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全球定位系统
中国电波传播研究所
全球定位系统

中国电波传播研究所

朱希夏

双月刊

1008-9268

qqdwxt@126.com

0373-3712412/1

453003

河南新乡138信箱3分箱

全球定位系统/Journal Gnss World of ChinaCSCD北大核心
查看更多>>本刊是目前我国卫星定位应用领域唯一的国内外公开发行的专业科技期刊。
正式出版
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    "北斗星基增强及航空应用技术"专栏导读

    丁群
    1页
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    "北斗星基增强及航空应用技术"专栏编委会

    2页
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    国际星基增强系统发展现状及趋势

    邵搏丁群张键李平力...
    3-9页
    查看更多>>摘要：为推动GNSS在高生命安全领域的应用,出现了以星基增强系统(Satellite-Based Augmentation System,SBAS)为代表的增强手段,全面提升了GNSS服务的精度、完好性、连续性和可用性.美国、日本等国家及欧洲均已启动了SBAS性能提升工作,从单频增强系统向双频增强系统进行过渡,以期进一步提升星基增强服务能力.本文对国际SBAS的组成、服务性能、进展情况和后续发展规划进行了总结,并重点介绍了我国北斗星基增强系统(BeiDou Satellite-Based Augmentation System,BDSBAS)的系统架构、服务能力、应用验证评估工作和国际化推进情况.随着国际民用航空组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)最新版国际民用航空公约附件 10 的生效,BDSBAS已成为国际认可的星基增强服务系统.后续,为了推动BDSBAS在高生命安全领域的应用,需要尽快完成民航应用验证评估工作,使得BDSBAS跻身正式服务行列.

    卫星导航系统星基增强系统(SBAS)北斗星基增强系统(BDSBAS)双频多星座(DFMC)国际民用航空组织(ICAO)

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    基于SHAKING方法的北斗星基增强系统电离层模型可用性分析

    刘昂李子申王宁波张周宇...
    10-18,119页
    查看更多>>摘要：北斗星基增强系统(BeiDou Satellite-Based Augmentation System,BDSBAS)通过境内的监测站为中国及周边地区用户提供电离层改正及电离层完好性监测服务,因此其对电离层算法的可用性要求较高.本文采用附加Kriging估计的调整球谐函数建模方法(adjusted spherical harmonics adding Kriging,SHAKING)解算BDSBAS电离层参数信息.通过对现有星基增强系统(Satellite-Based Augmentation System,SBAS)电离层的性能分析可以发现,部分SBAS播发了标记为未监测点的延迟修正信息.通过对中国区域SBAS格网点需求分析可以发现:在卫星截止高度角为15°时,SHAKING方法提供的电离层可用点为 189 个、不可用点为 3 个,满足服务需求;结合BDSBAS提供的钟轨改正信息,SHAKING方法较反距离加权插值(inverse distance weighted,IDW)方法的垂直制导进近可用性范围提高约 30%.

    北斗星基增强系统(BDSBAS)电离层附加Kriging估计的调整球谐函数方法(SHAKING)反距离加权插值(IDW)格网点电离层垂直延迟格网点电离层垂直误差

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    星基增强系统码噪声和多路径误差处理方法研究

    张键邵搏丁群李平力...
    19-23页
    查看更多>>摘要：星基增强系统(Satellite-Based Augmentation System,SBAS)利用伪距测量校正值实现对导航卫星的差分完好性增强,码噪声和多路径误差处理精度是影响系统服务性能和用户定位精度的重要因素.本文详细介绍了三种不同的原始伪距码噪声和多路径误差处理方法,包括单频平滑方法、码噪声和多路径改正方法(code noise and multipath correction,CNMC)以及广域增强系统(Wide Area Augmentation System,WAAS)使用的码噪声多路径方法(code noise multipath,CNMP),并通过正式运行的SBAS数据,验证了不同的码噪声和多路径误差方法对于用户定位精度的影响.结果表明:CNMP能够有效消除SBAS服务性能评估中的原始伪距码噪声和多路径误差影响,相较于CNMC方法,全球参考系统(wide-area reference station,WRS)站点 95%水平定位精度提升 0.2 m,95%垂直定位精度提升 0.47 m.

    星基增强系统(SBAS)码噪声和多路径误差载波相位平滑码噪声和多路径改正方法(CNMC)码噪声多路径方法(CNMP)

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    基于国产GBAS的咸阳机场CAT Ⅱ/Ⅲ精密进近引导飞行试验

    郝硕蔚保国葛茂王甲辰...
    24-33页
    查看更多>>摘要：卫星导航地基增强系统(Ground Based Augmentation System,GBAS),可以提高卫星导航的精度、完好性、连续性和可用性,使飞机在复杂天气和恶劣环境下依然能够实现安全、高效的进近和着陆,满足民航精密进近和着陆引导等高精度导航需求.目前GBAS一类精密进近(CAT Ⅰ)服务水平已经完成验证和应用,但是其定位精度等服务水平仍不能完全满足民航需求.GBAS二类/三类精密进近(CAT Ⅱ/Ⅲ)具有更好的服务水平,其技术和应用仍在开发验证中.为了提高民航运行效率和安全,急需开展基于CAT Ⅱ/Ⅲ与CAT Ⅲ的飞行校验活动.当前GBAS主要采用基于单频GPS的工作模式,在系统可用性、安全性和自主性方面非常受限,因此需要开发自主可控的兼容北斗的GBAS系统.本文设计了飞行校验方案,使用自主研制的国产GBAS设备,设计了飞行校验方案,在西安咸阳机场完成了CAT Ⅱ/Ⅲ盲降精密进近着陆引导的GBAS飞行校验.试验结果表明:兼容北斗的国产GBAS具备支持CAT Ⅱ/Ⅲ精密进近的能力,并且其性能远超传统仪表着陆系统(instrument landing system,ILS).这一成果的取得为我国航空运输的安全性提供了有力保障.

    卫星导航地基增强系统(GBAS)飞行校验精密进近飞行科目设计精度

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    基于深度学习的载体滚转角估计方法研究

    冯璐吴鹏郑昱张竹娴...
    34-43页
    查看更多>>摘要：姿态测量技术是载体运动状态和安全监测的基础.载体自旋运动使得飞行器各姿态角之间互相耦合,对载体的飞行控制带来严重影响.针对载体滚转下GNSS信号入射方向周期性变化特征,本文提出一种长短期记忆(long short term memory,LSTM)神经网络的深度学习方法,以确定载体的实时滚转角.通过对载体滚转状态下单天线接收卫星信号能量特征的分析,得到载体实时滚转角与接收信号能量幅值关联变化模型,并分析了卫星在轨运行时其空间位置改变对该模型的影响;然后采用LSTM神经网络方法对实测信号中的周期性变化特征进行训练,得到网络各项参数;最后将训练参数用于对实时接收的信号能量进行预测及降噪,并将预测结果通过模型匹配进行载体实时滚转角测算.为验证文中所提出方法的性能,开展了对天滚转实验.实验结果表明:LSTM深度学习方法可还原复杂的信号能量特征,并实现实时载体滚转角测算.

    GNSS深度学习长短期记忆(LSTM)神经网络滚转角天线增益

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    北斗星基增强双频服务性能评估方法及飞行试验分析

    王尔申陈怡彤于腾丽张键...
    44-53页
    查看更多>>摘要：北斗星基增强系统(BeiDou Satellite-Based Augmentation System,BDSBAS)通过B2a信号播发双频增强电文实现同时增强多个卫星星座,为用户提供更为精确、可靠的定位和导航服务.针对民航对BDSBAS在进近阶段定位性能的需求,本文研究了BDSBAS双频定位算法,并基于静态站数据和飞行实测数据从精度、完好性两个方面对BDSBAS双频服务性能进行评估.静态试验数据选取 2024 年 1 月 17 日北京、西安、嘉峪关BDSBAS站的全天数据,飞行实测数据采集于辽宁省沈阳市法库财湖通用航空机场进行的航空试验.静态评估结果表明:评估期间北京、西安和嘉峪关BDSBAS站的定位误差相对稳定,95%水平定位精度优于 2 m,95%垂直定位精度优于 3m.水平方向上可用性优于 99.998%,垂直方向上可用性优于 99.984%.飞行试验结果表明:测试期间水平精度和垂直精度分别为 1.8269 m和 2.6014 m,且未发生完好性事件.静态和动态评估结果均满足国际民用航空组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)APV-I指标对精度和完好性的相关要求.文中研究结果对BDSBAS性能评估具有一定的参考意义.

    北斗三号系统(BDS-3)星基增强系统(SBAS)双频飞行测试定位精度完好性

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    SBAS电文认证技术综述

    宋姜瑶陈潇刘婷吴忠望...
    54-64页
    查看更多>>摘要：卫星导航欺骗信号是卫星导航系统服务的重要威胁之一,严重影响导航、定位、授时(positioning,navigating,timing,PNT)服务,如何提升导航系统服务的安全性,已成为卫星导航服务亟待解决的问题.卫星导航信号认证是卫星导航系统端提升民用信号防欺骗的新兴技术手段,也是目前各大卫星导航系统的重要发展方向和研究热点.星基增强系统(Satellite-Based Augmentation System,SBAS)作为卫星导航系统的核心增强系统,目前正在国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)框架下推进SBAS电文认证标准,以期在未来提供SBAS电文认证服务.伴随着我国北斗星基增强系统(BeiDou Satellite-Based Augmentation System,BDSBAS)建设完成以及下一代北斗导航系统的设计与研制,BDSBAS需要考虑在ICAO下提供SBAS电文认证服务,为用户提供更加安全可信的PNT服务.本文首先阐述了SBAS电文认证概念,然后梳理了SBAS电文认证发展历程,进一步分析了SBAS电文认证技术面临的热点问题,以期为BDSBAS电文认证服务设计提供技术支撑.

    星基增强系统(SBAS)电文认证抗欺骗北斗星基增强系统(BDSBAS)时间效应流丢失容错认证机制

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    基于北斗三号和风云四号A星的大通"817"极端降雨特征分析

    赵利江赵健赟
    65-72页
    查看更多>>摘要：充足的水汽和云相态变化是降雨发生的两个必要条件.北斗三号卫星导航系统(BeiDou-3 Navigation Satellite System,BDS-3)可以反演水汽,具有时间分辨率高、精度高的优点;风云四号A星(FY-4A)可提供分辨率为 15 min的云相态参数.本文使用BDS-3 和FY-4A数据分析了 2022-08-17 大通降水发生前后的大气可降水和云相态的时空变化规律,通过对比得到了大通"817"极端降雨三个特征:一是降雨前 1h大气可降水量(perceptible water vapor,PWV)快速上升,速率达到 3.17 mm/h,显著超过同期一般降雨水平;二是降雨前云类型存在多层云与不透明冰云的多次变换,最后以不透明冰云形式发生极端降雨;三是极端降雨云顶高度通常大于10000 m.

    北斗三号卫星导航系统(BDS-3)极端降雨可降雨量云顶参数

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