基于全球卫星导航系统的GBAS与SBAS融合系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于全球卫星导航系统的GBAS与SBAS融合系统，所述融合系统包括地面参考接收机、地面中心处理站、甚高频设备、上传注入站、地面数据链网络。本发明专利技术的融合系统将现有的GBAS与SBAS系统进行地面端整合，使其能够同时提供GBAS与SBAS服务，可在GNSS增强系统中用于提供地基增强与星基增强的精密导航定位和完好性服务。本发明专利技术具有如下优点：地面端将GBAS与SBAS两种系统进行了融合，实用性强；有效减少了GBAS和SBAS分别布设的成本，满足了经济性的目的；采用地面端融合GBAS与SBAS的方式，使用一套设备为用户提供GBAS和SBAS两种可供选择的增强方式，更符合实际。

【技术实现步骤摘要】
基于全球卫星导航系统的GBAS与SBAS融合系统
本专利技术属于卫星导航
，涉及一种基于全球导航卫星系统的GBAS与SBAS融合系统。
技术介绍
近年来，随着航空事业的发展，导航定位精度和完好性水平的提升越来越受到航空部门的重视。国外学者和机构首先提出地基增强系统（ground-basedaugmentationsystems，GBAS）和星基增强系统（satellite-basedaugmentationsystems，SBAS），并在有计划地进行研究试用。其中，增强系统的主要目的是提供精密导航定位和完好性服务，保障用户导航定位的精度、连续性、完好性及可用性。GBAS依靠甚高频数据广播（VHFDataBroadcast）将地面信息处理设备生成的FAS数据、校正值和完好性信号及导航数据发送给用户，作用范围为23海里。SBAS作为一种广域差分增强系统，它由大量分布极广的参考站（位置已知）对导航卫星进行监测及预处理，之后将信息通过地面通信网络传送给中心处理站，由中心处理站进行包括卫星星历误差修正、卫星钟差修正和电离层修正等在内的一系列计算修正后通过上行注入站发给地球静止卫星（GEO），最后由GEO卫星将修正信息播发给广大用户，从而达到提高定位精度的目的。但是，目前GBAS和SBAS分别属于不同的系统，各设备是分别独立布署和运行的。这样既浪费资源，又不利于统一管理。随着中国北斗卫星研究的深入开展，且目前尚未在国内外发现有关GBAS和SBAS融合运行的理论和方法相关的报道，相信在不久的将来GBAS和SBAS的技术融合一定会有更广泛的应用空间。
技术实现思路
为了解决由于GBAS与SBAS独立运作导致成本高、布站困难、管理不便的问题，本专利技术提供了一种基于全球卫星导航系统的GBAS与SBAS融合系统。该融合系统将现有的GBAS与SBAS系统进行地面端整合，使其能够同时提供GBAS与SBAS服务，可在GNSS增强系统中用于提供地基增强与星基增强的精密导航定位和完好性服务。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于全球卫星导航系统的GBAS与SBAS融合系统，包括地面参考接收机、地面中心处理站、甚高频设备、上传注入站、地面数据链网络，其中：所述地面参考接收机用于接收观测范围内的卫星数据，并实时计算出其可视范围内GNSS卫星的电离层延迟值，同时计算出GNSS卫星在电离层参考面上穿透点的经纬度，通过地面数据链网络实时传送给地面中心处理站；所述地面中心处理站用于接收经地面参考接收机初步处理过的信息，同时计算出电离层参考面上每个格网结点的垂直入射方向的电离层延迟值，进而给出差分矫正信息与完好性信息，并按一定格式生成电文，再通过上传注入站由同步通信卫星转发给区域内的广大用户；所述甚高频设备用于将差分矫正信息与完好性信息发送给机载子系统，并对各项数据进行完好性监测；所述上传注入站用于将地面中心处理站处理后的信息通过再编码传送给同步通信卫星；所述地面数据链网络用于将地面参考接收机、地面中心处理站和上传注入站连接到一起，实现数据的传输与共享。一种利用上述融合系统进行GBAS的方法，包括如下步骤：步骤一：地面参考接收机通过对全球导航卫星系统的卫星进行观测，接收播发的导航定位数据，由地面中心处理站对相关数据进行差分矫正处理；步骤二：地面参考接收机通过甚高频设备将差分矫正信息与完好性信息发送给机载子系统，并对各项数据进行完好性监测；步骤三：飞机在巡航和进近时，机载子系统通过接收卫星子系统和地面参考接收机播发的导航定位数据、差分校正数据和完好性参数，进行高精度差分定位和保护级的计算，以此来提高导航定位精度、完好性、可用性、连续性方面的要求，进而实现PBN技术。一种利用上述融合系统进行SBAS的方法，包括如下步骤：步骤一：地面参考接收机负责接收观测范围内的卫星数据，实时计算出其可视范围内GNSS卫星的电离层延迟值，同时计算出GNSS卫星在电离层参考面上穿透点的经纬度，这些数据通过地面数据链网络实时传送给地面中心处理站；步骤二：地面中心处理站接收经地面参考接收机初步处理过的信息，同时计算出电离层参考面上每个格网结点的垂直入射方向的电离层延迟值，进而给出差分信息与完好性信息，并按一定格式生成电文，再由同步通信卫星转发给区域内的广大用户；步骤三：上传注入站将地面中心处理站处理后的信息通过再编码传送给卫星。相比于现有技术，本专利技术具有如下优点：（1）地面端将GBAS与SBAS两种系统进行了融合，实用性强；（2）有效减少了GBAS和SBAS分别布设的成本，满足了经济性的目的；（3）采用地面端融合GBAS与SBAS的方式，使用一套设备为用户提供GBAS和SBAS两种可供选择的增强方式，更符合实际。附图说明图1为基于全球卫星导航系统的GBAS与SBAS融合系统的空间布局示意图，图中：1-地面参考接收机、2-地面中心处理站、3-甚高频设备、4-上传注入站、5-地面数据链网络、6-地面基准站系统、7-用户。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。本专利技术提供了一种基于全球卫星导航系统的GBAS与SBAS融合系统，其基本思想是：通过将GBAS与SBAS地面端融合实现同时提供GBAS和SBAS服务。如图1所示，所述GBAS与SBAS融合系统包括可连续运行的地面参考接收机（位置已知）1、地面中心处理站2、甚高频设备3、上传注入站4、地面数据链网络5，其中：所述地面参考接收机1的数量为若干个，用于接收观测范围内的卫星数据，并实时计算出其可视范围内GNSS卫星的电离层延迟值，同时计算出GNSS卫星在电离层参考面上穿透点的经纬度，通过地面数据链网络5实时传送给地面中心处理站4；所述地面中心处理站2的数量至少为一个，用于接收经地面参考接收机1初步处理过的信息，同时计算出电离层参考面上每个格网结点的垂直入射方向的电离层延迟值，进而给出差分矫正信息与完好性信息，并按一定格式生成电文，再通过上传注入站4由同步通信卫星转发给区域内的广大用户；所述甚高频设备3的数量至少为一部，用于将差分矫正信息与完好性信息发送给机载子系统，并对各项数据进行完好性监测；所述上传注入站4的数量至少为一个，用于将地面中心处理站2处理后的信息通过再编码传送给同步通信卫星；所述地面数据链网络5用于将地面参考接收机1、地面中心处理站2和上传注入站4连接到一起，实现数据的传输与共享。本专利技术中，全球导航卫星系统（globalnavigationsatellitesystem，GNSS）包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的BDS、欧盟的伽利略系统以及其他国家正在建设或将要建设的所有导航定位系统。用户群体不仅限于飞机用户，还包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于全球卫星导航系统的GBAS与SBAS融合系统，其特征在于所述融合系统包括地面参考接收机、地面中心处理站、甚高频设备、上传注入站、地面数据链网络，其中：/n所述地面参考接收机用于接收观测范围内的卫星数据，并实时计算出其可视范围内GNSS卫星的电离层延迟值，同时计算出GNSS卫星在电离层参考面上穿透点的经纬度，通过地面数据链网络实时传送给地面中心处理站；/n所述地面中心处理站用于接收经地面参考接收机初步处理过的信息，同时计算出电离层参考面上每个格网结点的垂直入射方向的电离层延迟值，进而给出差分矫正信息与完好性信息，并按一定格式生成电文，再通过上传注入站由同步通信卫星转发给区域内的广大用户；/n所述甚高频设备用于将差分矫正信息与完好性信息发送给机载子系统，并对各项数据进行完好性监测；/n所述上传注入站用于将地面中心处理站处理后的信息通过再编码传送给同步通信卫星；/n所述地面数据链网络用于将地面参考接收机、地面中心处理站和上传注入站连接到一起，实现数据的传输与共享。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于全球卫星导航系统的GBAS与SBAS融合系统，其特征在于所述融合系统包括地面参考接收机、地面中心处理站、甚高频设备、上传注入站、地面数据链网络，其中：
所述地面参考接收机用于接收观测范围内的卫星数据，并实时计算出其可视范围内GNSS卫星的电离层延迟值，同时计算出GNSS卫星在电离层参考面上穿透点的经纬度，通过地面数据链网络实时传送给地面中心处理站；
所述地面中心处理站用于接收经地面参考接收机初步处理过的信息，同时计算出电离层参考面上每个格网结点的垂直入射方向的电离层延迟值，进而给出差分矫正信息与完好性信息，并按一定格式生成电文，再通过上传注入站由同步通信卫星转发给区域内的广大用户；
所述甚高频设备用于将差分矫正信息与完好性信息发送给机载子系统，并对各项数据进行完好性监测；
所述上传注入站用于将地面中心处理站处理后的信息通过再编码传送给同步通信卫星；
所述地面数据链网络用于将地面参考接收机、地面中心处理站和上传注入站连接到一起，实现数据的传输与共享。


2.一种利用权利要求1所述融合系统进行GBAS的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤一：地面参考接收机通过对全球导航卫星系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：张清江，赵龙，陶成钢，
申请(专利权)人：哈尔滨天枢问道技术有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23