Araim地面監(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及導(dǎo)航技術(shù)，尤其涉及一種先進(jìn)接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)（Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring ;簡稱：ARAIM)地面監(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)方法 和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System ;簡稱：GNSS)以其全 球、全天候、連續(xù)和高精度的特點(diǎn)成為了重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施。目前，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于陸地、 海洋和航空航天等領(lǐng)域。ARA頂能實(shí)現(xiàn)對(duì)GNSS的增強(qiáng)。ARA頂一方面保證了定位精度，另 一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星工作狀態(tài)的監(jiān)控，是目前衛(wèi)星定位獲得完好性監(jiān)控時(shí)的一種自主有效的 方法。ARA頂支持水平導(dǎo)航和垂直導(dǎo)航，能在部分區(qū)域滿足低至200英尺的基于水平和垂 直引導(dǎo)的精密進(jìn)近（Localizer Performance with Vertical guidance from GNSS;簡稱 LPV)，即LPV-200。ARA頂依賴于地面系統(tǒng)向相關(guān)星座提供周期性的標(biāo)稱性能和故障率的更 新。這些完好性數(shù)據(jù)包含在完好性支持電文（Integrity Support Message ;簡稱：ISM)中， ISM在ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站中產(chǎn)生，并廣播給衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，采用ARA頂線下結(jié)構(gòu)。采用ARA頂線下結(jié)構(gòu)時(shí)，使用的I SM參數(shù)較為 保守，可用性較差。
[0004] 因此，采用現(xiàn)有技術(shù)的方法，由于ISM參數(shù)保守，僅能滿足部分區(qū)域的LPV-200性 能，應(yīng)用范圍較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)方法和裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在 的問題。
[0006] 本發(fā)明提供一種ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)方法，包括：
[0007] 獲取第一用戶距離精度URA和第二用戶距離精度URA，其中，所述第一用戶距離精 度URA為當(dāng)前預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的用戶距離精度URA，所述第二用戶距離精度URA為未來預(yù)設(shè)時(shí) 間段內(nèi)的用戶距離精度URA ;根據(jù)所述第一用戶距離精度URA、所述第二用戶距離精度URA 以及預(yù)設(shè)的用戶距離精度URA閾值確定采用的先進(jìn)接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)ARA頂結(jié)構(gòu)，所 述ARA頂結(jié)構(gòu)為線上結(jié)構(gòu)或線下結(jié)構(gòu)；根據(jù)所述ARA頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性 監(jiān)測(cè)。
[0008] 本發(fā)明還提供一種ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)裝置，包括：
[0009] 獲取模塊，用于獲取第一用戶距離精度URA和第二用戶距離精度URA，其中，所述 第一用戶距離精度URA為當(dāng)前預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的用戶距離精度URA，所述第二用戶距離精度 URA為未來預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的用戶距離精度URA ;確定模塊，用于根據(jù)所述第一用戶距離精度 URA、所述第二用戶距離精度URA以及預(yù)設(shè)的用戶距離精度URA閾值確定采用的先進(jìn)接收機(jī) 自主完好性監(jiān)測(cè)ARA頂結(jié)構(gòu)，所述ARA頂結(jié)構(gòu)為線上結(jié)構(gòu)或線下結(jié)構(gòu)；監(jiān)測(cè)模塊，用于根據(jù) 所述ARA頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)。
[0010] 本發(fā)明提供的ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)方法和裝置，通過獲取第一 URA和第 二URA，第一 URA為當(dāng)前預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的URA，第二URA為未來預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的URA，根據(jù)第 一 URA、第二URA和預(yù)設(shè)的URA閾值確定ARA頂結(jié)構(gòu)為線上結(jié)構(gòu)或者線下結(jié)構(gòu)，根據(jù)ARA頂 結(jié)構(gòu)進(jìn)行ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)，從而，能根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景確定ARA頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)， 最終確定ISM中的內(nèi)容和更新頻率，進(jìn)行完好性監(jiān)測(cè)，與只采用ARA頂線下結(jié)構(gòu)的方案相 比，可以滿足大部分區(qū)域的精準(zhǔn)度要求，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。同時(shí)，提高了 LPV-200的可用性。
【附圖說明】
[0011] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根 據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012] 圖1為本發(fā)明提供的ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)方法實(shí)施例一的流程示意圖；
[0013] 圖2為本發(fā)明提供的ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)方法實(shí)施例二的流程示意圖；
[0014] 圖3為本發(fā)明提供的ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖4為本發(fā)明提供的ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017] 圖1為本發(fā)明提供的ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)方法實(shí)施例一的流程示意圖。 如圖1所示，本實(shí)施例提供的ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)方法包括：
[0018] SlOl :獲取第一用戶距離精度URA和第二用戶距離精度URA，其中，第一用戶距離 精度URA為當(dāng)前預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的用戶距離精度URA，第二用戶距離精度URA為未來預(yù)設(shè)時(shí)間 段內(nèi)的用戶距離精度URA。
[0019] 具體地，ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站網(wǎng)絡(luò)由1個(gè)主控站和多個(gè)ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站組成。主 控站是地面信息處理和運(yùn)行控制的中心，其主要接收各個(gè)ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站采集的衛(wèi)星信 息、觀測(cè)數(shù)據(jù)及環(huán)境數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)規(guī)劃與調(diào)度、全系統(tǒng)運(yùn)行管理 與控制等。本實(shí)施例的執(zhí)行主體可以是主控站。
[0020] ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站接收導(dǎo)航衛(wèi)星星座中的衛(wèi)星信息，本實(shí)施例中的導(dǎo)航衛(wèi)星星座 可以是全球定位系統(tǒng)（Global Position System;簡稱：GPS)和北斗系統(tǒng)（Beidou System; 簡稱：BDS)。ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站對(duì)接收到的衛(wèi)星信息進(jìn)行相應(yīng)的處理，并將處理的結(jié)果發(fā)送 給主控站?？蛇x的，本實(shí)施例中ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站的數(shù)量為7個(gè)。可以理解的是，ARA頂?shù)?面監(jiān)測(cè)站的數(shù)量越多，則最終得到的第一 URA和第二URA的值越精確，但考慮到成本及稀疏 性的要求，7個(gè)ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站可以滿足對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星星座中衛(wèi)星的監(jiān)測(cè)和接收衛(wèi)星信息。
[0021] 主控站可以根據(jù)ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站發(fā)送的數(shù)據(jù)獲得星歷誤差、星鐘誤差、精密 星歷和精密星鐘，根據(jù)星歷誤差、星鐘誤差、精密星歷和精密星鐘獲取第一用戶距離精度 (User Range Accuracy;簡稱：URA)和第二URA。URA可以用來衡量衛(wèi)星空間信號(hào)的精度。 第一 URA為當(dāng)前預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的URA，可以根據(jù)當(dāng)前預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的星歷誤差和星鐘誤差 獲得第一 URA。第二URA為未來預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的URA，可以根據(jù)未來預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的精密星歷 和精密星鐘獲得第二URA。
[0022] S102 :根據(jù)第一用戶距離精度URA、第二用戶距離精度URA以及預(yù)設(shè)的用戶距離精 度URA閾值確定采用的先進(jìn)接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)ARA頂結(jié)構(gòu)，ARA頂結(jié)構(gòu)為線上結(jié)構(gòu)或 線下結(jié)構(gòu)。
[0023] 具體地，預(yù)設(shè)的URA閾值可以根據(jù)以下步驟得到：對(duì)衛(wèi)星星座中衛(wèi)星的URA進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)，估計(jì)其分布模型，根據(jù)用戶對(duì)導(dǎo)航精度的要求，確定一個(gè)概率值，計(jì)算該分布模型關(guān)于 該概率值的分位數(shù)，將該分位數(shù)作為預(yù)設(shè)的URA閾值。
[0024] 根據(jù)第一 URA、第二URA和預(yù)設(shè)的URA閾值確定ARA頂為線上結(jié)構(gòu)還是線下結(jié)構(gòu)。 例如，可以根據(jù)第一 URA和第二URA通過計(jì)算得到的值和預(yù)設(shè)的URA閾值之間的大小來確 定，也可以通過分別比較第一 URA、第二URA和預(yù)設(shè)的URA閾值的大小來確定。ARA頂線上 結(jié)構(gòu)中，由ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站生成的ISM中，ISM的更新頻率高，能夠提供更加精密的星歷 和星鐘信息，廣播給衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)，即機(jī)載用戶。
[0025] 可選的，可以通過分別比較第一 URA、第二URA和預(yù)設(shè)的URA閾值的大小來確定： 若第一 URA和第二URA均小于預(yù)設(shè)的URA閾值，確定ARA頂結(jié)構(gòu)為線上結(jié)構(gòu)；若第一 URA和 第二URA中至少一個(gè)大于等于預(yù)設(shè)的URA閾值，確定ARA頂結(jié)構(gòu)為線下結(jié)構(gòu)。
[0026] 需要說明的是，ARA頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)可以是在未來預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采用線上或者線下結(jié)構(gòu)。
[0027] S103 :根據(jù)ARA頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)。
[0028] 根據(jù)ARA頂結(jié)構(gòu)確定ISM的內(nèi)容和更新頻率，進(jìn)行ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)。
[0029] 本實(shí)施例提供的ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)方法和裝置，通過獲取第一 URA和 第二URA，第一 URA為當(dāng)前預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的URA，第二URA為未來預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的URA，根據(jù) 第一 URA、第二URA和預(yù)設(shè)的URA閾值確定ARA頂結(jié)構(gòu)為線上結(jié)構(gòu)或者線下結(jié)構(gòu)，根據(jù)ARA頂 結(jié)構(gòu)進(jìn)行ARA頂?shù)孛姹O(jiān)測(cè)站完好性監(jiān)測(cè)，從而，能根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景確定ARA頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)， 最終確定ISM中的內(nèi)容和更新頻率，進(jìn)行完好性監(jiān)測(cè)，與只采用ARA頂線下結(jié)構(gòu)的方案相 比，可以滿足大部分區(qū)域的精準(zhǔn)度要求，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。同時(shí)，提高了 LPV-200的可用性。
[0030] 進(jìn)一步地，在上述實(shí)施例中，獲取第一 URA和第二URA，包括：根