支持区域导航的GNSS性能分析

【摘要】：为了有效促进民航持续安全,增加空域容量,减少地面导航设施投入,提高节能减排效果,同时作为陆基导航向星基导航过渡的一个有效方案,基于性能导航(PBN)逐步在全球实施。我国已明确PBN实施计划,其中,在我国广大中西部地区将实施GNSS支持下的所需导航性能RNP技术计划,随着我国北斗二代卫星导航系统的建设,如何在我国合理利用以北斗卫星导航系统为主导航源的GNSS,满足PBN及“后PBN”时代的运行要求是一个关键方面。 不同于陆基导航系统性能分析重点集中于导航精度,民航卫星导航的特殊性要求对卫星导航性能进行全面的分析,主要包括精度、完备性、连续性及可用性等四个方面。本文结合PBN相关要求和卫星导航的相关特点,开展了在满足精度要求前提下卫星导航的连续性和完备性研究。 考虑到星座组合对定位精度、连续性等方面的影响,以卫星几何尺度因子(GDOP)为基础,结合民机飞行管理系统(FMS)实际工作特点,分析了满足民航导航精度要求的选星方法,并以此为基础开展了导航连续性研究。根据提供的选星方法,结合对卫星和飞机位置的合理估算,分析了GNSS在满足定位精度前提下的星座最长可用时长;以此为主要依据,验证GNSS在连续性方面对区域导航的支持能力;结合我国京沪航路的实际数据,构建了满足RNAV-2飞行的仿真实验平台,验证了GNSS对区域导航的支持能力。根据完备性监视控制系统故障概率综合检测,对完备性进行分析。研究表明,最长可用时长可在满足导航精度的情况下,最大限度减少航路飞行中GNSS切换次数,提高飞行的安全性。