CN114152959A - 北斗gbas-pan设备适航符合性验证方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种北斗GBAS‑PAN设备适航符合性验证方法及系统，该方法包括根据北斗历书参数、测试参数以及FAS数据，采用离线软件模拟测试方式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第一测试结果；利用VDB信号源播发的GBAS报文信息和利用卫星导航矢量信号发生器播发的射频信号，采用在线试验台测试模式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第二测试结果；所述射频信号包含北斗导航电文信息和测距码；基于所述第一测试结果与所述第二测试结果，实现北斗GBAS机载PAN设备的精度和完好性适航符合性的评估。

Description

北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法及系统
技术领域
本发明涉及北斗在民航应用技术领域，特别是涉及一种北斗GBAS机载PAN设备的精度和完好性适航符合性验证的方法及系统，其应用领域主要涉及对北斗GBAS机载PAN设备的适航审定和设计研发。
背景技术
北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System，BDS)是我国着眼于国家安全及经济发展需要，自主研发、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时的高精度定位、导航及授时服务的国家重要空间基础设施。
随着北斗卫星导航系统星座部署全面完成，相关产品在各领域的应用也随之进入发展的快车道。民用航空作为卫星导航应用的高端领域，对机载导航设备的性能有着极为严苛的要求，尤其是在精密进近着陆阶段。地基增强系统(Ground-Based AugmentationSystem，GBAS)能够弥补传统着陆系统的诸多固有缺陷，为机载用户提供更高标准的所需导航性能(Required Navigation Performance，RNP)，是未来进近着陆技术的主要发展方向。作为GBAS的重要组成部分，机载定位与导航(Position And Navigation，PAN)设备的适航取证问题一直备受关注。然而国内关于北斗GBAS机载PAN设备的适航测试研究还比较少见，也没有形成相应的标准文件以及较为统一的测试方法。因此，如何实现对于北斗GBAS机载PAN设备性能的测试评估，以检验其精度和完好性是否符合适航要求成为了亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法及系统，实现对北斗GBAS机载PAN设备精度和完好性适航符合性的测试评估。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法，包括
获取北斗历书参数、测试参数以及最后进近航段(Final Approach Segment，FAS)数据；
根据所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，采用离线软件模拟测试方式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第一测试结果；
生成包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号；
利用甚高频数据广播(Very High Frequency Data Broadcast，VDB)信号源播发的GBAS报文信息和利用卫星导航矢量信号发生器播发的所述射频信号，采用在线试验台测试模式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第二测试结果；
基于所述第一测试结果与所述第二测试结果，评估北斗GBAS机载PAN设备的精度和完好性适航符合性。
可选的，所述获取北斗历书参数、测试参数以及最后进近航段数据，具体包括：
使用机载PAN设备接收来自天线的北斗历书数据，并将接收到的所述北斗历书数据以ASCII码格式存储在数据存储单元中；所述北斗历书数据包含卫星编号、卫星运动参数、历书参考时间和卫星健康状况信息；
在导航电文解析单元中解析来自所述数据存储单元中的所述北斗历书数据，获取北斗历书参数；
在输入测试参数单元中获取第一测试参数；所述第一测试参数包括输入采样间隔时间、卫星遮蔽角、测试开始时间和测试时长；
根据GBAS报文协议确定第二测试参数；所述第二测试参数为GBAS地面站相关参数，包括地面站个数信息、地面站位置信息、星历去相关参数和广播乘积因子信息；所述测试参数包括第一测试参数和第二测试参数；
在FAS参数设置单元中获取飞机下滑道信息，并基于所述下滑道信息按照设定频率模拟航迹以生成FAS数据；所述下滑道信息包括虚拟入口点经纬高信息、飞行轨道校正点相对于虚拟入口点的经度、飞行轨道校正点相对于虚拟入口点的纬度、虚拟入口点跨越高度、下滑道角度、跑道宽度以及长度补偿。
可选的，所述根据所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，采用离线软件模拟测试方式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第一测试结果，具体包括：
基于所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，使得机载PAN设备处于动态模拟场景，以获取第一动态模拟场景数据，并基于所述第一动态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第一精度适航符合性测试结果；
基于所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，使得机载PAN设备处于动态模拟场景，以获取第二动态模拟场景数据，并基于所述第二动态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第一完好性适航符合性测试结果；
对所述第一动态模拟场景数据和所述第二动态模拟场景数据进行统计计算并按照波动范围从大到小排序，选出前N个点作为静态观测点；
对所述静态观测点进行一段时间静态观测后，得到第一静态模拟场景数据，并基于所述第一静态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第二精度适航符合性测试结果；
对所述静态观测点进行一段时间静态观测后，得到第二静态模拟场景数据，并基于所述第二静态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第二完好性适航符合性测试结果；
其中，所述第一测试结果包括第一精度适航符合性测试结果、第一完好性适航符合性测试结果、第二精度适航符合性测试结果和第二完好性适航符合性测试结果。
可选的，所述基于所述第一动态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第一精度适航符合性测试结果，具体包括：
基于所述第一动态模拟场景数据，计算第一精度相关数据；所述第一精度相关数据包括：归一化伪距误差均方根、位置误差、位置品质因数、速度误差、速度品质因数、速度精度统计量以及相对于FAS数据的偏差信息；
对所述第一精度相关参数采用多次蒙特卡洛实验进行测试，得到在离线软件模拟测试方式下的第一精度适航符合性测试结果。
可选的，所述基于所述第二动态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第一完好性适航符合性测试结果，具体包括：
基于所述第二动态模拟场景数据，计算第一完好性相关数据；所述第一完好性相关数据包括：横向保护级、垂直保护级、水平保护级以及星历误差位置界限；
对所述第一完好性相关参数采用多次蒙特卡洛实验进行测试，得到在离线软件模拟测试方式下的第一完好性适航符合性测试结果。
可选的，所述生成包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号，具体包括：
获取拟定飞机下滑道的卫星导航矢量信号源的配置参数和卫星导航矢量信号源的北斗历书；所述卫星导航矢量信号源的配置参数包括所述测试参数以及所述FAS数据；所述卫星导航矢量信号源的北斗历书为所述北斗历书参数；
基于所述卫星导航矢量信号源的配置参数和北斗历书，在卫星导航矢量信号源配置单元中对卫星导航矢量信号源进行配置，以使得卫星导航矢量信号源产生包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号。
可选的，所述利用甚高频数据广播VDB信号源播发的GBAS报文信息和利用卫星导航矢量信号发生器播发的所述射频信号，采用在线试验台测试模式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第二测试结果，具体包括：
在机载PAN设备配置单元对机载PAN设备进行配置，使得机载PAN设备接收卫星导航矢量信号源产生的包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号，同时对包含北斗导航电文信息的射频信号进行解析，得到北斗导航电文信息；
基于所述北斗导航电文信息和GBAS报文信息，使得机载PAN设备处于动态模拟场景，以获取第三动态模拟场景数据，并基于所述第三动态模拟场景数据，计算在线试验台测试模式方式下的第一精度适航符合性测试结果；
基于所述北斗导航电文信息和所述GBAS报文信息，使得机载PAN设备处于动态模拟场景，以获取第四动态模拟场景数据，并基于所述第四动态模拟场景数据，计算在线试验台测试模式方式下第一完好性适航符合性测试结果；
基于静态观测点对应的所述北斗导航电文信息和所述GBAS报文信息，使得机载PAN设备处于静态模拟场景，以获取第三静态模拟场景数据，并基于所述第三静态模拟场景数据，计算在线试验台测试模式方式下的第二精度适航符合性测试结果；所述静态观测点与离线软件模拟测试方式中的静态观测点相同；
基于所述静态观测点对应的所述北斗导航电文信息和所述GBAS报文信息，使得机载PAN设备处于静态模拟场景，以获取第四静态模拟场景数据，并基于所述第四静态模拟场景数据，计算在线试验台测试模式方式下的第二完好性适航符合性测试结果；
其中，所述第二测试结果包括第一精度适航符合性测试结果、第一完好性适航符合性测试结果、第二精度适航符合性测试结果和第二完好性适航符合性测试结果。
可选的，所述GBAS报文信息的确定过程为：
在VDB信号源配置单元中对VDB信号源进行配置，以使VDB信号源产生包含GBAS报文信息的射频信号；
在GBAS信号分析仪配置单元中对GBAS信号分析仪进行配置，使得GBAS信号分析仪接收来自VDB信号源的包含GBAS报文信息的射频信号，同时对包含GBAS报文信息的射频信号进行解析，得到GBAS报文信息。
可选的，所述基于所述第一测试结果与所述第二测试结果，评估北斗GBAS机载PAN设备的精度和完好性适航符合性，具体包括：
判断所述第一测试结果和所述第二测试结果是否匹配；
若是，则表明GBAS机载PAN设备的精度和完好性符合适航要求；
若否，则表明GBAS机载PAN设备的精度和完好性不符合适航要求。
一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证系统，包括：
数据获取模块，用于获取北斗历书参数、测试参数以及最后进近航段FAS数据；
第一测试结果确定模块，用于根据所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，采用离线软件模拟测试方式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第一测试结果；
数据生成模块，用于生成包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号；
第二测试结果确定模块，用于利用甚高频数据广播VDB信号源播发的GBAS报文信息和利用卫星导航矢量信号发生器播发的所述射频信号，采用在线试验台测试模式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第二测试结果；
评估模块，用于基于所述第一测试结果与所述第二测试结果，评估北斗GBAS机载PAN设备的精度和完好性适航符合性。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明获取北斗历书参数、测试参数以及FAS数据；根据上述信息，采用离线软件模拟测试方式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备精度和完好性性能进行测试，得到第一测试结果；利用VDB信号源播发的GBAS报文信息和卫星导航矢量信号源播发的包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号，采用在线试验台测试模式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度性能和完好性性能进行测试，得到第二测试结果；通过判断第一测试结果与第二测试结果是否匹配，实现对北斗GBAS机载PAN设备精度和完好性的测试评估，以检验北斗GBAS机载PAN设备精度和完好性是否符合适航要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的北斗GBAS机载PAN设备精度和完好性符合性验证方法和系统的结构图；
图2为本发明提供的离线软件模拟测试模块结构图；
图3为本发明提供的在线试验台测试模块结构图；
图4为本发明提供的天线实物图；
图5为本发明提供的机载PAN设备实物图；
图6为本发明提供的卫星导航矢量信号源实物图；
图7为本发明提供的GBAS信号分析仪实物图；
图8为本发明一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法的流程示意图；
图9为本发明一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法及系统，用于对北斗GBAS机载PAN设备的精度和完好性进行测试评估，以检验机载PAN设备的精度和完好性性能是否符合适航要求。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
本实施例提供的一种北斗GBAS-PAN设备精度和完好性符合性验证方法及系统，包括如图1所示的离线软件模拟测试模块(01)和在线试验台测试模块(02)；其中，
离线软件模拟测试模块(01)，用于实现对北斗GBAS机载PAN设备进行静态模拟测试或动态模拟测试，通过进行大量蒙特卡洛实验，在拟定飞机下滑道上验证GBAS机载PAN设备的精度和完好性性能。
在线试验台测试模块(02)，用于实现对北斗GBAS机载PAN设备精度和完好性进行实际测试，在不同飞机下滑道和星座构型的条件下，验证机载PAN设备精度和完好性性能，并与离线软件模拟测试模块模拟测试所得测试性能相匹配。
如图2所示，所述离线软件模拟测试模块(01)具体包括：天线(03)、机载PAN设备(04)、数据存储单元(05)、导航电文解析单元(06)、输入测试参数单元(07)、最后进近航段(Final Approach Segment，FAS)参数设置单元(08)、精度测试单元(09)、完好性测试单元(10)、选取静态观测点单元(11)、显示单元(12)和报告生成单元(13)。天线(03)与机载PAN设备(04)通过信号线连接，机载PAN设备(04)采集到的北斗历书信息在数据存储单元(05)中存储，并在导航电文解析单元(06)进行解析，为后续测试单元提供数据。
如图3所示，所述在线试验台测试模块(02)具体包括：卫星导航矢量信号源(14)、甚高频数据广播(Very High Frequency Data Broadcast，VDB)信号源(15)、机载PAN设备(16)、GBAS信号分析仪(17)、卫星导航矢量信号源配置单元(18)、VDB信号源配置单元(19)、机载PAN设备配置单元(20)、GBAS信号分析仪配置单元(21)、GBS报文解析单元(22)、精度测试单元(23)、完好性测试单元(24)、显示单元(25)和报告生成单元(26)。将卫星导航矢量信号源(14)与VDB信号源(15)通过信号线连接，使其在主从模式下工作，并由卫星导航矢量信号源(14)为VDB信号源(15)提供同步信号和频率参考信号。同时，将卫星导航矢量信号源(14)与机载PAN设备(16)通过信号线连接，用于产生并接收北斗卫星信号。VDB信号源(15)与GBAS信号分析仪(17)通过信号线连接，用于产生并接收VDB信号同时进行GBAS报文解析和数据的可视化。
其实物图参见图3至图7。
所述离线软件模拟测试模块(01)具体操作流程，包括以下步骤：
步骤1：使用机载PAN设备(04)接收来自天线(03)的北斗历书数据，并将接收到的北斗历书数据以ASCII码格式存储在数据存储单元(05)。该北斗历书数据包含卫星编号、卫星运动参数、历书参考时间、卫星健康状况等信息。
步骤2：在导航电文解析单元(06)中，对步骤1中得到的北斗历书数据进行解析提取，并利用获得的历书参数计算可见星信息、伪距信息以及接收机位置等信息。
步骤3：在输入测试参数单元(07)中，输入采样间隔时间、卫星遮蔽角、测试开始时间、测试时长等测试参数，并根据GBAS报文协议设置GBAS地面站相关参数，包括地面站个数信息、地面站位置信息、星历去相关参数、广播乘积因子等信息，用于后续精度和完好性性能参数的计算。
机载PAN设备利用GBAS地面站发送的差分修正信息和完好性参数对机载用户精度和完好性进行增强，在离线软件模拟测试中，GBAS地面站报文信息均以仿真形式生成，用于后续精度和完好性性能参数的计算。
步骤4：在FAS参数设置单元(08)中，输入着陆入口点/虚拟入口点(LandingThreshold Point/Fictitious Threshold Point，LTP/FTP)经纬高信息、飞行轨道校正点(Flight Path Alignment Point，FPAP)相对于LTP/FTP的经度和纬度、入口点跨越高度(Threshold Crossing Height，TCH)、下滑道角度(Glide Path Angle，GPA)、跑道宽度(Course Width，CW)以及“长度补偿”等下滑道信息，并以每秒5次的频率模拟航迹，生成FAS路径数据(以下简称FAS数据)。
所述LTP/FTP为跑道入口的中心点，且在FAS数据中包含了该点基于标准WGS-84椭球参考系的经纬高坐标；FPAP用于校正飞机航道，在FAS数据中，FPAP坐标并不直接提供，而是提供了相对于LTP/FTP的经度和纬度；TCH表示在LTP/FTP之上的FAS航道对应点的高度；GPA表示FAS航道相对于在LTP/FTP点与WGS-84椭球相切的水平面的角度；CW表示在LTP/FTP处，距离FAS定义航道的横向位移；“长度补偿”表示从FPAP到跑道末端的距离。
步骤5：在精度测试单元(09)，加载步骤4中生成的FAS数据，使得机载PAN设备处于动态场景，利用步骤2、步骤3、步骤4中获得的数据计算归一化伪距误差均方根、位置误差和位置品质因数、速度误差和速度品质因数、速度精度统计量以及相对于FAS数据的偏差等信息，对上述各参数进行1000次蒙特卡洛实验，并在显示单元(12)以图形和文本方式显示测试结果。
所述归一化伪距误差均方根计算方法如下：
Figure BDA0003406049380000101
其中，Zij≡PRij-Rij-(cΔt)j，为第i颗卫星在j时刻对应的步骤2中获得的伪距信息的误差值；
Figure BDA0003406049380000102
为j时刻的接收机钟差，其中，PRij为第i颗卫星在j时刻对应的修正伪距，Rij为第i颗卫星在j时刻对应的步骤2中获得的真实伪距；
Figure BDA0003406049380000111
其中σnoise,ij为正态分布的标准偏差，Nj为j时刻的步骤2中获得的可见卫星数；M为步骤3中获得的采样间隔时间。
所述位置误差算法如下：
Figure BDA0003406049380000112
为水平定位误差，其中Pi east_truth和Pi east分别为东向真实位置和步骤2中获得的东向测量位置；Pi north _truth和Pi north分别为北向真实位置和步骤2中获得的北向测量位置。
vp_i＝|Pi vertical_truth-Pi vertical|，为垂直定位误差，其中Pi vertical_truth和Pi vertical分别为垂直方向真实位置和步骤2中获得的垂直方向测量位置。
所述位置品质因数算法如下：
VFOMP＝2dvert，为垂直位置品质因数，其中
Figure BDA0003406049380000113
为垂直方向定位误差的标准差，svert,i第i个测距源的伪距误差导出的垂直方向上的定位误差分量，
Figure BDA0003406049380000114
为机载PAN设备差分修正后的伪距测量误差的方差。
HFOMP＝2dmajor，为水平位置品质因数，其中
Figure BDA0003406049380000121
为水平方向定位误差的标准差，
Figure BDA0003406049380000122
和
Figure BDA0003406049380000123
分别为x、y方向上定位误差的方差以及协方差。
所述速度误差算法如下：
Figure BDA0003406049380000124
为水平速度误差，其中Vi east_truth和Vi east分别为东向真实速度和测量速度；Vi north_truth和Vi north分别为北向真实速度和测量速度。
vv_i＝|Vi vertical_truth-Vi vertical|，为垂直速度误差，其中Vi vertical_truth和Vi vertical分别为垂直方向真实速度和测量速度。
所述速度品质因数算法如下：
Figure BDA0003406049380000125
为水平速度品质因数，其中diag11{Var(V)}和diag22{Var(V)}分别为东向和北向的速度误差的方差。
Figure BDA0003406049380000126
为垂直速度品质因数，其中diag33{Var(V)}为天向速度误差的方差。
所述速度精度统计量算法如下：
Figure BDA0003406049380000127
为水平速度精度统计量，其中hv_i为历元i时刻的水平速度误差；HDOPi为历元i时刻的水平精度衰减因子；N为采样点个数。
Figure BDA0003406049380000128
为垂直速度精度统计量，其中vv_i为历元i时刻的垂直速度误差；VDOPi为历元i时刻的垂直精度因子；N为采样点个数。
所述偏差算法如下：
Figure BDA0003406049380000131
为角度横向偏差，其中dlat为直线横向偏差；
Figure BDA0003406049380000132
为从地球中心到飞机引导参考点(Guidance Reference Point,GRP)的方向向量；
Figure BDA0003406049380000133
为从地球中心到方位角参考点(GNSS Azimuth Reference Point,GARP)的方向向量；μrw为平行于跑道中心线方向的单位矢量。
Figure BDA0003406049380000134
为角度垂直偏差，其中
Figure BDA0003406049380000135
为地球中心到高度角参考点(GNSS Elevation Reference Point,GERP)的方向向量；μlat为横向单位矢量；μvert为垂直方向单位矢量；GPA为步骤4中获得的下滑道角度值。
步骤6：在完好性测试单元(10)，加载步骤4中生成的FAS数据，使得机载PAN设备处于动态场景，利用步骤2、步骤3、步骤4中获得的数据计算横向、垂直和水平保护级以及星历误差位置界限，对上述各参数进行1000次蒙特卡洛实验，并在显示单元(12)以图片和文本方式显示测试结果；
所述横向和垂直保护级算法如下：
Figure BDA0003406049380000136
其中H0假设指所有基准站接收机和飞机位置解决方案中使用的所有测距源均处于无故障工作状态的情况；H1假设指当任何一个且仅一个地面基准站接收机异常工作时的测量状态。
H0假设下LPL和VPL分别为，
Figure BDA0003406049380000137
其中，Kffmd为无故障检测的漏检概率乘积因子；sApr_lat,i为第i个测距源横向分量的投影；sApr_vert,i为第i个测距源垂直分量的投影与沿跑道方向的误差分量在垂直方向投影的和；
Figure BDA0003406049380000141
为机载PAN设备差分修正后的伪距测量误差的方差；N为飞机位置解决方案中使用的测距源数量；DL和DV为进近服务类型相关参数，对于I类精密进近而言，二者均为0。
H1假设下LPL和VPL分别为，
Figure BDA0003406049380000142
其中j为基准接收机序号(j＝1，2，3…)，则有
Figure BDA0003406049380000143
其中Kmd为H1假设下的漏检概率乘积因子；
Figure BDA0003406049380000144
其中B[i,j]为第i个测距源与第j个基准站接收机对应的B值；
Figure BDA0003406049380000145
其中σi_H1为H1假设下机载端总误差的标准差。
所述水平保护级算法如下：
HPL＝max(HPLH0,HPLH1)；
H0假设下HPL为，HPLH0＝Kffmd_POS×dmajor，其中Kffmd_POS为无故障检测的漏检概率乘积因子，且取值为10；dmajor与水平位置品质因数中参数定义相同。
H1假设下HPL为，HPLH1＝max[HPLH1(j)]，其中j为基准站接收机序号(j＝1，2，3，4…)。
HPLH1(j)＝|Bj_H|+Kmd_POSdmajor_H1，其中Kmd_POS为H1假设下的漏检概率乘积因子，且取值为5.3；
Figure BDA0003406049380000151
Figure BDA0003406049380000152
其中，
Figure BDA0003406049380000153
和
Figure BDA0003406049380000154
分别为H1假设下总误差在x和y方向的方差；dH1_xy为H1假设下总误差在x和y方向的协方差。
所述横向和垂直星历误差位置界限算法如下：
Figure BDA0003406049380000155
其中LPBApr_e(k)和VPBApr_e(k)分别为飞机位置解中使用的第k个测距源相对于所选进近航段的横向和垂直星历误差位置界限；DL和DV为进近服务类型相关参数，对于I类精密进近而言，二者均为0。
Figure BDA0003406049380000156
其中xair为飞机与GBAS基准站参考点之间的倾斜距离，所述GBAS基准站参考点源自步骤3中获得的地面站位置信息；Kmd_e为卫星存在星历故障的情况下，由漏检概率导出的广播乘积因子，可由步骤3中获取；Pk为步骤3中获得的星历去相关参数；其他参数定义与上述相同。
所述水平星历误差位置界限算法如下：
HPBe＝max[HPBe(k)]，其中HPBe(k)为飞机位置解决方案中使用的第k个测距源对应的水平星历误差位置界限。
HPBe(k)＝|shorz,k|xairPk+Kmd_e_POSdmajor，其中
Figure BDA0003406049380000161
为第k个测距源定位误差在水平方向的投影；Kmd_e_POS为由漏检概率导出的广播乘积因子，可由步骤3中获取；其他参数定义与上述相同。
步骤7：在选取静态观测点单元(11)，对步骤5和步骤6中计算的精度和完好性相关参数数据进行统计计算，选出10个波动范围最大的点，作为静态观测点；
步骤8：在精度测试单元(09)中，加载步骤7中生成的静态观测点中的一个进行48小时静态观测，在静态场景下计算归一化伪距误差均方根、位置误差和位置品质因数、速度误差和速度品质因数、速度精度统计量以及相对于FAS数据的偏差等信息；
上述步骤用于对GBAS机载PAN设备进行动态测试，此处在所选静态观测点处对机载PAN设备静态测试，在静态场景下计算精度和完好性相关参数。
步骤9：重复步骤8，直到完成10个静态观测点的精度测试，并在显示单元(12)以图片和文本方式显示测试结果；
步骤10：在完好性测试单元(10)，加载步骤7中生成的静态观测点中的一个进行48小时静态观测，在静态场景下计算横向、垂直和水平保护级以及星历误差位置界限；
步骤11：重复步骤10，直到完成10个静态观测点的完好性测试，并在显示单元(12)以图片和文本方式显示测试结果；
步骤12：在报告生成单元(13)生成离线软件模拟测试报告。
所述在线试验台测试模块(02)具体操作流程，包括以下步骤：
步骤1：在VDB信号源配置单元(19)对VDB信号源(15)进行配置，所述VDB信号源(15)用于产生包含GBAS报文信息的射频信号。具体配置过程如下：
1)选择GBAS工作模式，设置信号频率；
2)配置VDB发射电台，包括GBAS ID设置、地面站站点识别符(Station SlotIdentifier，SSID)设置、频率编号设置等，所述GBAS ID和SSID用于机载PAN设备对地面站广播信息进行识别；
3)配置VDB时隙，选择GBAS报文类型；
4)根据GBAS报文协议对所选报文内容进行配置，对于I类精密进近，报文内容应包括1号报文、2号报文和4号报文，对于II/III类精密进近，需额外配置11号报文，所述GBAS报文内容应与离线软件模拟测试保持一致。
步骤2：在GBAS信号分析仪配置单元(21)对GBAS信号分析仪(17)进行配置，使得GBAS信号分析仪(17)接收来自VDB信号源(15)的包含GBAS报文信息的射频信号，同时进行报文的解析和数据的可视化；VDB信号源通过射频线与GBAS信号分析仪连接，并由GBAS信号分析仪接收来自VDB信号源的射频信号。
步骤3：在卫星导航矢量信号源配置单元(18)对卫星导航矢量信号源(14)进行配置，所述卫星导航矢量信号源(14)用于产生包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号。将卫星导航矢量信号源(14)与VDB信号源(15)通过信号线连接，使其在主从模式下工作，并由卫星导航矢量信号源(14)为VDB信号源(15)提供同步信号和频率参考信号。
具体配置过程如下：
1)选择BDS工作模式，设置信号频率；
2)加载与离线软件模拟测试中相同的北斗历书；
3)加载FAS路径文件，使得机载PAN设备处于动态场景。所述FAS路径文件为包含经纬高及时间信息的.xtd文件，且应与离线软件模拟测试中获得的FAS路径相同；
4)设置测试开始时间，所述测试开始时间应与离线软件模拟测试相同。
步骤4：在机载PAN设备配置单元(20)对机载PAN设备(16)进行配置，使得机载PAN设备(16)接收来自卫星导航矢量信号源(14)的射频信号，并给接收机输入采集可见星信息、伪距信息以及接收机位置等信息的指令；
步骤5：在报文解析单元(22)，提取步骤4中机载PAN设备(16)采集的可见星信息、伪距信息以及接收机位置等信息，同时提取GBAS信号分析仪(17)接收的GBAS报文信息。
步骤6：在精度测试单元(23)，利用步骤5中得到的北斗卫星数据和GBAS报文数据进行精度测试，包括计算归一化伪距误差均方根、位置误差和位置品质因数、速度误差和速度品质因数、速度精度统计量以及相对于最后进近航段的偏差等信息，并在显示单元(25)以图片和文本方式显示测试结果；
步骤7：在完好性测试单元(24)，利用步骤5中得到的北斗卫星数据和GBAS报文数据进行完好性测试，包括计算横向、垂直和水平保护级以及星历误差位置界限，并在显示单元(25)以图形和文本方式显示测试结果；
步骤8：在卫星导航矢量信号源配置单元(18)对卫星导航矢量信号源(14)进行配置。选择离线软件模拟测试中获得的静态观测点中的一个，对卫星导航矢量信号源(14)进行配置，使得机载PAN设备处于静态场景；
步骤9：重复4-8步骤，直到完成10个静态观测点的测试；
步骤10：在报告生成单元(26)生成在线试验台测试报告。
本发明提供的北斗GBAS机载PAN设备精度和完好性符合性验证方法及系统利用北斗历书进行精度和完好性相关参数的解算，并进行离线软件模拟测试；利用卫星导航矢量信号源、VDB信号源、机载PAN设备和GBAS信号分析仪相结合进行在线试验台测试，从而实现了对北斗GBAS机载PAN设备精度和完好性的测试评估，验证了其精度和完好性性能是否符合适航要求。
实施例二
如图8所示，本实施例提供的一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法，包括：
步骤801，获取北斗历书参数、测试参数以及FAS数据。
步骤802，根据所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，采用离线软件模拟测试方式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第一测试结果。
步骤803，生成包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号。
步骤804，利用VDB信号源播发的GBAS报文信息和利用卫星导航矢量信号发生器播发的射频信号，采用在线试验台测试模式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第二测试结果；所述射频信号包含北斗导航电文信息和测距码。
步骤805，基于所述第一测试结果与所述第二测试结果，评估北斗GBAS机载PAN设备的精度和完好性适航符合性。
其中，步骤801具体包括：
使用机载PAN设备接收来自天线的北斗历书数据，并将接收到的所述北斗历书数据以ASCII码格式存储在数据存储单元中；所述北斗历书数据包含卫星编号、卫星运动参数、历书参考时间和卫星健康状况信息。
在导航电文解析单元中解析来自所述数据存储单元中的所述北斗历书数据，获取北斗历书参数。
在输入测试参数单元中获取第一测试参数；所述第一测试参数包括输入采样间隔时间、卫星遮蔽角、测试开始时间和测试时长。
根据GBAS报文协议确定第二测试参数；所述第二测试参数为GBAS地面站相关参数，包括地面站个数信息、地面站位置信息、星历去相关参数和广播乘积因子信息；所述测试参数包括第一测试参数和第二测试参数。
在FAS参数设置单元中获取飞机下滑道信息，并基于所述下滑道信息按照设定频率模拟航迹以生成FAS数据；所述下滑道信息包括虚拟入口点经纬高信息、飞行轨道校正点相对于虚拟入口点的经度、飞行轨道校正点相对于虚拟入口点的纬度、虚拟入口点跨越高度、下滑道角度、跑道宽度以及长度补偿。
步骤802具体包括：
基于所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，使得机载PAN设备处于动态模拟场景，以获取第一动态模拟场景数据，并基于所述第一动态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第一精度适航符合性测试结果；
基于所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，使得机载PAN设备处于动态模拟场景，以获取第二动态模拟场景数据，并基于所述第二动态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第一完好性适航符合性测试结果。
对所述第一动态模拟场景数据和所述第二动态模拟场景数据进行统计计算并按照波动范围从大到小排序，选出前N个点作为静态观测点。
对所述静态观测点进行一段时间静态观测后，得到第一静态模拟场景数据，并基于所述第一静态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第二精度适航符合性测试结果。
对所述静态观测点进行一段时间静态观测后，得到第二静态模拟场景数据，并基于所述第二静态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第二完好性适航符合性测试结果。
其中，所述第一测试结果包括第一精度适航符合性测试结果、第一完好性适航符合性测试结果、第二精度适航符合性测试结果和第二完好性适航符合性测试结果。
进一步地，所述基于所述第一动态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第一精度适航符合性测试结果，具体包括：
基于所述第一动态模拟场景数据，计算第一精度相关数据；所述第一精度相关数据包括：归一化伪距误差均方根、位置误差、位置品质因数、速度误差、速度品质因数、速度精度统计量以及相对于FAS数据的偏差信息；对所述第一精度相关参数采用多次蒙特卡洛实验进行测试，得到在离线软件模拟测试方式下的第一精度适航符合性测试结果。
进一步地，所述基于所述第二动态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第一完好性适航符合性测试结果，具体包括：
基于所述第二动态模拟场景数据，计算第一完好性相关数据；所述第一完好性相关数据包括：横向保护级、垂直保护级、水平保护级以及星历误差位置界限；对所述第一完好性相关参数采用多次蒙特卡洛实验进行测试，得到在离线软件模拟测试方式下的第一完好性适航符合性测试结果。
步骤803具体包括：
获取拟定飞机下滑道的卫星导航矢量信号源的配置参数和卫星导航矢量信号源的北斗历书；所述卫星导航矢量信号源的配置参数包括所述测试参数以及所述FAS数据；所述卫星导航矢量信号源的北斗历书为所述北斗历书参数。
基于所述卫星导航矢量信号源的配置参数和北斗历书，在卫星导航矢量信号源配置单元中对卫星导航矢量信号源进行配置，以使得卫星导航矢量信号源产生包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号。
步骤804具体包括：
在机载PAN设备配置单元对机载PAN设备进行配置，使得机载PAN设备接收卫星导航矢量信号源产生的包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号，同时对包含北斗导航电文信息的射频信号进行解析，得到北斗导航电文信息。
基于所述北斗导航电文信息和GBAS报文信息，使得机载PAN设备处于动态模拟场景，以获取第三动态模拟场景数据，并基于所述第三动态模拟场景数据，计算在线试验台测试模式方式下的第一精度适航符合性测试结果。
基于所述北斗导航电文信息和所述GBAS报文信息，使得机载PAN设备处于动态模拟场景，以获取第四动态模拟场景数据，并基于所述第四动态模拟场景数据，计算在线试验台测试模式方式下第一完好性适航符合性测试结果。
基于静态观测点对应的所述北斗导航电文信息和所述GBAS报文信息，使得机载PAN设备处于静态模拟场景，以获取第三静态模拟场景数据，并基于所述第三静态模拟场景数据，计算在线试验台测试模式方式下的第二精度适航符合性测试结果；所述静态观测点与离线软件模拟测试方式中的静态观测点相同。
基于所述静态观测点对应的所述北斗导航电文信息和所述GBAS报文信息，使得机载PAN设备处于静态模拟场景，以获取第四静态模拟场景数据，并基于所述第四静态模拟场景数据，计算在线试验台测试模式方式下的第二完好性适航符合性测试结果。
其中，所述第二测试结果包括第一精度适航符合性测试结果、第一完好性适航符合性测试结果、第二精度适航符合性测试结果和第二完好性适航符合性测试结果。
所述GBAS报文信息的确定过程为：
在VDB信号源配置单元中对VDB信号源进行配置，以使VDB信号源产生包含GBAS报文信息的射频信号；在GBAS信号分析仪配置单元中对GBAS信号分析仪进行配置，使得GBAS信号分析仪接收来自VDB信号源的包含GBAS报文信息的射频信号，同时对包含GBAS报文信息的射频信号进行解析，得到GBAS报文信息。
步骤805具体包括：
判断所述第一测试结果和所述第二测试结果是否匹配；若是，则表明GBAS机载PAN设备的精度和完好性符合适航要求；若否，则表明GBAS机载PAN设备的精度和完好性不符合适航要求。
实施例三
本实施例提供了一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证系统，如图9所示，包括：
数据获取模块901，用于获取北斗历书参数、测试参数以及最后进近航段FAS数据。
第一测试结果确定模块902，用于根据所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，采用离线软件模拟测试方式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第一测试结果。
数据生成模块903，用于生成包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号。
第二测试结果确定模块904，用于利用甚高频数据广播VDB信号源播发的GBAS报文信息和利用卫星导航矢量信号发生器播发的所述射频信号，采用在线试验台测试模式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第二测试结果。
评估模块905，用于基于所述第一测试结果与所述第二测试结果，评估北斗GBAS机载PAN设备的精度和完好性适航符合性。
可将上述方案中的GBAS信号分析仪替换为VDB接收机，可同样完成本发明的目的。其缺点在于，无法进行报文的可视化且报文的解析和提取过程较为繁琐。
本发明提供的北斗GBAS机载PAN设备精度和完好性符合性验证方法及系统将离线软件模拟测试和在线试验台测试有效结合，在降低测试成本的同时提高了测试准确性。对于离线软件模拟测试，可在不同地点，不同飞机下滑道对所要测试的精度和完好性相关参数进行静态或动态测试，通过蒙特卡洛实验有效降低了由随机误差带来的影响。对于在线试验台测试，使用卫星导航矢量信号源可以克服BDS真实信号不可控、测试环境不可重复以及GBAS地面站布设复杂、设备成本高等缺点。作为一种研究工具，卫星导航矢量信号源可以很方便的提供在离线软件模拟测试中所设定的测试环境。使用卫星导航矢量信号源进行在线试验台测试具有以下优点：
一、信号源产生的BDS和GBAS信号的测试环境可控；
二、可在相同测试条件下重复测试；
三、可在实验室内进行综合测试，可以自定义设置测试时间和地点；
四、节省时间和成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法，其特征在于，包括：
获取北斗历书参数、测试参数以及最后进近航段FAS数据；
根据所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，采用离线软件模拟测试方式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第一测试结果；
生成包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号；
利用甚高频数据广播VDB信号源播发的GBAS报文信息和利用卫星导航矢量信号发生器播发的所述射频信号，采用在线试验台测试模式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第二测试结果；
基于所述第一测试结果与所述第二测试结果，评估北斗GBAS机载PAN设备的精度和完好性适航符合性。
2.根据权利要求1所述的一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法，其特征在于，所述获取北斗历书参数、测试参数以及最后进近航段FAS数据，具体包括：
使用机载PAN设备接收来自天线的北斗历书数据，并将接收到的所述北斗历书数据以ASCII码格式存储在数据存储单元中；所述北斗历书数据包含卫星编号、卫星运动参数、历书参考时间和卫星健康状况信息；
在导航电文解析单元中解析来自所述数据存储单元中的所述北斗历书数据，获取北斗历书参数；
在输入测试参数单元中获取第一测试参数；所述第一测试参数包括输入采样间隔时间、卫星遮蔽角、测试开始时间和测试时长；
根据GBAS报文协议确定第二测试参数；所述第二测试参数为GBAS地面站相关参数，包括地面站个数信息、地面站位置信息、星历去相关参数和广播乘积因子信息；所述测试参数包括第一测试参数和第二测试参数；
在FAS参数设置单元中获取飞机下滑道信息，并基于所述下滑道信息按照设定频率模拟航迹以生成FAS数据；所述下滑道信息包括虚拟入口点经纬高信息、飞行轨道校正点相对于虚拟入口点的经度、飞行轨道校正点相对于虚拟入口点的纬度、虚拟入口点跨越高度、下滑道角度、跑道宽度以及长度补偿。
3.根据权利要求1所述的一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法，其特征在于，所述根据所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，采用离线软件模拟测试方式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第一测试结果，具体包括：
基于所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，使得机载PAN设备处于动态模拟场景，以获取第一动态模拟场景数据，并基于所述第一动态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第一精度适航符合性测试结果；
基于所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，使得机载PAN设备处于动态模拟场景，以获取第二动态模拟场景数据，并基于所述第二动态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第一完好性适航符合性测试结果；
对所述第一动态模拟场景数据和所述第二动态模拟场景数据进行统计计算并按照波动范围从大到小排序，选出前N个点作为静态观测点；
对所述静态观测点进行一段时间静态观测后，得到第一静态模拟场景数据，并基于所述第一静态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第二精度适航符合性测试结果；
对所述静态观测点进行一段时间静态观测后，得到第二静态模拟场景数据，并基于所述第二静态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第二完好性适航符合性测试结果；
其中，所述第一测试结果包括第一精度适航符合性测试结果、第一完好性适航符合性测试结果、第二精度适航符合性测试结果和第二完好性适航符合性测试结果。
4.根据权利要求3所述的一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法，其特征在于，所述基于所述第一动态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第一精度适航符合性测试结果，具体包括：
基于所述第一动态模拟场景数据，计算第一精度相关数据；所述第一精度相关数据包括：归一化伪距误差均方根、位置误差、位置品质因数、速度误差、速度品质因数、速度精度统计量以及相对于FAS数据的偏差信息；
对所述第一精度相关参数采用多次蒙特卡洛实验进行测试，得到在离线软件模拟测试方式下的第一精度适航符合性测试结果。
5.根据权利要求3所述的一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法，其特征在于，所述基于所述第二动态模拟场景数据，计算在离线软件模拟测试方式下的第一完好性适航符合性测试结果，具体包括：
基于所述第二动态模拟场景数据，计算第一完好性相关数据；所述第一完好性相关数据包括：横向保护级、垂直保护级、水平保护级以及星历误差位置界限；
对所述第一完好性相关参数采用多次蒙特卡洛实验进行测试，得到在离线软件模拟测试方式下的第一完好性适航符合性测试结果。
6.根据权利要求1所述的一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法，其特征在于，所述生成包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号，具体包括：
获取拟定飞机下滑道的卫星导航矢量信号源的配置参数和卫星导航矢量信号源的北斗历书；所述卫星导航矢量信号源的配置参数包括所述测试参数以及所述FAS数据；所述卫星导航矢量信号源的北斗历书为所述北斗历书参数；
基于所述卫星导航矢量信号源的配置参数和北斗历书，在卫星导航矢量信号源配置单元中对卫星导航矢量信号源进行配置，以使得卫星导航矢量信号源产生包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号。
7.根据权利要求1所述的一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法，其特征在于，所述利用甚高频数据广播VDB信号源播发的GBAS报文信息和利用卫星导航矢量信号发生器播发的所述射频信号，采用在线试验台测试模式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第二测试结果，具体包括：
在机载PAN设备配置单元对机载PAN设备进行配置，使得机载PAN设备接收卫星导航矢量信号源产生的包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号，同时对包含北斗导航电文信息的射频信号进行解析，得到北斗导航电文信息；
基于所述北斗导航电文信息和GBAS报文信息，使得机载PAN设备处于动态模拟场景，以获取第三动态模拟场景数据，并基于所述第三动态模拟场景数据，计算在线试验台测试模式方式下的第一精度适航符合性测试结果；
基于所述北斗导航电文信息和所述GBAS报文信息，使得机载PAN设备处于动态模拟场景，以获取第四动态模拟场景数据，并基于所述第四动态模拟场景数据，计算在线试验台测试模式方式下第一完好性适航符合性测试结果；
基于静态观测点对应的所述北斗导航电文信息和所述GBAS报文信息，使得机载PAN设备处于静态模拟场景，以获取第三静态模拟场景数据，并基于所述第三静态模拟场景数据，计算在线试验台测试模式方式下的第二精度适航符合性测试结果；所述静态观测点与离线软件模拟测试方式中的静态观测点相同；
基于所述静态观测点对应的所述北斗导航电文信息和所述GBAS报文信息，使得机载PAN设备处于静态模拟场景，以获取第四静态模拟场景数据，并基于所述第四静态模拟场景数据，计算在线试验台测试模式方式下的第二完好性适航符合性测试结果；
其中，所述第二测试结果包括第一精度适航符合性测试结果、第一完好性适航符合性测试结果、第二精度适航符合性测试结果和第二完好性适航符合性测试结果。
8.根据权利要求1所述的一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法，其特征在于，所述GBAS报文信息的确定过程为：
在VDB信号源配置单元中对VDB信号源进行配置，以使VDB信号源产生包含GBAS报文信息的射频信号；
在GBAS信号分析仪配置单元中对GBAS信号分析仪进行配置，使得GBAS信号分析仪接收来自VDB信号源的包含GBAS报文信息的射频信号，同时对包含GBAS报文信息的射频信号进行解析，得到GBAS报文信息。
9.根据权利要求1所述的一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证方法，其特征在于，所述基于所述第一测试结果与所述第二测试结果，评估北斗GBAS机载PAN设备的精度和完好性适航符合性，具体包括：
判断所述第一测试结果和所述第二测试结果是否匹配；
若是，则表明GBAS机载PAN设备的精度和完好性符合适航要求；
若否，则表明GBAS机载PAN设备的精度和完好性不符合适航要求。
10.一种北斗GBAS-PAN设备适航符合性验证系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取北斗历书参数、测试参数以及最后进近航段FAS数据；
第一测试结果确定模块，用于根据所述北斗历书参数、所述测试参数以及所述FAS数据，采用离线软件模拟测试方式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第一测试结果；
数据生成模块，用于生成包含北斗导航电文信息和测距码的射频信号；
第二测试结果确定模块，用于利用甚高频数据广播VDB信号源播发的GBAS报文信息和利用卫星导航矢量信号发生器播发的所述射频信号，采用在线试验台测试模式，在拟定飞机下滑道对机载PAN设备的精度和完好性适航符合性进行测试，得到第二测试结果；
评估模块，用于基于所述第一测试结果与所述第二测试结果，评估北斗GBAS机载PAN设备的精度和完好性适航符合性。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107390237A (zh) * 2017-06-02 2017-11-24 北京航空航天大学 基于无人机的北斗gbas测试方法及系统
CN109375241A (zh) * 2018-12-11 2019-02-22 中国民航大学 北斗raim可用性预测系统及预测方法
CN110542911A (zh) * 2019-09-16 2019-12-06 中国民航大学 北斗机载设备raim性能符合性测试方法及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107390237A (zh) * 2017-06-02 2017-11-24 北京航空航天大学 基于无人机的北斗gbas测试方法及系统
CN109375241A (zh) * 2018-12-11 2019-02-22 中国民航大学 北斗raim可用性预测系统及预测方法
CN110542911A (zh) * 2019-09-16 2019-12-06 中国民航大学 北斗机载设备raim性能符合性测试方法及系统
WO2021052511A1 (zh) * 2019-09-16 2021-03-25 中国民航大学 北斗机载设备raim性能符合性测试方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
倪育德, 孙凌晨, 张振楠: "机载GBAS接收机品质因数适航符合性验证", 信号处理, vol. 37, no. 05, 1 February 2021 (2021-02-01) *
倪育德;路璐;刘瑞华;: "基于GPS/BDS的陆基增强系统精度和完好性", 中国民航大学学报, no. 06, 15 December 2017 (2017-12-15) *

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