系统的发展将经历从GPS时代向GNSS(全球卫星导航系统)时代的转变,即由主要依赖GPS系统向GPS Galileo(伽利略系统) 其他系统的多系统并存的局面转化,尤其是Galileo的最终完成部署将预示着GNSS时代的正式开始。由于GNSS在可用性、连续性和完好性方面的保障远比单一GPS好,所以     

GNSS系统中通信服务能力比较与电文播发策略研究

随着世界各大导航卫星系统(GNSS)导航定位授时服务性能的日渐完善,在卫星导航系统中发展通信能力逐渐成为趋势,除了北斗系统明确宣布提供导航定位授时和通信数传两大类服务,其他GNSS系统中也出现了部分通信导航融合的服务功能。系统地梳理了欧洲伽利略(Galileo)、日本准天顶卫星系统(QZSS)、印度卫星导航系统(NavIC)和中国北斗卫星导航系统(BDS)目前已经具备或正在发展中的单向通信服务能力,提出了从通信容量、定位实时性、链路鲁棒性和服务弹性4个维度评估通导融合电文性能,综合比较了目前GNSS信号中的通导融合电文性能。针对北斗B2b电文基本框架,提出了一种首次定位时间(TTFF)约束下的竞争式通导融合电文播发策略,兼顾了通信容量与定位实时性两方面性能的动态平衡,为GNSS中通导融合服务的持续优化设计提供参考。     

中国第二代卫星导航系统重大专项标准发布

中国卫星导航系统管理办公室北斗卫星导航系统网站发布消息,根据中国卫星导航系统管理办公室“关于发布《北斗卫星导航术语》等17项北斗专项标准的公告”,下列获批的17项北斗专项标准予以公布. BD 110001-2015《北斗卫星导航术语》、BD 410001-2015《北斗/全球卫星导航系统(GNSS)接收机数据自主交换格式》、BD 110002-2015《北斗/全球卫星导航系统(GNSS)接收机差分数据格式(一)》、BD 410003-2015北斗/全球卫星导航系统(GNSS)接收机差分数据格式(二)》、BD 410004-2015《北斗/全球卫星导航系统(GNSS)接收机导航定位数据输出格式》、BD 420001-2015《北斗/全球卫星导航系统(GNSS)接收机射频集成电路通用规范》、BD 420002-2015《北斗/全球卫星导航系统(GNSS)测量型OEM板性能要求及测试方法》、BD 420003-2015北斗/全球卫星导航系统(GNSS)测量型天线性能要求及测试方法》、BD 420004-2015《北斗/全球卫星导航系统(GNSS)导航型天线性能要求及测试方法》、BD 420005-2015《北斗/全球卫星导航系统(GNSS)导航单元性能要求及测试方法》、BD 420006-2015《北斗/全球卫星导航系统(GNSS)定时单元性能要求及测试方法》、BD 420007-2015《北斗用户终端RDSS单元性能要求及测试方法》、BD 420008-2015《北斗/全球卫星系统(GNSS)导航电子地图应用开发中间件接口规范、BD 420009-2015《北斗/全球卫星导航系统(GNSS)测量型接收机通用规范》、BD 420010-2015《北斗/全球导航设备通用规范》和BD 420011-2015《北斗/全球卫星导航系统(GNSS)定位设备通用规范》,以及BD 420012-2015《北斗/全球卫星导航系统(GNSS)信号模拟器性能要求及测试方法》等.     

卫星导航广域增强系统结构及特点

介绍了卫星导航广域增强系统(WAAS)产生的原因和发展现状,分析了美国广域增强系统采用的全新概念、系统结构以及主要关键技术等特点,包括星座增强、服务区栅格化监管、完好性监测与处理结构、完好性通道、兼容与互操作设计等.在此基础上,指出为了提高GPS民用应用,应该加快我国卫星导航增强系统与国际同类GPS广域增强系统开展国际合作,建立起统一、兼容的系统接口与服务标准,实现全球联网与全球覆盖,真正使这套系统的效能最大化.     

惯性导航位移参数在大地坐标系中的严密计算方法

对高速移动的物体进行连贯、精准的全球实时定位,需要运用在多方面互补的全球导航卫星系统(GNSS)和惯性导航系统(INS)进行组合导航(GNSS/INS)。针对两种导航系统所属坐标基准不统一的问题,提出了以全球导航卫星系统所依据的大地坐标系为基准,将惯性导航系统测得的三轴位移参数转换为参考椭球上沿大地经度、大地纬度和大地高方向位移值的严密计算方法。从而实现该组合导航系统中两种不同基准导航参数的精确融合,进而有效增强了GNSS/INS组合导航系统的精确性、稳定性和可靠性。     

全球卫星导航系统间的兼容性和互用性

本文介绍了卫星导航系统、星基增强系统及国际 GNSS 委员会(ICG)的概况，重点介绍了 GNSS 系统兼容性和互用性的相关定义和原则，以及 GNSS 提供者和用户团体对兼容性和互用性的相关讨论。最后介绍了亚太区域卫星导航的优势。     

星基增强系统(SBAS)用户端定位算法设计

星基增强系统作为GNSS的重要组成部分,通过提供广播星历差分改正与完好性增强信息,满足高精度高完好性用户使用需求.本文主要设计了一套完整的星基增强系统单双频用户端定位算法处理策略,根据自编程序,验证了算法的正确性.     

欧洲静止卫星导航重叠服务系统（EGNOS）

近年来，随着对全球导航卫星系统(GNSS)定位精度与可靠性要求的不断提高，具有广域差分定位性能的星基增强系统迅速发展。美国的广域增强系统(WAAS)和欧洲静止卫星导航重叠服务系统(EGNOS)是两个最具代表性的系统，其中以多国合作研究，民间管理为特色的EGNOS尤为世人所瞩目。本文就EGNOS的体系结构，基本原理，关键信号处理技术与计划进展状况作了详细阐述。     

航天恒星科技有限公司(503所)

卫星导航信号模拟器功能特点支持北斗二代、GPS,GLONASS、GALILEO四大导航系统的仿真高准确性、高动态和高质量的GNSS卫星导航信号模拟海、陆、空、天环境下典型载体运动轨迹、姿态及环境干扰的仿真支持天线增益方向图的图形化编辑可仿真异常伪距、异常电文,支持完好性验证支持实时闭环仿真模式,搭建半物理仿真测试环境支持惯导数据仿真、欺骗式与压制式干扰仿真功能扩展应用领域GNSS卫星导航接收设备的开发、测试与维护;各行业GNSS卫星导航终端的检测与集成测试;科研领域卫星导航应用系统的成果验证;计量部门的终端检测。