[发明专利]基于ARAIM风险分配优化的ADS‑B可用性预测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种基于ARAIM风险分配优化的ADS-B可用性预测方法和装置。

背景技术

随着飞行器制造技术的发展以及人们的出行需求增长，越来越多的飞行器在空中飞行，为避免撞击事故，实时掌控飞行器当前的位置并依据各飞行器的位置进行管制越来越重要。在获取飞行器的位置信息时，通常采用飞行器上的接收机接收至少一个卫星或至少一个星座发送的飞行数据，并根据各飞行数据确定飞行器的位置信息。

但是发送飞行数据的卫星或星座均可能出现故障，进而导致发送的飞行数据不准确，最终导致根据飞行数据确定的位置信息不够准确。因此，在根据各飞行数据确定飞行器的位置信息的同时，通常还结合地面完好性支持信息(Integrity Support Message，简称ISM)提供的卫星或星座的故障概率，和根据飞行数据确定的位置信息的方差、偏差，确定水平保护级(Horizontal Protection Level，简称HPL)以表示位置信息偏离飞行器真实位置的偏离程度。当偏离程度较高时，地面管制员将不再依据确定的位置信息进行飞行器管制。

现有技术在获取HPL时，通常仅根据一个完好性误差模型获取飞行器在无卫星故障情况下的无故障位置信息解和有卫星故障情况下的故障位置信息子集解，进一步根据无故障位置信息解和故障位置信息子集解获取HPL，对于HPL的完好性和连续性均采用完好性误差模型进行限定，故对HPL的连续性的限定，导致仅采用完好性误差模型获取的HPL更加保守，HPL数值较大，降低了警告概率，因此HPL的准确度较低。

发明内容

本发明提供一种基于ARAIM风险分配优化的ADS-B可用性预测方法和装置，用以克服现有基于ARAIM风险分配优化的ADS-B可用性预测不够准确的问题。

本发明提供一种基于ARAIM风险分配优化的ADS-B可用性预测方法，包括：

接收导航卫星系统发送的飞行器的飞行数据，根据所述飞行数据、完好性误差模型和连续性误差模型，获取所述飞行器在第一方向和第二方向上的所有故障情况下的故障位置信息子集解的方差和偏差，以及解分离量的方差和偏差，其中，所述故障位置信息子集解是根据导航卫星系统的预设故障模式的所有故障情况获取的，所述解分离量为所述故障位置信息子集解与所述飞行器在导航卫星系统无故障模式下的无故障位置信息解的差，每个所述故障情况均对应一个故障位置信息子集解和一个解分离量，所述第一方向和所述第二方向为平行于地面的相互垂直的两个方向；

在每一方向上，根据各方向上的所有故障情况下的所有解分离量的方差和偏差、所有所述故障位置信息子集解的方差和偏差，以及完好性风险预算和连续性风险预算，获取各方向上的水平保护级的目标函数和约束条件，根据所述约束条件对对应方向上的所述目标函数进行求解，获取所述第一方向上的第一水平保护级和所述第二方向上的第二水平保护级；

根据所述第一水平保护级和所述第二水平保护级获取水平保护级，以使机载ADS-B装置根据所述水平保护级获取导航完好性类别。

本发明另一方面提供一种基于ARAIM风险分配优化的ADS-B可用性预测方法，包括：

接收飞行器发送的导航完好性类别；

根据水平位置误差对所述导航完好性类别进行校正，得到校正后的导航完好性类别；

根据地面管制标准，确定所述校正后的导航完好性类别的可用性。

本发明再一方面提供一种基于ARAIM风险分配优化的ADS-B可用性预测装置，包括：

位置信息解获取模块，用于接收导航卫星系统发送的飞行器的飞行数据，根据所述飞行数据、完好性误差模型和连续性误差模型，获取所述飞行器在第一方向和第二方向上的所有故障情况下的故障位置信息子集解的方差和偏差，以及解分离量的方差和偏差，其中，所述故障位置信息子集解是根据导航卫星系统的预设故障模式的所有故障情况获取的，所述解分离量为所述故障位置信息子集解与所述飞行器在导航卫星系统无故障模式下的无故障位置信息解的差，每个所述故障情况均对应一个故障位置信息子集解和一个解分离量，所述第一方向和所述第二方向为平行于地面的相互垂直的两个方向；

水平保护级获取模块，用于在每一方向上，根据各方向上的所有故障情况下的所有解分离量的方差和偏差、所有所述故障位置信息子集解的方差和偏差，以及完好性风险预算和连续性风险预算，获取各方向上的水平保护级的目标函数和约束条件，根据所述约束条件对对应方向上的所述目标函数进行求解，获取所述第一方向上的第一水平保护级和所述第二方向上的第二水平保护级；