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《中国科学院研究生院(国家授时中心)》 2015年
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星基增强系统互操作及其关键技术研究

杜娟  
【摘要】:GNSS不断发展与完善,其在定位、导航与授时等领域发挥着越来越重要的作用,伴随着GNSS应用领域的不断拓展,某些高精度用户尤其是航空用户对GNSS提出了更高的完好性要求,因此星基增强系统(SBAS)应运而生。SBAS服务具有一定的区域性,如何实现SBAS系统间的互操作以达到全球SBAS系统服务的无缝连接引起了越来越多的关注。本论文以SBAS服务的区域性限制为出发点,以实现SBAS的互操作为研究重点,以实现全球SBAS之间的无缝链接为最终目的,基于当前SBAS总体架构及其技术特征的分析,从SBAS互操作的必要性出发,从SBAS的频率选择、SBAS互操作的内涵定义及实现方式、电文设计、测距码优选以及DFMC SBAS完好性等方面开展SBAS互操作及其关键技术研究,具体研究工作如下:(1)从SBAS产生背景出发,对现已投入使用的及在建试验的各个SBAS系统从系统结构及特性上进行了分析,并在此基础上对传统的SBAS定义进行了扩展分析,即SBAS由仅对GPS增强转向对GNSS增强,分析了当前SBAS系统的概念、系统组成及其相应的技术特性。(2)从SBAS服务的区域性限制性出发,基于SBAS对L1及L5频率的选择,对SBAS互操作的内涵及定义进行了研究。针对SBAS互操作的实现方式,对DFMC SBAS进行了系统概述,并对SBAS互操作要素之一,即信号进行了简要分析。(3)从RTCA标准出发,基于IWG建议的SBAS L5电文设计,研究分析了SABS互操作电文格式、信息内容、纠错编码方式等,提出了新的更为完整的SBAS互操作电文设计思想,为今后SBAS系统设计提供了参考。(4)从测距码性能分析出发,基于Weil码的生成,提出了一种用于SBAS互操作的测距码优选方法,并验证了优选方式的可行性。同时对优选出的Weil码与L5频段上现有测距码之间的相关性能进行了分析,进一步验证了优选码的良好性能,为SBAS互操作中各SBAS L5频段上信号设计中的测距码选择提供了参考。(5)针对DFMC SBAS系统特点,从信息的完好性和机载设备完好性监测两方面,分析研究了DFMC SBAS完好性的内涵。基于HDOP的分析,针对增强星座数目不同,对HPL计算模型进行了分析。综上所述,本文通过对SBAS互操作实现方式及其关键技术的研究,明确了SBAS互操作的内涵,依据RTCA标准对SBAS互操作电文进行了设计,为SBAS设计中的测距码优选提供了方法与参考,并初步分析了DFMC SBAS完好性,对于SBAS互操作的实现,尤其是BDSBAS的建设具有重要意义。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(国家授时中心)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P228.4

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