本文關(guān)鍵詞：BDS完好性監(jiān)測和可用性評估，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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:(1)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行分析。結(jié)果表明:無論是從時間還是空間因素分析,BDS在亞太區(qū)域非精密進近階段完好性監(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)測算法中的保護水平進行評估,實驗表明:亞太區(qū)域BDS與GPS提供的實時保護水平相當(dāng),均可滿足非精密進近階段完好性需求。(2)對于BDS空間信號誤差能否滿用戶需求的問題,本文從空間信號誤差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-Life Service)中關(guān)于SISMA規(guī)定,可靠度為100%(除C12為97.92%外)。(3)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和完好性可用性基礎(chǔ)上,運用一種加權(quán)評估可用性模型評估BDS服務(wù)可用性。分析結(jié)果表明:BDS在亞太區(qū)域可用性95%以上(除亞太邊角個別區(qū)域外),可滿足用戶需求。在BDS的GEO衛(wèi)星發(fā)生軌道機動后,會導(dǎo)致BDS系統(tǒng)亞太服務(wù)區(qū)可用性不同程度的下降。
【關(guān)鍵詞】：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 完好性監(jiān)測 可用性評估 用戶測距誤差 空間信號監(jiān)測精度
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 本課題研究背景和選題意義10-14
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 選題意義11-14
• 1.2 研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 完好性監(jiān)測研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.2 可用性評估研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 研究思路和內(nèi)容18-20
• 1.3.1 研究思路18
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容18-20
• 第二章 GNSS完好性監(jiān)測與可用性評估的基本理論20-32
• 2.1 GNSS導(dǎo)航服務(wù)性能及邏輯關(guān)系20-22
• 2.1.1 GNSS基本服務(wù)性能20-21
• 2.1.2 GNSS基本導(dǎo)航服務(wù)性能邏輯關(guān)系21-22
• 2.2 GNSS完好性與可用性需求22-25
• 2.2.1 航空應(yīng)用對GNSS的性能需求22-23
• 2.2.2 其他民用行業(yè)應(yīng)用對GNSS性能的需求23-25
• 2.3 GNSS完好性算法25-29
• 2.3.1 GPS完好性算法25-27
• 2.3.2 Galileo完好性算法27-29
• 2.4 GNSS可用性算法29-31
• 2.4.1 GNSS空間信號層可用性算法30
• 2.4.2 GNSS服務(wù)層可用性算法30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 BDS系統(tǒng)端和用戶端完好性監(jiān)測32-52
• 3.1 經(jīng)典RAIM算法32-38
• 3.2 質(zhì)量控制理論38-41
• 3.3 基于質(zhì)量控制的星座完好性評估41-42
• 3.4 BDS星座完好性評估分析42-48
• 3.4.1 BDS空間位置完好性分析42-44
• 3.4.2 BDS單星座時間完好性分析44-48
• 3.5 BDS用戶端自主完好性監(jiān)測分析48-50
• 3.5.1 基于仿真數(shù)據(jù)的亞太區(qū)域RAIM性能分析48-50
• 3.5.2 基于iGMAS/MGEX數(shù)據(jù)的單天RAIM性能分析50
• 3.6 本章小結(jié)50-52
• 第四章 BDS空間信號完好性監(jiān)測52-64
• 4.1 BDS廣播星歷精度和空間信號誤差的評估及方法52-54
• 4.1.1 BDS軌道精度評估及方法52-53
• 4.1.2 BDS鐘差精度評估及方法53-54
• 4.1.3 BDS空間信號誤差的評估及方法54
• 4.2 BDS廣播星歷精度和空間信號誤差的評估分析54-58
• 4.2.1 BDS軌道精度的分析55-56
• 4.2.2 BDS鐘差精度的分析56-57
• 4.2.3 BDS空間信號誤差URE分析57-58
• 4.3 BDS空間信號監(jiān)測精度SISMA計算原理與方法58-60
• 4.4 BDS空間信號監(jiān)測精度的SISMA分析60-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第五章 BDS可用性評估64-77
• 5.1 BDS空間信號層可用性評估64-70
• 5.1.1 BDS星座空間備份策略64-68
• 5.1.2 BDS衛(wèi)星故障對單星可用性的影響68-70
• 5.2 BDS服務(wù)層可用性評估70-75
• 5.2.1 BDS服務(wù)層可用性評估原理70-71
• 5.2.2 BDS服務(wù)層可用性評估分析71-73
• 5.2.3 BDS衛(wèi)星故障對服務(wù)可用性的影響73-75
• 5.3 本章小結(jié)75-77
• 結(jié)論與展望77-79
• 結(jié)論77-78
• 研究展望78-79
• 參考文獻79-86
• 攻讀學(xué)位期間取得成果86-87
• 致謝87-88

【參考文獻】

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本文編號：427591