GPS、MLS进近着陆性能比较

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1、四川省电子学会I乜予测量与仪器专委会第十一届学术年会论文集4lGPS、MLS进近着陆性能比较(成都飞机工业有限责任公司张智江)摘要：本文从飞机着陆的定位精度完善性灵活性可利用性比较了卫星导航全球定位系统(GPS)和微波着陆系统(MLs)，在着陆性能上的差异。指出使用c／A码GPs目前还不能满足精密进近着陆的要求，也不能完全取代MLs。GPs用于航路导航的技术日臻成熟，提高GPs用户设备精度，引导飞机精密进近着陆，已成为GPs应用的热点和高技术。发展自己的卫星导航系统，GPs最终才有可能取代现有的陆基导航设备，完成通信、导航和监视系统(cNS)从陆基向星基的转移。关键词：

2、着陆性能比较1引言国际民航组织(1cAO)下属的未来空中航行系统特别委员会(FANs)在80年代初提出了通信、导航、监视系统(CNS)从陆基向星基转移的方案。对未来航路导航系统选择了卫星导航全球定位系统(GPS)；对进近着陆系统则继续强调用微波着陆系统(MLs)取代仪表着陆系统(ILS)。这个空中导引系统简单的说就是：MLs+GPs。当前国际上对GPS的应用已作了大量的实验和试飞评估。我国航空界对GPs应用表现了极大的热情，并展开了积极地研究、应用。在GPS热中，有人设想现在就用GPS取代MLS。那么究竟采用了GPS还要不要MLS呢?现在我们就从GPS、MLs精密进近着

3、陆性能的差异来谈谈这个问题。表l在决断高度点DH对系统水平误差H／垂直误差V的要求(英尺)精度等级IⅡⅢ决断商度200Ioo50lcAO对应ILS的精度规定56j／136j69，57132／l8FRP对精密进近着陆的要求30，lO15／46135／l4IcAO对应MLs的精度规定138／89136／44135／22GPS和MLs进近着陆的精度比较2．1飞机进近着陆的精度要求ICOA和联邦无线电规划委员会(FRP)对不同精度等级进近着陆在决断高度点(HD)的精度要求如表l所示。MLS显然比ILs精度高，特别是I类着陆。这是根据IcAO国际民航公约附件10SARPs的规定，

4、按8000英尺(2400米)跑道长度规划、计算的。2．2GPS能达到的精度美国国防部(DOD)公布的最大水平／垂直误差(26)，按精确定位服务PPs(即P码)和标准定位服务sPs(即c／A码)列于表2。PPS服务中包括选择可用性(sA)所引起的误差。42GPS＼MLS进近着陆性能比较sA是美国政府采取的一种人为地把误差注入卫星时钟和卫星数据中，限制使用GPs的措施。在今后相当长的一段时间内，美国政府的这个政策不会有所改变。这就意味着非允许使用GPs服务的用户还不能摆脱sA带来的误差。如果采用特定的信号处理技术，在无SA和良好几何条件下(水平精度扩散因子HDOP=1．6；

5、垂直精度扩散因子VDOP=2．7)，利用GPS进近实验的论证文献中，引用GPS联合规划局JPO(军用GPS的生产管理部门)非正式估算值，获得的位置精度列于表3。也是GPs在比较优越的条件下能达到的最好精度。表2DOD公布的最大水平H／垂直V定位误差(英尺)表3JP0估算的最好水平H／垂直V定位误差(英尺)＼务等级PPSSPS测定方疾＼无差分GPs58．4／909328／512差分DGPS249／38493／146；淤PPSSPS测定方法、＼逐点解算‘49，8390门53无差分修正卡尔曼滤波45／7672，j2l逐点解算21，3558，919差分修正卡尔曼滤波7／1219

6、／33表3和表1比较，可得到以下结论：a)PPS服务(P码)只有水平精度符合I类进近的精度要求，垂直精度不能保证。如果采用差分校正和卡尔曼滤波得到的最好结果刚好能达到I类进近着陆要求(见表3内数字)。b)SPS服务不符合I类进近着陆要求，更谈不上II类、III类要求。c)上述结论是在GPS最好精度条件下到的，还没有考虑SA带来的误差，否则误差将更大。d)PPS服务(P码)长期保密，不公开使用，未经允许我们目前还不能使用PPS服务。2．3垂直精度比较利用允许水平误差和允许垂直误差的比值△H／△V作为参考数来观察，IcAO规定II类进近时△H／△V比值约为3；III类进近时

7、△H／△V比值约为7(见表4)，这表明着陆的等级越高，△H／△V比值越大，垂直精度越重要，对垂直精度要求越高，垂直误差应越小。表4进近着陆要求的△H／△V比值I精密进近着陆等级IⅡmFRPY要求的△H／△V375lI．25IcAo要求的△H／△V432．96733GPS误差是由卫星——用户之间的几何关系、卫星星历精度、GPS系统时间同步精度、测距精度和机内噪声诸多因素决定的。在大部分时间里，垂直误差△V大于水平误差△H。对于18颗卫星在美国大陆上平均VDOP／HDOP≈1．6l，对应GPS水平和垂直误差比△H／△V=0．62，它与精密进近