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浅析地基增强系统完好性技术 　　摘 要：地基增强系统GBAS作为民用航空飞机精密进近及着陆引导的新型导航系统，必须尽可能减少误差，滤除不正常卫星数据信息，确保导航信号中不含有错误指示，因此GBAS完好性技术及完好性监测是十分重要的环节。文章将对地基增强系统的部分完好性技术进行介绍，并针对完好性监测的方法与构架展开研究。通过各类算法的解析，分析多系统中各误差的监测原理、工作逻辑及处理过程，从而得出系统完好性结论，并针对不同误差和干扰，提出完善建议。 　　关键词：GBAS；地基增强系统；完好性；完好性监测；监测执行 　　引言 　　随着我国民用航空业的迅速发展，持续增长的航空业务量对机场导航设施设备提出了更高的要求。GBAS 地基增强系统，作为民用航空导航新技术，能有效解决传统导航方式的各类缺陷，实现以GPS 为核心的全天候、高精度、高可靠性的进近、着陆引导。 　　GBAS 主要用于机场终端区，是提供飞机进近及着陆的卫星差分定位导航系统，其系统组成如图1所示。 　　图1 GBAS系统组成图 　　GBAS 工作原理：地面站收到卫星数据，发至数据处理中心。处理中心对收到的卫星信息进行完好性监测，过滤有可能存在的故障及部分误差信息。过滤后的卫星信息，将用于计算对应的差分修正量，并再次开始完好性监测。监测完毕后，利用VHF网络将差分修正量及完好性信息发送至飞机，为系统覆盖区内的飞机提供导航服务。 　　GBAS 作为精密进近、着陆引导的导航设备，应尽可能减少卫星差分信息的误差，过滤故障及不正常卫星数据，确保广播至飞机用户的数据中不含有错误信息。因此，系统完好性技术及完好性监测是GBAS 系统中的重要环节，下文将进行详细分析。 　　1 建立多系统GBAS 风险模型 　　GBAS 的误差及干扰包括机载、地面和卫星部分。主要有时钟误差、星历误差、信号畸变误差、多径效应误差、差分数据误差等。完好性监测算法应针对各误差的完好性影响及概率分布，来分别处理。 　　因此，正确分析卫星导航局域增强系统的完好性风险模型，是提高完好性监测算法有效性的基础，包括如下两个方面的内容： 　　1.1 建立系统数据处理误差模型 　　系统误差模型的建立是一个复杂的过程，必须考虑每个观测量的误差分布的等级，同时还必须考虑每个数据处理模块的误差分布和等级。对每个处理过程产生的检测概率进行评估，衡量误检概率和漏检概率。并依据误差分布和检验算法的特点，分配系统指标。通过仿真手段验证系统误差模型建立的正确性。 　　1.2 建立系统设备故障模型 　　为了保证空间信号的可用性，由地面站发布的差分校正信息必须具有高的可用性，因此需要建立系统设备故障模型。地面站的设备较多，包括监测接收机、数据处理设备、通信设备等，这些设备数量多少需要通过系统设备故障模型进行可用性指标分配，才能确定。 　　通过建立多系统故障模型，根据不同模型情况，进行监测算法设定。 　　2 多系统GBAS 完好性监测 　　完好性监测是对卫星完好性进行监视的一种处理方法，对可能的故障源分别进行检测排查。完好性监测包括信号质量监视、数据质量监视、观测量质量监视，并通过综合处理及多接收机一致性检验排除不可用卫星，并计算出满足完好性要求的可用卫星组，用于导航信号计算。信号质量监视方法（SQM）：应用满足局域增强要求的基准站接收机对卫星信噪比、码-载波偏差和空间信号的畸变进行监视，完成信号质量的监视；数据质量的监视（DQM）：主要对星历的异常进行监视，通过使用新旧星历对比等方法生成星历的判断结果；观测量数据监视（MQM）：通过对伪距中的阶跃、加速和跳变等变化监视，保证伪距没有发生大的突变；接收机多基准一致性检验（MRCC）：对比多台接收机的B值，判定监视接收机是否发生故障；综合判断（EXM）：对各种检验方法生成的判断结果进行综合分析，形成满足完好性指标要求的可用卫星组，保证机载的完好性得到保护；多系统完好性监测，为独立监视加综合判定模式，首先对某一个系统的观测值使用以上方法进行判定，然后综合判断多个系统的判断结果。将观测值转换至相同时空标准下，进行综合判断处理，计算出完好性达标的可用卫星组。不同的故障及误差，按照系统结构划分，分别以不同的监测方法进行监测，以下就各完好性监测方法分别进行分析。 　　2.1 信号质量监测 　　SQM 是对GPS 伪随机码的畸变进行监测。GBAS 信号质量监测模块接收到卫星数据的伪随机码，并同本地生产的伪随机码进行相关处理，以处理结果是否畸变，来判断伪随机码的畸变。 　　SQM 对GPS 信号功率进行监测，当信号功率低于标称值时，即可能存在误差，系统完好性降低。SQM 的功率监测计算在t和t-1时刻，接收机的通道m与所锁定的卫星n的平均载噪比C/N0，如式（1