BDS完好性監(jiān)測和可用性評估.pdf

1、隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS（Global Navigation Satellite System）的迅猛發(fā)展和導(dǎo)航理論研究的逐步深入，導(dǎo)航定位基本服務(wù)性能的提升，GNSS的應(yīng)用領(lǐng)域隨之拓寬。我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)BDS(BeiDou Navigation Satellite System)已于2012年12月27日正式開始為亞太區(qū)域提供服務(wù)。用戶希望在導(dǎo)航定位的同時完好性和可用性得到保障，因此為了提高BDS在未來市場上的核心競

2、爭力，自主建立完好性監(jiān)測和可用性評估標(biāo)準(zhǔn)已刻不容緩?；诖?，本文展開從系統(tǒng)端、用戶端、空間信號層的完好性監(jiān)測到服務(wù)區(qū)可用性評估的研究。主要研究工作如下：
　?。?）針對BDS用戶關(guān)心的完好性監(jiān)測算法是否可用和最小檢測能力這兩個問題，本文采用亞太區(qū)域仿真格網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)（空間因素）和亞太區(qū)域均勻分布的4個BDS跟蹤站數(shù)據(jù)（時間因素），基于質(zhì)量控制理論，對系統(tǒng)端的完好性可用性和最小可檢測粗差影響進(jìn)行分析。結(jié)果表明：無論是從時間還是空間因素分

3、析，BDS在亞太區(qū)域非精密進(jìn)近階段完好性監(jiān)測算法可用（除邊角區(qū)域個別時段外）；從空間因素分析，平均最小可檢測粗差影響為1.796m，從時間因素分析，平均最小可檢測粗差影響優(yōu)于6m。針對用戶關(guān)心的BDS提供的位置估計(jì)的誤差邊界問題，本文基于用戶端自主完好性監(jiān)測算法中的保護(hù)水平進(jìn)行評估，實(shí)驗(yàn)表明：亞太區(qū)域BDS與GPS提供的實(shí)時保護(hù)水平相當(dāng)，均可滿足非精密進(jìn)近階段完好性需求。
　?。?）對于BDS空間信號誤差能否滿用戶需求的問題，本文

4、從空間信號誤差URE（User Range Error）和空間信號監(jiān)測精度SISMA（Signal-In-Space Monitoring Accuracy）兩方面進(jìn)行評估。分析表明：BDS衛(wèi)星空間信號誤差URE平均值在5m以內(nèi)，可滿足實(shí)時導(dǎo)航用戶需求。針對空間信號精度所監(jiān)測導(dǎo)航信息是否可靠，本文利用亞太區(qū)域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)評估BDS空間信號監(jiān)測精度SISMA，分析結(jié)果表明：經(jīng)過亞太上空的BDS衛(wèi)星可滿足生命安全服務(wù)SOL（Safety-Of-

5、Life Service）中關(guān)于SISMA規(guī)定，可靠度為100％（除C12為97.92%外）。
　?。?）針對BDS空間信號層衛(wèi)星故障對單星可用性影響和服務(wù)層可用性是否滿足用戶需求的問題。本文分析BDS衛(wèi)星3類故障對單星可用性的影響，結(jié)果表明：固有可靠性使所有衛(wèi)星可用性均下降2.66%，軌道機(jī)動對單星可用性的影響程度比單粒子翻轉(zhuǎn)（恢復(fù)時間12h、24h）影響程度小，而且三種故障的綜合影響比單方面因素的故障影響大。本文在綜合考慮精度