导航站失效情况下陆基导航系统性能分析

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1、第31卷第6期航天电子对抗50引言导航站失效情况下陆基导航系统性能分析李刚，胥尚博，邵永，杨刚(宝鸡市高新技术研究所，陕西宝鸡721013)摘要：以当前应用较为广泛的陆基导航系统为研究对象，设计了一种多导航站接力式导航方案，将其应用于弹道导弹组合导航过程。此基础上进行单个导航站失效情况下的系统完好性、可用性、定位精度分析，仿真结果表明，备用导航站的引入能够确保系统的整体工作性能。关键词：陆基导航系统；PDOP；完好性；可用性；定位精度中图分类号：TN967文献标识码：ACapabilityanalysisofg

2、round-basednavigationsystemincaseofnavigationstation’SinvalidationLiGang，XuShangbo，ShaoYong，YangGang(BaojiInstituteofHighTechnology，Baoji721013，Shanxi，China)Abstract：Aimingatthewidelyusedground—basednavigationsystem，akindofrelay-modenavigationschemeofmulti—s

3、tationsisdesignedandusedinballisticmissileintegratednavigation．Theintegrity，serviceabilityandmeasurementaccuracyofthesystemincaseofnavigationstation’sinvalidationareanalyzed，andthesimulationresultsshowthat，theintroductionofstandbynavigationstationcouldensure

4、thewholeserviceperformanceofthesystem．Keywords：ground—basednavigationsystem；positionaldilutionofprecision；integrity；serviceability；measurementaceuracY陆基导航系统是在地面布设导航站，通过向用户接收机发送测量信号，采用伪距解算三球交会问题的基本方法求解定位信息，又称伪卫星导航系统[1≈]，其基本测量原理与卫星导航系统相同。由于具有布站机动灵活、抗干扰能力强、建设周期

5、短、成本低等优点，陆基导航系统在弹道导弹组合导航中的应用越来越受到关注。在实际应用当中，陆基导航系统的完好性、可用性和精度性能是用户比较关心的问题。目前，针对这方面的研究多在增强卫星导航组网定位、静态定位、形变监测等领域n_6]，而当陆基导航系统以弹道导弹为服务对象时，系统的以上工作性能会因为导弹飞行距离长、精度要求高的特性而有所不同，特别是在导航站失效收稿日期：2015—08—03；2015—11—02修回。作者简介：李刚(1982一)，男，工程师，博士，主要研究方向为弹道导弹射击精度及组合导航技术。的情况下

6、，如何重新进行合理的组网以确保系统的有效工作值得探讨。l接力式导航方案设计1．1接力式导航方案系统作用距离与所采用的天线类型密切相关，当采用全向天线时，系统的覆盖范围较广，但作用距离相对较短；而当采用定向天线时，系统覆盖角度有限，但作用距离将大大增加。弹道导弹的飞行轨迹一般能够通过地面标准弹道计算事先获得，这就为定向天线的使用提供了便利条件。本文假设陆基导航系统作用距离设计指标为400km。陆基导航系统应用于弹道导弹组合导航时，主要工作于导弹主动飞行段。导弹主动段的飞行时间通常较短，约为数十至数百秒，主动段射程

7、约占导弹全射程的8％～lo％[7]，即使对于总射程达上万千米的洲际弹道导弹，主动段射程也约为数百至一千余千米，主动段关机点高程约为二三百千米，对于陆基导航系统400km的作用距离设计指标，只需多个导航站组网便6航天电子对抗2015(6)能够满足组合导航的要求，在此本文提出一种接力式导航方案。接力式导航方案是指在标准弹道走廊地面投影区域附近布设一定数量的导航站，形成多个布设区域。当导弹飞行至某一布设区域时，该区域内的导航站参与测量过程；当导弹飞出该区域到达下一布设区域时，由下一布设区域内的导航站进行测量；依次向下

8、传递，形成接力导航，如图1所示。影图1接力式导航方案1．2备用导航站布设在实际应用中，陆基导航站有可能因为出现故障或遭受敌方攻击而导致失效。为了保证单个导航站失效时，陆基导航系统仍然能够正常工作，在进行系统方案设计时在每个布设区域中增加一个备用导航站。由于事先无法获知哪个导航站可能失效，因此将备用导航站布设于该区域的中心点。当某个导航站失效时，启用备用导航站，以保证该布设区域内至少同时