卫星导航系统完好性监测研究

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1、卫星导航系统完好性监测研究摘要：本次研究中主要对卫星导航系统完好性监测进行探究。文章首先对卫星导航系统完好性发展进程进行分析，然后通过文献分析法从结构体系角度和故障体系角度对系统完好性进行层次划分，为监测体制的确立奠定良好基础。最后对监测中的各项指标进行明确，对其检测机制进行了深入研究，对卫星导航体系进行了风险系数全面优化。关键词：卫星导航系统完好性监测中图分类号：P228文献标识码：A文章编号：1007-9416（2014）05-0130-021卫星导航系统完好性概述卫星导航系统完好性发展主要经过了以下四个阶段：第一阶段（1993～1994年）：1993年美国国防部

2、开始对卫星导航系统完好性进行探究并基于上述体系中的安全性防范要求形成了SPSSingnalSpecification。该卫星导航系统完好性文档实现了对卫星导航系统功能的全面展示，从不同指标方面对系统中的各项内容进行了细化描述，提升了完好性分析的评价效益。第二阶段（1995～2001年）：该阶段仍以SPSSingnal7Specification文档为主但对其进行了一定修改。该文档中没有对Integrity内容进行明确，整体与1993年版差异不大。第三阶段（2001～2008年）：2001年美国依照自身技术发展状况对SPSSingnalSpecification进行调整

3、，形成了SPSPS文档。该文档不仅对RAIM进行明确，还定义了Integrity，整体内容标准发生明显转变。SPSPS文档在常规的基础上加入了服务性指标的自信内容，可靠性大幅上升。第四阶段（2008年以后）：该阶段SPSPS文档将SPSSIS作为核心标准内容，形成了完整的指标概念和连续性概念，完好性机制得到本质性提升。2分层卫星导航系统完好性分析2.1层次结构角度分析从层次结构角度对卫星导航系统完好性进行划分时可以分为服务层和SIS层两大方面。服务层完好性主要指卫星导航系统在使用过程中对完好性故障问题的监测效果，是否能够达到准确警告提升服务安全质量；SIS层完好性主要

4、指卫星导航系统是否能够对SIS中的内容进行全方面把握，在通讯范围内实现完好性故障监测及准确警告。7服务层完好性是在数据告警限值参数及告警风险参数的完好性状况，该内容体系层次非常庞大，完好性内容结构主要包括以下几方面，具体见图1。卫星导航系统需要及时对各项告警内容进行发布，通过服务内容中的水平告警限值、垂直告警限值、告警时间限值、告警内容限值等完成各项告警成功效果的改善，达到对风险的降低。尤其是在完好性风险中，卫星导航系统可以通过风险概率发生的可能性达到各项服务障碍的确定，从而检测系统是否存在问题，达到对问题的控制效果。上述参数在计算的过程中可以通过RAIM算法完成数据

5、处理，从而确定AL、TTA、IR参数，提升故障监测效益。SIS层完好性主要是在SIS信息采集、分析和处理上实现的置信度数据控制内容，可以有效提升对SIS层中问题警告的及时性和有效性。SIS层在正常运行的过程中能够从服务故障改良中对瞬时URE超出门限状况后告警概率的分析提升系统告警效益，从而改善卫星导航系统完好性指标；能够从告警时间中的各项电文操作完成告警信息提取，形成连续且动态变化的故障响应；能够在SISURENTE门限上提升测距精度，建立合理边界值数据，提升告警的可靠性；能够从告警标志中完成Alarm及Warning型告警，对SIS系统状态进行显示，从而降低卫星导航

6、系统完好性问题发生的概率。2.2故障模式角度分析7故障模式角度分析主要是从卫星导航系统故障问题着手，依照故障问题产生的原因实施对应处理策略，从而保证各项故障信息能够得到有效解决。卫星导航系统完好性故障主要存在于信号层、服务层两方面。上述层次的完好性主要是由卫星描述数量的不同而作为主要故障分析依据，从而形成故障模式分析体系。以下笔者就上述层次的完好性故障产生因素进行深入探究。（1）信号层完好性故障产生的原因分析：影响卫星导航系统信号层完好性的因素包括许多中，可能是由于空间运动中各项数据准确性降低、故障源中信息状况转变等。部分接收机可以通过误差的分析达到各项故障的监测，以

7、RAIM实现故障分析，例如控制段中问题上数据失误、空间段数据失误等。（2）服务层完好性故障产生的原因分析：造成该故障的因素主要包括SIS服务故障、空间卫星构型转变、卫星时钟和星历故障等几方面。这些因素可以造成卫星导航系统在使用的过程中无法及时对定位准确性进行有效告警，告警限值出现明显误差。严重时甚至造成定位结果无法使用，导致系统无效。3卫星导航系统完好性监测机制3.1基于用户段完好性的系统监测接收机可以在接收到系统中的故障信息后自动依照固定逻辑处理方式完成完好性判断，依照判断结果对用于进行警告，让用户了解到定位解算的有效性、准确性和可靠性，从而提升用