伪卫星进近着陆系统几何布局研究

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1、2010年10月第30卷第5期宇航计测技术JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementOct．，2010V01．30．No．5文章编号：1000—7202(2010)05—0054一04中图分类号：TN961伪卫星进近着陆系统几何布局研究胡胜军王玮张京娟徐韬(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191)文献标识码：A摘要基于伪卫星的迸近着陆系统具有机动灵活、成本低、抗干扰性能好等优点，可满足小型机场或临时机场对着陆系统的迫切需求，具有良好的应用

2、前景。本文从GDOP的角度对机场伪卫星星座布局进行了研究，提出了3颗和4颗伪卫星情况下的最佳布局。仿真结果表明这两种布局均达到了机场伪卫星进近着陆系统对HDOP的要求，对机场伪卫星着陆系统的实施具有重要的参考价值。关键词几何精度因子飞机进近着陆系统机场伪卫星GeometryResearchonthePseudolite-basedApproachandLandingSystemHUSheng-junWANGWeiZHANGJing-juanXUTao(SchoolofInstrumentScienc

3、e&Opt·electronicsEngineering。BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Bering100191)AbstractThepseudolite—basedapproachandlandingsystemhassuchadvantagesasflexibility，lowcostandbettercapacityofanti-jamming，thusithasbrightoutlookformeetingtheurgentne

4、edoflandingsystemintemporaryorsmallairport．ThepaperanalyzestheGDOPoftheairportpseudolites’layout．introducingthetwobestlayoutsonconditionof3and4APLs．TheresultSshowthatbothofthelayoutmeettherequirementsoftheapproachandlandingsystem，whichhasimportantsigni

5、ficancefortheimplementationofpseudolite-basedapproachandlandingsystem．KeywordsGDOPApproachandlandingsystemPseudolites1引言符合国际民航组织(ICAO)要求的自动着陆设备主要有仪表着陆系统(ILS)、微波着陆系统(MLS)和卫星导航着陆系统⋯。仪表着陆系统(ILS)目前应用在所有国际机场和大多数地区性机场，然而ILS系统易受干扰导致航向信标失真。MLS系统虽然在性能上优于ILS系统，但

6、其设备昂贵，投资过大，受到航空公司的抵制。GPS卫星导航系统既能保障精度又比较便宜，但是其完整性、可靠性始终令人堪忧旧J。伪卫星是一种近地面设置并和导航卫星作用相同的准“导航卫星”，它能发出与导航卫星相同格式电文的信号。伪卫星着陆系统具有机动灵活、抗干扰性能好、成本低等优点，不但可以增强GPS系统，在GPS卫星受干扰或不可用的情况下，也可独立完成定位。目前机场伪卫星应用于飞机进近着陆已获得越来越多的关注。卫星导航系统的精度主要取决于两类因素：一是伪距测量的精度，二是定位所用观测卫星的几何第5期伪卫星

7、进近着陆系统几何布局研究·55·分布，即盯=GDOP·or。，矿为用户位置解算误差，or。为伪距测量误差，GDOP表示几何精度因子旧J。DOP因子是伪距测量误差与位置解算误差之间的放大倍数，因此，几何布局对定位精度的影响很大，将机场伪卫星设置在几何布局最佳的位置上可提高定位精度，深入研究机场伪卫星星座布局是非常必要的。2GDOP研究假设(x。，Y。，气)表示用户位置，t。表示接收机的时钟偏差，e为光速，(xj，Yj，弓)表示第j颗卫星的位置，则接收机测量的第j颗卫星到用户的伪距n为⋯]岛=√(誓一X

8、u)2+(乃一Y。)2+(弓一气)2+ct。(I)卫星位置可由导航电文计算获得，因而上式中含有四个未知数，需要至少四个方程联立求解，即用户需要同时观测到至少四颗卫星。假设利用n颗卫星定位得到用户位置和时钟偏差的误差向量dx=[出咖dz—ct。r，伪距误差向量中=[咖，审：⋯如。r(n≥4)，它们的关系可用如下式子表示40=H—dx(2)式中：H=[E。岛⋯E。]7，Ei=心m；n；1]7是由用户到第i颗卫星视线的方向余弦向量。称何’为伪逆，定义为：H一=(日7日)‘1