針對單頻地基增強(qiáng)系統(tǒng)(Ground Based Augmentation System, GBAS)中電離層異常時(shí)Hatch濾波器平滑精度降低問題,系統(tǒng)分析了電離層延時(shí)對Hatch濾波器平滑精度的影響,提出一種改進(jìn)自適應(yīng)Hatch濾波算法。根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算碼載偏離度,并利用二階線性時(shí)不變低通濾波器抑制碼載偏離度高頻信號(hào),以實(shí)現(xiàn)電離層異常實(shí)時(shí)檢測;建立平滑后偽距誤差均方根與電離層延時(shí)變化率、偽距測量噪聲標(biāo)準(zhǔn)差以及平滑時(shí)間三者之間的函數(shù)模型,并由此確定出Hatch濾波器最優(yōu)平滑時(shí)間。利用GBAS原理樣機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:自適應(yīng)Hatch濾波算法能夠根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)電離層延時(shí)變化率確定濾波器最優(yōu)平滑時(shí)間,且當(dāng)電離層異常時(shí),自適應(yīng)Hatch濾波器機(jī)載位置誤差最大由1.15 m減小為0.43 m,從而驗(yàn)證了所提算法的有效性。

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【部分圖文】：

圖1Hatch濾波器算法框圖

Hatch濾波器是一種最早提出且得到廣泛應(yīng)用的載波相位平滑偽距方法,其算法結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1中:Ψ和Φ分別表示GNSS偽距和載波相位測距組合值;χ為CMC值,由偽距和載波相位測量值作差求得。CMC經(jīng)過低通濾波,其高頻噪聲被消除后得到χ^,進(jìn)一步與輸入的載波相位Φ組合后可以....

圖2自適應(yīng)濾波算法流程圖

大氣層中電離層異常大約在10-8～10-7量級(jí),因此電離層無異常情況時(shí)Hatch濾波器平滑時(shí)間可取值為100s[9],當(dāng)GBAS地面或機(jī)載系統(tǒng)檢測到電離層異常時(shí)則需要根據(jù)電離層延時(shí)變化率自適應(yīng)計(jì)算Hatch濾波器平滑時(shí)間。圖2為本文所提出的自適應(yīng)濾波算法流程圖,下文將分別給出電....

圖5三維飛行軌跡

目前無法獲得飛機(jī)終端區(qū)飛行測試GPS觀測數(shù)據(jù),因此利用GNSS模擬信號(hào)源生成終端區(qū)GPS觀測數(shù)據(jù)對本文所提出算法進(jìn)行驗(yàn)證。三維飛行軌跡如圖5所示,初始經(jīng)度為118.87°、緯度為32.02°,下降段初始高度為3000m;設(shè)置飛機(jī)下滑角為5°,由初始點(diǎn)下降至高度410m處拉平,....

圖6衛(wèi)星仰角60°～70°時(shí)兩種方法檢測時(shí)間對比

表1不同衛(wèi)星仰角兩種方法檢測時(shí)間對比Tab.1Comparisonofdetectiontimeoftwomethodswithdifferentsatelliteelevations衛(wèi)星仰角/(°)一階LTI/s二階LTI/s[20,30....

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