Preview

Гироскопия и навигация

Расширенный поиск

Анализ географической доступности расширенного контроля целостности измерений BDS-2 и BDS-3 при заходе на посадку по LPV-200

https://doi.org/10.17285/0869-7035.00110

Аннотация

Благодаря увеличению количества навигационных спутниковых систем и расширению номенклатуры их сигналов с помощью аппаратуры спутниковой навигации стало возможным выполнять заход на посадку в условиях отсутствия визуального контакта с Землей до высоты принятия решения 200 футов (61 м), т.е. в соответствии с процедурой LPV-200. Необходимый для этого уровень надежности навигационных решений обеспечивает алгоритм расширенного автономного контроля целостности спутниковых данных – Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring (ARAIM). В статье рассматривается АRAIM для двухчастотных безыоносферных комбинаций псевдодальностей BeiDou второго и третьего поколений (BDS-2 и BDS-3). Для расчета уровня безопасности по высоте (vertical protection level – VPL) в ARAIM использовалось гипотетическое сообщение для поддержки контроля целостности (integrity support message – ISM). Выполнена оценка влияния различных параметров ISM на доступность ARAIM в зависимости от места расположения потребителя. Результаты показывают, что географическая доступность ARAIM для BDS-2+BDS-3 несколько выше по сравнению с одной BDS-3 главным образом благодаря большему числу видимых спутников. Доступность системы BeiDou в Северной и Южной Америке зависит от точности измерения дальности от спутника до потребителя (user range accuracy – URA). При сокращении URA с 2,0 до 0,5 м доступность ARAIM для BDS-2+BDS-3 в Северной и Южной Америке увеличивается с 50 до 99,9%.

Ключевые слова


Об авторах

Л. Фань
Китайская академия наук; Главная лаборатория точной навигации и хронометража, Китайская академия наук
Китай

Фань Лихун, национальный центр службы времени

Сиань



Ж. Ту
Национальный центр службы времени, Китайская академия наук; Главная лаборатория точной навигации и хронометража, Китайская академия наук; Университет Китайской академии наук
Россия

Ту Жуй 



Ж. Чжан
Национальный центр службы времени, Китайская академия наук; Главная лаборатория точной навигации и хронометража, Китайская академия наук
Китай

Чжан Жуй 



Цю Хань
Национальный центр службы времени, Китайская академия наук; Главная лаборатория точной навигации и хронометража, Китайская академия наук
Китай

Хань Цзюньцян 



П. Чжан
Национальный центр службы времени, Китайская академия наук; Главная лаборатория точной навигации и хронометража, Китайская академия наук
Китай

Чжан Пэнфэй 



С. Ван
Национальный центр службы времени, Китайская академия наук; Главная лаборатория точной навигации и хронометража, Китайская академия наук
Китай

Ван Сыяо 



Ц. Хун
Национальный центр службы времени, Китайская академия наук; Главная лаборатория точной навигации и хронометража, Китайская академия наук; Университет Китайской академии наук
Китай

Хун Цзюй 



Ш. Чжан
Национальный центр службы времени, Китайская академия наук; Главная лаборатория точной навигации и хронометража, Китайская академия наук; Университет Китайской академии наук
Китай

Чжан Шисюань 



С. Лу
Национальный центр службы времени, Китайская академия наук; Главная лаборатория точной навигации и хронометража, Китайская академия наук; Университет Китайской академии наук
Китай

Лу Сяочунь 



Список литературы

1. FAA, GEAS Panel, Phase II of the GNSS Evolutionary Architecture Study, GNSS Evolutionary Architecture Study Panel, 2010, February, https://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/ato/service_units/techops/navservices/gnss/library/documents/media/GEASPhaseII_Final.pdf (2018/04 available).

2. Brown, R.G., A baseline GPS RAIM scheme and a note on the equivalence of three RAIM methods, Navigation, 1992, vol. 39, no. 3, pp. 301–311.

3. Lee, Y., Dyke, K. V., Decleene, B., Studenny, J., and Beckmann, M., Summary of RTCA SC-159 GPS Integrity Working Group activities, Navigation, 1996, vol. 43, no. 3, pp. 307–338.

4. Blanch, J., Walter, T., and Enge, P., RAIM with optimal integrity and continuity allocations under multiple failures, IEEE Trans. Aerosp. Electro. Syst., 2010, vol. 46, no. 3, pp. 1235–1247.

5. Blanch, J., Walter, T., Enge, P., Lee, Y., Pervan, B., Rippl, M., and Spletter, A., Advanced RAIM user algorithm description: Integrity support message processing, fault detection, exclusion, and protection level calculation, Proceedings of the 25th International Technical Meeting of The Satellite Division of the Institute of Navigation (ION GNSS 2012), Nashville, TN, 2012, pp. 2828–2849.

6. Choi, M., Blanch, J., Akos, D., Heng, L., Gao, G., Walter, T., and Enge, P., Demonstrations of multi-constellation advanced RAIM for vertical guidance using GPS and GLONASS signals, Proceedings of the 24th International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation (ION GNSS 2011), Portland, OR, 2011, pp. 3227–3234.

7. Choi, M., Evaluation of ARAIM for vertical guidance using GPS and GLONASS signals, Graduate Thesis, Stanford University, 2014.

8. Blanch, J., Walter, T., Enge, P., Wallner, S., Fernandez, F., Dellago, R., Ioannides, R., Hernandez, I., Belabbas, B., Spletter, A., and Rippl, M., Critical elements for a multi-constellation advanced RAIM, Navigation, 2013, vol. 60, no. 1, pp. 53–69.

9. Rippl, M., Spletter, A., and Günther, C., Parametric performance study of advanced receiver autonomous integrity monitoring (ARAIM) for combined GNSS constellations, Proceedings of the 2011 International Technical Meeting of The Institute of Navigation, San Diego, CA, 2011, pp. 285–295.

10. Rippl, M., Real time Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring in DLR’s multi-antenna GNSS receiver, Proceedings of 2012 International Technical Meeting of the Institute of Navigation, Newport Beach, CA, 2012, pp. 1767–1776.

11. Wu, Y., Wang, J., and Jiang, Y., Advanced receiver autonomous integrity monitoring (ARAIM) schemes with GNSS time offsets, Adv. Space Res., 2013, vol. 52, no. 1, pp. 52–61.

12. Jiang, Y., and Wang, J., A new approach to calculate the vertical protection level in A-RAIM, The Journal of Navigation, 2014, vol. 67, no. 4, pp. 711–725.

13. El-Mowafy, A., ARAIM for vertical guidance using GPS and BeiDou, Journal of Global Positioning Systems, 2013, vol. 12, no. 1, pp. 28–37.

14. El-Mowafy, A., Pilot evaluation of integrating GLONASS, Galileo and BeiDou with GPS in ARAIM, Artificial Satellites, 2016a, vol. 51, no. 1, pp. 31–44.

15. El-Mowafy, A., and Yang, C., Limited sensitivity analysis of ARAIM availability for LPV-200 over Australia using real data, Adv. Space Res., 2016b, vol. 57, no. 2, pp. 659–670.

16. El-Mowafy, A., Advanced receiver autonomous integrity monitoring using triple frequency data with a focus on treatment of biases, Adv. Space Res., 2017, vol. 59, no. 8, pp. 2148–2157.

17. Ge, Y., Wang, Z., Zhu, Y., Reduced ARAIM monitoring subset method based on satellites in different orbital planes, GPS Solut., 2017, vol. 21, no. 4, pp. 1443–1456.

18. Blanch, J., Walter, T., and Enge, P., Fixed subset selection to reduce Advanced RAIM complexity, Proceedings of the 2018 International Technical Meeting of The Institute of Navigation, Reston, Virginia, 2018, pp. 88–98.

19. Yang, Y., Gao, W., Guo, S., Mao, Y., and Yang, Y., Introduction to BeiDou-3 navigation satellite system, Navigation, 2019, vol. 66, no. 1, pp. 7–18.

20. China Satellite Navigation Office (CSNO), BeiDou navigation satellite system signal. Space Interface Control Document Open Service Signal B1C/B2a/B3I/B1I, 2018. http://en.beidou.gov.cn.

21. Yang, Y., Li, J., Xu, J., Tang, J., Guo, H., and He, H., Contribution of the Compass satellite navigation system to global PNT users, Chinese Sci Bull, 2011, vol. 56, no. 26, pp. 2813–2819.

22. Yang, Y., Li, J., Wang, A., Xu, J., He, H., Guo, H., Shen, J., and Dai, X., Preliminary assessment of the navigation and positioning performance of BeiDou regional navigation satellite system, Sci. China Earth Sci., 2014, vol. 57, no. 1, pp. 144–152.

23. Yang, Y., Xu, J., Li, J., and Yang, C., Progress and performance evaluation of BeiDou global navigation satellite system: Data analysis based on BDS-S demonstration system, Sci. China Earth Sci., 2018, vol. 61, no. 5, pp. 614–624.

24. Peng, L., Jiang, K., Duan, X., Zhen, Y., and Yang, W., Receiver autonomous integrity monitoring parameter design and analysis for multi-constellation navigation, China Satellite Navigation Conference (CSNC) 2012 Proceedings, Berlin, Heidelberg: Springer, 2012, pp. 15–27.

25. Liu, Y., and Zhu, Y., Design and performance evaluation of airspace-ground cooperative GPS/BeiDou dual-constellation RAIM algorithm, Proceedings of the 2014 International Technical Meeting of The Institute of Navigation, San Diego, California, 2014, pp. 127–136.

26. Wang, L., Luo, S., Tu, R., Fan, L., and Zhang, Y., ARAIM with BDS in the Asia-Pacific region, Adv. Space Res., 2018, vol. 62, no. 3, pp. 707–720.

27. Luo, S., Wang, L., Tu, R., Zhang, W., Wei, J., and Chen, C., Satellite selection methods for multi-constellation advances RAIM, Adv. Space Res., 2020, vol. 65, no. 5, pp. 1503–1517.

28. Wang, E., Shu, W., Deng, X., Wang, Z., Xu, S., and Wang, H., Vertical protection level optimization and availability analysis for Advanced RAIM, Front. Energy Res., 2022, vol. 10, p. 890095.

29. ICAO, Annex 10: GNSS standards and recommended practices (SARPs), Section 3.7, Appendix B, and Attachment D, Aeronautical Telecommunications, 2009, Vol. 1 (Radio Navigation Aids), Amendment 84.

30. Walter, T., Blanch, J., and Enge, P., Reduced subset analysis for multi-constellation ARAIM, Proceedings of the 2014 International Technical Meeting of The Institute of Navigation, San Diego, CA, 2014, pp. 89–98.

31. EU-US, Cooperation on Satellite Navigation Working Group: C-ARAIM Technical Subgroup, Milestone 3 Report, 2016. https://www.gps.gov/policy/cooperation/europe/2016/working-group-c/ARAIMmilestone-3-report.pdf (2018/04 available).

32. EU-US, Cooperation on Satellite Navigation Working Group: C-ARAIM Technical Subgroup, Interim Report, 2012. https://www.gps.gov/policy/cooperation/europe/2013/working-group-c/ARAIM-report-1.0.pdf


Рецензия

Для цитирования:


Фань Л., Ту Ж., Чжан Ж., Хань Ц., Чжан П., Ван С., Хун Ц., Чжан Ш., Лу С. Анализ географической доступности расширенного контроля целостности измерений BDS-2 и BDS-3 при заходе на посадку по LPV-200. Гироскопия и навигация. 2022;30(4):169-183. https://doi.org/10.17285/0869-7035.00110

For citation:


Fan   L., Tua R., Zhang R., Han J., Zhang P., Wang S., Honga J., Zhanga Sh., Lu X. ARAIM Availability of BDS-2 and BDS-3 in the Global LPV-200 Approach. Gyroscopy and Navigation. 2022;30(4):169-183. (In Russ.) https://doi.org/10.17285/0869-7035.00110

Просмотров: 0


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0869-7033 (Print)
ISSN 2075-0927 (Online)