ES2623476T3 - Procedimiento de control de la integridad de estaciones de radionavegación en un sistema de aumento por satélite - Google Patents
Procedimiento de control de la integridad de estaciones de radionavegación en un sistema de aumento por satélite Download PDFInfo
- Publication number
- ES2623476T3 ES2623476T3 ES13178296.3T ES13178296T ES2623476T3 ES 2623476 T3 ES2623476 T3 ES 2623476T3 ES 13178296 T ES13178296 T ES 13178296T ES 2623476 T3 ES2623476 T3 ES 2623476T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- station
- stations
- ext
- est
- observation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/02—Details of the space or ground control segments
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
- G01S19/07—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing data for correcting measured positioning data, e.g. DGPS [differential GPS] or ionosphere corrections
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Procedimiento de control de la integridad de estaciones (EST_EXT) de observación de señales de radionavegación en un sistema de aumento por satélite SBAS que comprende al menos las siguientes etapas: - Definir al menos una zona (701, 910, 1010) geográfica que comprende una multitud de estaciones (EST_EXT) de observaciones, - Calcular, para cada estación (EST_EXT) de observación de dicha zona y para cada eje visual entre dicha estación y un satélite, la desviación entre la pseudodistancia D teórica y la pseudodistancia D' medida, caracterizándose dicho procedimiento porque comprende, además, las etapas de: - Calcular (601) la media m de dichas desviaciones D-D' en dicha zona para el conjunto de los satélites visibles de dicha zona, - Validar la integridad (602) de al menos una estación de observación de dicha zona si la desviación entre la pseudodistancia D teórica y la pseudodistancia D' medida, para dicha estación y para al menos un eje visual entre dicha estación y un satélite, es inferior o igual a dicha media que multiplica un umbral de exclusión predeterminado y excluir esta estación de observación en caso contrario
Description
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
DESCRIPCION
Procedimiento de control de la integridad de estaciones de radionavegacion en un sistema de aumento por satelite
La invencion se refiere al campo de los sistemas de aumento de las prestaciones y de la disponibilidad de sistemas de navegacion por satelite, conocidos con el acronimo anglosajon SBAS para “Satellite Based Augmentation Systems".
La invencion se refiere de manera mas precisa a un procedimiento de control de la integridad de estaciones de radionavegacion externas para su integracion en un sistema SBAS.
La figura 1 esquematiza, en un diagrama de bloques, la arquitectura global de un sistema SBAS segun la tecnica anterior. Dicho sistema esta adaptado para producir unos datos de aumento a partir de mediciones realizadas en las senales 101 de navegacion emitidas por una multitud de satelites NAV de radionavegacion. Las mediciones y datos que provienen de los satelites NAV de radionavegacion las recoge una multitud de estaciones RIMS de observacion y a continuacion se transmiten 102, a un ritmo dado, hacia uno o varios centros CPF de control y tratamiento. Estos ultimos realizan, a partir de las mediciones recibidas, una estimacion de las correcciones diferenciales a aplicar a la senal de radionavegacion y a continuacion elaboran unos mensajes de aumento, que incluyen estas correcciones y a continuacion se transmiten 103 a una estacion NLES terrestre de navegacion. La estacion NLES recibe los mensajes de aumento y los transmite 104 a un satelite SAT de aumento para su difusion 105 a continuacion a los usuarios U y a las estaciones RIMS de observacion. Los usuarios U pueden ser unos receptores situados en tierra o instalados a bordo en un portador, por ejemplo, una aeronave. Los mensajes de aumento se integran, a este respecto, de forma similar a los mensajes de navegacion, en una senal de navegacion compatible de un sistema de radionavegacion por satelite o GNSS (Global Navigation Satellite System). El satelite SAT de aumento puede ser un satelite geoestacionario o un satelite HEO de orbita alta o incluso un satelite de orbita geoestacionaria inclinada de tipo IGSO (Inclined Geosynchronous Satellite Orbit). Se trata, por ejemplo, de un satelite del sistema europeo EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service). La estacion NLES lleva a cabo un control de integridad de los mensajes recibidos, transmitidos por los centros CPF de control y tratamiento, con los mensajes difundidos por el satelite SAT de aumento en el enlace descendente.
En un sistema de aumento por satelite, las estaciones RIMS de observacion, encargadas de realizar unas mediciones en las senales de radionavegacion recibidas, son la mayona de las veces limitadas en numero. Por ejemplo, el sistema SBAS europeo EGNOS solo consta de treinta y siete estaciones de observacion en su version actualmente operativa y otras dos estaciones estan en proceso de despliegue. Igualmente, el sistema SBAS americano wAaS consta de treinta y ocho estaciones de observacion. Un numero limitado de estaciones de observacion implica una disponibilidad limitada para el servicio asociado al sistema SBAS, en particular en las zonas geograficas en las que debe garantizarse el servicio, pero que solo cuentan con unas pocas estaciones. Ademas, el numero de estaciones de observacion tiene un impacto directo en el rendimiento del sistema en terminos de precision de las modelizaciones realizadas a partir de las mediciones recogidas. En particular, las modelizaciones de las orbitas de los satelites y la ionosfera suministradas por un sistema SBAS seran mas precisas cuanto mas elevado sea el numero de estaciones.
Para aumentar el numero de estaciones de observacion disponibles, la idea en la que se basa la invencion consiste en utilizar, en lugar de o como complemento de las estaciones RIMS de observacion espedficas para el sistema SBAS, unas estaciones externas cuya funcion principal no es la realizacion de mediciones destinadas a un centro CPF de tratamiento de un sistema SBAS. En particular, dichas estaciones externas pueden suministrarlas unos organismos que gestionan redes colaborativas de estaciones de radionavegacion. Por ejemplo, los organismos IGS (International GNSS Service), EUREF (European Reference), IGN (Instituto Geografico Nacional frances) proponen respectivamente las redes colaborativas iGs global network, EPN (EUREF Permanent Network) y RGP (Red Geodesica Permanente).
Dichas redes colaborativas constan de un gran numero de estaciones GNSS, por ejemplo, la red RGP consta de 300 estaciones, sin embargo, las mediciones suministradas por estas estaciones no estan garantizadas. Si una estacion presenta un problema en su funcionamiento y transmite una medicion anomala, esto puede alterar el funcionamiento global del sistema.
Para ser compatible con las exigencias de integridad requeridas por un sistema SBAS, se deben controlar los datos suministrados por las estaciones externas a dicho sistema, que actuan en lugar de las estaciones RIMS de observacion, con el fin de cumplir con el nivel de integridad especificado.
Las soluciones conocidas que permiten llevar a cabo un control de integridad de las mediciones recibidas por el centro CPF de tratamiento son de dos tipos.
Una primera solucion consiste en utilizar una informacion sobre la calidad de la senal de radio navegacion recibida por las estaciones RIMS de observacion para filtrar las mediciones anomalas. Dicha informacion de calidad la calculan las estaciones RIMS de observacion internas de un sistema SBAS estandar y se transmite al centro CPF de tratamiento. Sin embargo, unas estaciones externas al sistema SBAS no integran dicho calculo y sin una informacion de calidad, no es posible el procedimiento de filtrado implementado por el centro CPF de tratamiento.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Una segunda solucion consiste en utilizar una funcion de control en paralelo de la funcion encargada de detectar los defectos de integridad como se hace clasicamente por ejemplo en un centro de control y de tratamiento del sistema de aumento europeo EGNOS. Dicha solucion permite el uso con confianza de un mensaje SBAS de navegacion, pero se traduce en una reduccion de la disponibilidad ya que implica el filtrado de todas las mediciones procedentes de un mismo satelite o que proceden de una zona dada de la ionosfera.
Por otra parte, se conoce otra solucion descrita en la patente americana US 7019688.
La invencion aporta una solucion al problema de control de integridad de las mediciones suministradas por una estacion de radionavegacion externa a un sistema SBAS.
Esta consiste en integrar, aguas arriba del centro CPF de control y de tratamiento, un modulo de verificacion adaptado para validar la integridad de las estaciones externas y para excluir las estaciones para las cuales se detecta un defecto de integridad.
La invencion permite aumentar la disponibilidad del servicio SBAS con respecto a las soluciones conocidas ya que realiza un filtrado por exclusion de las estaciones de observacion caso por caso y no un filtrado del conjunto de las mediciones que provienen de un mismo satelite y de una misma zona de la ionosfera.
De este modo, la invencion tiene por objeto un procedimiento de control de la integridad de estaciones de observacion de senales de radionavegacion en un sistema SBAS de aumento por satelite que comprende al menos las siguientes etapas:
- Definir al menos una zona geografica que comprende una multitud de estaciones de observaciones;
- Calcular, para cada estacion de observacion de dicha zona y para cada eje visual entre dicha estacion y un satelite, la desviacion entre la pseudodistancia D teorica y la pseudodistancia D' medida;
- Calcular la media m de dichas desviaciones D-D' en dicha zona para el conjunto de los satelites visibles de dicha zona;
- Validar la integridad de al menos una estacion de observacion de dicha zona si la desviacion entre la pseudodistancia D teorica y la pseudodistancia D', para dicha estacion y para al menos un eje visual entre dicha estacion y un satelite, es inferior o igual a dicha media que multiplica un umbral de exclusion predeterminado y excluir esta estacion de observacion en caso contrario.
En otra variante de realizacion de la invencion, se valida (602) la integridad de las estaciones de observacion de dicha zona si todas las desviaciones entre pseudodistancia D teorica y pseudodistancia D' medida para todos los ejes visuales son inferiores o iguales a dicha media que multiplica un umbral de exclusion predeterminado.
Segun un aspecto particular de la invencion, la pseudodistancia D teorica se calcula a partir del conocimiento de las posiciones de los satelites y de las estaciones de observaciones y la pseudodistancia D' medida la calculan las estaciones de observaciones a partir de las senales de radionavegacion recibidas.
Dicha zona puede ser de tamano fijo o puede ser un cfrculo con un radio variable centrado en una estacion de observacion dada, denominada estacion de referencia. El radio de dicha zona se puede configurar para que cada zona comprenda el mismo numero N de estaciones.
En una variante de realizacion de la invencion, en el interior de una zona, se valida unicamente la integridad de la estacion de referencia.
El umbral de exclusion puede ser fijo o depender del numero maximo de estaciones de observacion por zona a excluir. Tambien se puede configurar de modo que se minimice la probabilidad de falsa alarma y la probabilidad de no deteccion en el numero de estaciones de observacion excluidas.
Segun un aspecto particular de la invencion, dichas estaciones de observacion forman parte de una red de estaciones colaborativa.
La invencion tambien tiene por objeto un centro de control y de tratamiento para sistema SBAS de aumento por
satelite que consta de unos medios de control de la integridad de estaciones de observacion de senales de
radionavegacion, estando dichos medios adaptados para implementar el procedimiento segun la invencion.
La invencion tambien tiene por objeto un sistema SBAS de aumento por satelite que consta de una multitud de estaciones de observacion cuya integridad no esta garantizada y al menos un centro de control y de tratamiento segun la invencion.
Se mostraran mejor otras caractensticas y ventajas de la presente invencion con la lectura de la descripcion que viene a continuacion en relacion con los dibujos adjuntos, que representan:
- la figura 1, un diagrama de bloques de un sistema SBAS de aumento segun la tecnica anterior;
- la figura 2, un diagrama de bloques de un sistema SBAS de aumento adaptado segun la invencion;
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
- la figura 3, un diagrama de bloques de una variante de realizacion del sistema SBAS de aumento segun la invencion descrito en la figura 2;
- la figura 4, un esquema funcional de la arquitectura de un centro de control y de tratamiento de un sistema SBAS segun la tecnica anterior;
- la figura 5, un esquema funcional de la arquitectura de un centro de control y de tratamiento de un sistema SBAS adaptado segun la invencion;
- la figura 6, un esquema que ilustra la implementacion del procedimiento de control de la integridad de estaciones de mediciones de un sistema SBAS segun la invencion;
- la figura 7, un ejemplo de reagrupamiento por zonas de las estaciones de mediciones utilizadas por un sistema SBAS segun una primera variante de la invencion;
- la figura 8, un ejemplo que ilustra el mecanismo de exclusiones de estaciones de mediciones no fiables segun la primera variante de la invencion;
- la figura 9, un primer ejemplo de reagrupamiento por zonas de las estaciones de mediciones utilizadas por un sistema SBAS segun una segunda variante de la invencion;
- la figura 10, un segundo ejemplo de reagrupamiento por zonas de las estaciones de mediciones utilizadas por un sistema SBAS segun la segunda variante de la invencion;
- la figura 11, un ejemplo que ilustra el mecanismo de exclusiones de estaciones de mediciones no fiables segun la segunda variante de la invencion.
La figura 2 representa un esquema de un sistema SBAS de aumento adaptado segun la invencion. Los elementos comunes con el sistema SBAS segun la tecnica anterior representado en la figura 1 se identifican con las mismas referencias. En sustitucion o como complemento de las estaciones RIMS de observacion adaptadas al sistema SBAS, una multitud de estaciones EST_EXT externas al sistema SBAS, cuyas posiciones se conocen, se integra en el sistema SBAS segun la invencion. Por estaciones externas, se entienden unos receptores de senales de radionavegacion que no son espedficas para un uso en el marco de un sistema SBAS de aumento. El funcionamiento de dichos receptores no esta, por lo tanto, garantizado y su nivel de fiabilidad es menor que el de las estaciones RIMS de observacion espedficas para un uso en un sistema SBAS de aumento. Las estaciones EST_EXT externas reciben las senales de radionavegacion emitidas por uno o varios satelites NAV de radionavegacion y transmiten las mediciones asociadas a estas senales a un centro CPF de tratamiento. La transmision de las mediciones se puede hacer a traves de la red de Internet ya que las redes colaborativas (IGS, EUREF, RGP) ofrecen este tipo de servicio. Se inserta aguas arriba de los tratamientos realizados en el centro CPF de tratamiento un modulo 200 de verificacion de las senales transmitidas por las estaciones EST_EXT externas. Este modulo se integra de manera ventajosa en el centro CPF de tratamiento. Realiza un control de integridad que permite construir una confianza colectiva con respecto a las estaciones EST_EXT externas y excluir aquellas que se consideran no fiables segun un criterio que se define a continuacion.
La figura 3 representa una variante de realizacion del sistema SBAS segun la invencion en el cual solo se utilizan en la exclusion de las estaciones RIMS de observacion unas estaciones EST_EXT externas. A la inversa que las estaciones RIMS de observacion, las estaciones EST_EXT externas al sistema SBAS no estan adaptadas a dicho sistema y, por lo tanto, no pueden recibir los mensajes de aumento difundidos por el satelite SAT de aumento. En este caso, los mensajes de aumento los puede transmitir directamente la estacion NLES terrestre de navegacion hacia el centro CPF de tratamiento a traves de un canal 300 de retorno.
La figura 4 representa un esquema funcional de la arquitectura de un centro CPF de control y de tratamiento de un sistema SBAS segun la tecnica anterior.
Esta arquitectura esta principalmente compuesta por un primer modulo 401 de tratamiento o “Processing Set” en ingles y de un segundo modulo 402 de control o “Check Set” en ingles.
El primer modulo 401 de tratamiento recibe unas mediciones que provienen de unas estaciones RIMS de observacion denominadas de tipo A. El segundo modulo 402 de tratamiento recibe unas mediciones que provienen de unas estaciones RIMS de observacion denominadas de tipo B. Las estaciones RIMS de observacion de tipo A y B transmiten la misma informacion hacia el centro CPF de control y de tratamiento, esto es una medicion de la pseudodistancia entre la estacion y cada satelite visto desde la estacion, el mensaje de navegacion y de las mediciones de Doppler, relacion senal-ruido y coherencia de codigo de portadora. Ademas, cada estacion transmite tambien una informacion sobre la calidad de las senales que recibe.
El modulo 401 de tratamiento consta de una primera funcion 410 de filtrado de las mediciones transmitidas por las estaciones RIMS A basandose en la informacion de calidad de la senal. Las mediciones consideradas no fiables se eliminan de la sucesion de los calculos. El modulo 401 de tratamiento consta, ademas, de una funcion 411 de calculo de correcciones y de informacion sobre la integridad de las mediciones y una funcion 412 de elaboracion del mensaje de aumento.
El modulo 402 de control consta de una primera funcion 420 de filtrado de las mediciones transmitidas por las estaciones RIMS B, que funciona de forma similar a la funcion 410 de filtrado del modulo 401 de tratamiento. El modulo 402 de control consta, ademas, de una primera funcion 421 de control de la fiabilidad del mensaje generado por el modulo 401 de tratamiento y de una segunda funcion 422 de control que verifica la correcta incorporacion, en
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
el mensaje de aumento, de la informacion producida por la primera funcion 421 de control. La primera funcion 421 de control lleva a cabo una comparacion entre la informacion de posicionamiento establecida en el mensaje de aumento generado por el modulo 401 de tratamiento y la informacion de posicionamiento transmitida por la estacion RIMS B. Si la desviacion entre estas dos informaciones de posicionamiento es demasiado importante, la funcion 421 de control comunica con la funcion 412 de elaboracion del mensaje de aumento para informar de la no validez de los datos concernidos. En la practica, cuando se detecta una anomalfa por la funcion 421 de control, esto conduce a la invalidacion de todas las mediciones suministradas por un mismo satelite o procedentes de senales que provienen de una zona dada de la ionosfera. El control realizado por el modulo 402 provoca, por lo tanto, una reduccion de la disponibilidad para el sistema SBAS global puesto que algunos satelites o algunas zonas de la ionosfera no se podran utilizar.
La figura 5 representa el centro CPF de control y de tratamiento de la figura 4 en el cual se inserta, aguas arriba de los tratamientos habituales, un modulo 200 de verificacion que permite controlar la integridad de las mediciones transmitidas por las estaciones EST_EXT externas al sistema.
La figura 6 ilustra el procedimiento implementado por el modulo 200 de verificacion.
Para cada lmea de vision entre una estacion EST_EXT y un satelite NAV, se calculan una pseudodistancia D y una pseudodistancia D' medida. La pseudodistancia D teorica es igual a la distancia geometrica entre la posicion del satelite NAV y la posicion real de la estacion EST_EXT. La posicion del satelite se suministra en el mensaje de navegacion transmitido, segun la forma de realizacion de la invencion por las estaciones RIMS de observacion o por el canal de retorno de la estacion NLES terrestre de navegacion. Las posiciones reales de las estaciones EST_EXT las conoce y las difunde el organismo cooperativo, por ejemplo, el organismo RGP, que gestiona la red de estaciones. La pseudodistancia D' medida es la que transmite la estacion EST_EXT externa hacia el centro CPF de tratamiento.
Se calcula la desviacion D'-D entre la pseudodistancia teorica y la pseudodistancia medida, corresponde al error de medicion en una lmea de vision entre una estacion y un satelite. Este error de medicion consta de diferentes contribuciones tal como se ilustra mediante la siguiente ecuacion:
Dm = D + Sd + c(he - hr) + ez + ei + em + eb
Dm es la distancia medida;
D es la distancia real;
Sd es el error en la efemeride;
c(he-hr) es el error de reloj de satelite y receptor;
eT es el error de propagacion troposferico;
ei es el error de propagacion ionosferico;
em es el error relacionado con los trayectos multiples;
eb es el error relacionado con el ruido de medicion.
El control de integridad segun la invencion permite aislar los errores espedficos de la estacion y de su entorno proximo, es decir los errores en el reloj del receptor, relacionados con la propagacion troposferica y con los trayectos multiples. En efecto, los errores relacionados con los satelites o con la propagacion ionosferica son comunes para todos los receptores de una misma zona geografica. A la inversa, los errores relacionados con los receptores o con su entorno proximo solo tienen un impacto en algunos receptores en una zona dada.
En una primera etapa 601, el modulo 200 de verificacion segun la invencion calcula la media m de las desviaciones D'-D entre pseudodistancia teorica y pseudodistancia medida para un numero N de estaciones externas situadas en una zona Z geografica y para un numero Si de satelites visibles.
Esta media se calcula por medio de la siguiente relacion:
1 N i Sj
ly ;=l si j=l
en la que Di,j es la pseudodistancia teorica entre una estacion i y un satelite j, y D'i,j es la pseudodistancia medida.
En una segunda etapa 602 se excluyen las estaciones identificadas como no fiables. Dicho de otro modo, se excluyen las estaciones para las cuales la desviacion Di j-D'i j es muy superior a la media m. De manera mas precisa, se lleva a cabo una prueba de comparacion entre la relacion de la desviacion Dij-D'ij y de la media m con un umbral de exclusion predeterminado.
El calculo de media anterior se puede realizar para el conjunto de los ejes visuales de las estaciones de una misma zona Z, dicho de otro modo, para el conjunto de los satelites visibles de esta zona. En este caso, las pseudodistancias D'i,j medidas se pueden corregir previamente de los errores relacionados con el satelite o con la propagacion de las senales en la ionosfera mediante la aplicacion de metodos conocidos y con el objetivo de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
eliminar del criterio de exclusion los defectos relacionados con el entorno lejano de las estaciones.
En particular, es posible corregir de forma previa los errores de efemerides utilizando las correcciones suministradas en el mensaje SBAS de aumento, pero tambien los errores ionosfericos utilizando una modelizacion de la ionosfera o incluso los errores de relojes de satelite.
En el caso en el que las pseudodistancias medidas no se corrijan de forma previa para eliminar la influencia de los satelites y de manera mas general del entorno lejano de una estacion, el calculo de media m tambien se puede realizar para cada eje visual por separado. La relacion (1) se reduce, por tanto, a la siguiente relacion:
1 N
w =—'£(Di-D'i)
La prueba de comparacion de la etapa 602 se realiza, por tanto, para cada eje visual por separado. Se excluye una estacion para la cual la desviacion Di-D'i es muy superior a la media mj para al menos un satelite j.
La eleccion del numero N de estaciones a tener en cuenta para el calculo de media y/o la eleccion de la cobertura geografica que permite definir las zonas en las cuales se situan estas estaciones se puede definir segun varias variantes. Esta eleccion es el resultado de varios compromisos. En primer lugar, cuanto mayor es el numero N de estaciones tenidas en cuenta para el calculo de la media m, mas estadfsticamente fiable es el calculo. Por otra parte, se considera que las estaciones situadas en una misma zona geografica son visibles desde los mismos satelites y reciben el impacto de unas fuentes de error exteriores comunes. Esta es la razon por la cual la desviacion entre pseudodistancia teorica y medida presenta un valor identico o proximo para las estaciones situadas en un entorno geografico proximo. La eleccion de la cobertura geografica debe tener en cuenta dichas dos limitaciones citadas con anterioridad, un numero de estaciones por zona suficiente para obtener un resultado estadfstico coherente pero un tamano de zona lo suficientemente reducido para que al conjunto de las estaciones de esta zona reciban el impacto de unas fuentes de error exteriores comunes. Por fuente de error exterior, se entiende una fuente de error relacionada con un satelite o con un entorno alejado de una estacion. Se trata principalmente de unos errores de mal funcionamiento de la propia estacion, por ejemplo, los errores de reloj, pero tambien de los relacionados con el entorno proximo, es decir los errores de propagacion relacionados con los trayectos multiples o con la troposfera.
Segun una primera variante de la invencion ilustrada en la figura 7, la zona geografica que contiene el conjunto de las estaciones EST_EXT externas a utilizar se puede dividir en subzonas 701, 702, 703, 704, 705, 706 de formas y tamanos identicos, por ejemplo, rectangular. El numero de estaciones por subzonas es por tanto variable.
La figura 8 esquematiza el principio de exclusion de las estaciones externas cuya fiabilidad no se garantiza para la definicion de subzonas segun la primera variante de la invencion.
Se representan en un grafico de dos dimensiones (altura 9, longitud X) las mediciones de desviaciones D-D' obtenidas para cada estacion. La media m calculada tambien se posiciona, asf como el radio R alrededor de esta media que corresponde al umbral de exclusion predefinido. Se excluyen las estaciones 801, 802, 803, 804, 805, cuyas mediciones de desviaciones D-D' son superiores al radio R.
El principio descrito se puede aplicar para el conjunto de las lmeas de vision entre una estacion y varios satelites o para un subconjunto de estas lmeas de vision.
El umbral de exclusion puede ser fijo o depender del numero de valores que se desea excluir. Se puede ajustar de forma empmca utilizando unos escenarios de simulacion. Por ejemplo, el metodo de simulacion que permite configurar este umbral puede consistir en un ajuste inicial del umbral en un valor elevado para limitar el numero de estaciones excluidas. El umbral se puede ajustar inicialmente de modo que solo excluya un 10 % de las estaciones de una zona como maximo. A continuacion, se implementan unos escenarios de simulacion simulando el impacto de diferentes tipos de errores en las estaciones externas. El umbral de exclusion se ajusta a continuacion de modo que se minimice a la vez el numero de exclusiones abusivas, dicho de otro modo, la probabilidad de falsa alarma, y el numero de exclusiones perdidas, dicho de otro modo, la probabilidad de no deteccion.
Las figuras 9 y 10 ilustran dos ejemplos de definicion de subzonas adecuadas para la implementacion de una segunda variante de la invencion.
Segun el ejemplo ilustrado en la figura 9, se puede definir una subzona desde una estacion 900, 901, 902 central de referencia y de un cmculo 910, 911, 912 de radio predeterminado fijo para todas las zonas. Las subzonas construidas estan mas adaptadas a la cobertura geografica de las estaciones, pero el numero N de estaciones por subzona es siempre variable.
Segun el ejemplo ilustrado en la figura 10, el radio de los drculos 1010, 1011, 1012 que definen una subzona alrededor de una estacion 1000, 1001, 1002 central de referencia puede ser variable para tener en cuenta las diferencias de densidad de distribucion geografica de las estaciones. El radio de los cmculos se determina de modo que cada subzona incluye el mismo numero N de estaciones. En el ejemplo de la figura 10, cada zona contiene un numero N igual a 10 estaciones.
La figura 11 esquematiza el principio de exclusion delas estaciones externas cuya fiabilidad no se garantiza para la definicion unas subzonas segun la segunda variante de la invencion.
Para cada subzona asociada a cada estacion 1100 de referencia tal como se define segun uno de los ejemplos elegidos de las figuras 9 o 10, se calcula la media m de las desviaciones D-D' asf como el radio R alrededor de esta 5 media que corresponde al umbral de exclusion predefinido. Si la estacion 1100 de referencia se situa fuera del drculo de radio R, entonces se excluye esta estacion y solo esta.
Esta segunda variante de la invencion permite afinar la precision de los calculos realizados ya que consta potencialmente de tantas subzonas como de estaciones externas. La primera variante de la invencion presenta por su parte la ventaja delimitar el numero de subzonas y, por lo tanto, el numero de calculos a llevar a cabo.
10
Claims (12)
- 5101520253035404550REIVINDICACIONES1. Procedimiento de control de la integridad de estaciones (EST_EXT) de observacion de senales de radionavegacion en un sistema de aumento por satelite SBAS que comprende al menos las siguientes etapas:- Definir al menos una zona (701, 910, 1010) geografica que comprende una multitud de estaciones (EST_EXT) de observaciones,- Calcular, para cada estacion (EST_EXT) de observacion de dicha zona y para cada eje visual entre dicha estacion y un satelite, la desviacion entre la pseudodistancia D teorica y la pseudodistancia D' medida,caracterizandose dicho procedimiento porque comprende, ademas, las etapas de:- Calcular (601) la media m de dichas desviaciones D-D' en dicha zona para el conjunto de los satelites visibles de dicha zona,- Validar la integridad (602) de al menos una estacion de observacion de dicha zona si la desviacion entre la pseudodistancia D teorica y la pseudodistancia D' medida, para dicha estacion y para al menos un eje visual entre dicha estacion y un satelite, es inferior o igual a dicha media que multiplica un umbral de exclusion predeterminado y excluir esta estacion de observacion en caso contrario.
- 2. Procedimiento de control de la integridad de estaciones (EST_EXT) de observacion de senales deradionavegacion segun la reivindicacion 1 en el cual se valida (602) la integridad de las estaciones de observacion de dicha zona si todas las desviaciones entre pseudodistancia D teorica y pseudodistancia D' medida para todos los ejes visuales son inferiores o iguales a dicha media que multiplica un umbral de exclusion predeterminado.
- 3. Procedimiento de control de la integridad de estaciones (EST_EXT) de observacion de senales deradionavegacion segun una de las reivindicaciones anteriores en el cual la pseudodistancia D teorica se calcula a partir del conocimiento de las posiciones de los satelites y de las estaciones (EST_EXT) de observaciones y la pseudodistancia D' medida se calcula mediante las estaciones (EST_EXT) de observaciones a partir de las senales de radionavegacion recibidas.
-
4. Procedimiento de control de la integridad de estaciones (EST_EXT) de observacion de senales deradionavegacion segun una de las reivindicaciones 1 a 3 en el cual dicha zona (701) es de tamano fijo. -
5. Procedimiento de control de la integridad de estaciones (EST_EXT) de observacion de senales deradionavegacion segun una de las reivindicaciones 1 a 3 en el cual dicha zona (910) es un cfrculo con un radio variable centrado en una estacion de observacion dada, denominada estacion de referencia. -
6. Procedimiento de control de la integridad de estaciones (EST_EXT) de observacion de senales deradionavegacion segun la reivindicacion 5 en el cual el radio de dicha zona (1010) se configura para que cada zona comprenda el mismo numero N de estaciones. -
7. Procedimiento de control de la integridad de estaciones (EST_EXT) de observacion de senales deradionavegacion segun una de las reivindicaciones 5 o 6 en el cual, en el interior de una zona (910, 1010), se valida (602) unicamente la integridad de la estacion de referencia. -
8. Procedimiento de control de la integridad de estaciones (EST_EXT) de observacion de senales deradionavegacion segun una de las reivindicaciones anteriores en el cual el umbral de exclusion es fijo o depende del numero maximo de estaciones de observacion por zona a excluir. -
9. Procedimiento de control de la integridad de estaciones (EST_EXT) de observacion de senales deradionavegacion segun una de las reivindicaciones 1 a 7 en el cual el umbral de exclusion se configura de modo que se minimice la probabilidad de falsa alarma y la probabilidad de no deteccion en el numero de estaciones de observacion excluidas. - 10. Procedimiento de control de la integridad de estaciones (EST_EXT) de observacion de senales de radionavegacion segun una de las reivindicaciones anteriores en el cual dichas estaciones (EST_EXT) de observacion forman parte de una red de estaciones colaborativa.
- 11. Centro de control y de tratamiento (CPF) para sistema de aumento por satelite SBAS que consta de unos medios (200) de control de la integridad de estaciones (EST_EXT) de observacion de senales de radionavegacion, estando dichos medios (200) adaptados para implementar el procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 10.
- 12. Sistema de aumento por satelite SBAS que consta de una multitud de estaciones (EST_EXT) de observacion cuya integridad no esta garantizada y de al menos un centro de control y de tratamiento (CPF) segun la reivindicacion 11.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1202181 | 2012-08-03 | ||
| FR1202181A FR2994279B1 (fr) | 2012-08-03 | 2012-08-03 | Procede de controle de l'integrite de stations de radio-navigation dans un systeme d'augmentation par satellite |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2623476T3 true ES2623476T3 (es) | 2017-07-11 |
Family
ID=47594807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES13178296.3T Active ES2623476T3 (es) | 2012-08-03 | 2013-07-29 | Procedimiento de control de la integridad de estaciones de radionavegación en un sistema de aumento por satélite |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9316739B2 (es) |
| EP (1) | EP2693232B1 (es) |
| CA (1) | CA2822228C (es) |
| ES (1) | ES2623476T3 (es) |
| FR (1) | FR2994279B1 (es) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2981167B1 (fr) * | 2011-10-07 | 2014-04-04 | Thales Sa | Systeme d'augmentation spatial adapte pour ameliorer la precision et la fiabilite des donnees delivrees par un systeme de navigation par satellites, et procede associe. |
| US9778650B2 (en) * | 2013-12-11 | 2017-10-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Apparatus, system and method for kitting and automation assembly |
| US9557418B2 (en) | 2014-04-15 | 2017-01-31 | Honeywell International Inc. | Ground-based system and method to extend the detection of excessive delay gradients using parity corrections |
| US9599716B2 (en) * | 2014-04-15 | 2017-03-21 | Honeywell International Inc. | Ground-based system and method to extend the detection of excessive delay gradients using dual processing |
| CN104483678B (zh) * | 2014-12-04 | 2017-03-01 | 北京航空航天大学 | 一种空地协同的多星座卫星导航完好性多级监测方法 |
| FR3037661B1 (fr) * | 2015-06-17 | 2020-06-12 | Thales | Systeme d'augmentation spatial ou aeronautique avec gestion simplifiee de ses messages de navigation |
| WO2017023243A1 (en) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | Harman International Industries, Incorporated | Self-adjusting head-mounted audio device |
| JP6674750B2 (ja) | 2015-07-31 | 2020-04-01 | 曙ブレーキ工業株式会社 | 制輪子及びその製造方法並びに鉄道車両用踏面ブレーキ装置 |
| DE102017206280A1 (de) | 2017-04-12 | 2018-10-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Überwachen einer Integrität von Referenzstationen eines Korrekturdienstsystems, Korrekturdienstsystem, Verfahren zum Betreiben eines satellitengestützten Navigationssystems und satellitengestütztes Navigationssystem |
| US10924933B2 (en) | 2018-08-23 | 2021-02-16 | Motorola Solutions, Inc. | System and method for monitoring the integrity of a virtual assistant |
| CN110879403A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-03-13 | 中海北斗(深圳)导航技术有限公司 | 一种简单可行的星基增强系统监测方法及系统 |
| RU2740398C1 (ru) * | 2020-03-12 | 2021-01-14 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ контроля достоверности информации, принимаемой навигационной аппаратурой потребителя воздушного судна |
| CN111596315B (zh) * | 2020-05-23 | 2022-07-22 | 中国电子科技集团公司第二十研究所 | 一种用于实时监测双频多星座星基增强系统性能的方法 |
| CN112782727B (zh) * | 2020-11-20 | 2022-03-25 | 中国电波传播研究所（中国电子科技集团公司第二十二研究所） | 一种基于观测弱区补偿的布站设计方法 |
| CN113917510B (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-08 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 数据处理方法、装置、设备、存储介质及计算机程序产品 |
| CN115097491A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-09-23 | 中国长城工业集团有限公司 | 一种sbas监测站部署方法及测试装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7019688B1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-03-28 | Honeywell International Inc. | LAAS ground facility sigma monitor |
| CA2611931C (en) * | 2005-06-13 | 2011-09-13 | Nokia Corporation | Supporting an assisted satellite based positioning |
-
2012
- 2012-08-03 FR FR1202181A patent/FR2994279B1/fr active Active
-
2013
- 2013-07-29 ES ES13178296.3T patent/ES2623476T3/es active Active
- 2013-07-29 EP EP13178296.3A patent/EP2693232B1/fr active Active
- 2013-07-30 CA CA2822228A patent/CA2822228C/en active Active
- 2013-07-30 US US13/954,642 patent/US9316739B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2693232B1 (fr) | 2017-02-08 |
| EP2693232A1 (fr) | 2014-02-05 |
| CA2822228A1 (en) | 2014-02-03 |
| CA2822228C (en) | 2020-12-22 |
| FR2994279A1 (fr) | 2014-02-07 |
| US20140035778A1 (en) | 2014-02-06 |
| US9316739B2 (en) | 2016-04-19 |
| FR2994279B1 (fr) | 2014-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2623476T3 (es) | Procedimiento de control de la integridad de estaciones de radionavegación en un sistema de aumento por satélite | |
| US7948435B2 (en) | Method and apparatus for determining the geographic location of a device | |
| US9031725B1 (en) | System and method for time-space-position-information (TSPI) | |
| US6799116B2 (en) | GPS correction methods, apparatus and signals | |
| Michalak et al. | Precise orbit and Earth parameter determination supported by LEO satellites, inter-satellite links and synchronized clocks of a future GNSS | |
| ES2647765T3 (es) | Receptor SBAS mejorado | |
| US20140062765A1 (en) | Systems and methods for solution separation for ground-augmented multi-constellation terminal area navigation and precision approach guidance | |
| ES2344659T3 (es) | Determinacion de un rendimiento predicho de un sistema de navegacion. | |
| US8193979B2 (en) | AGPS server with SBAS aiding information for satellite based receivers | |
| ES2401734T3 (es) | Tratamiento de señales de radionavegación utilizando una combinación widelane | |
| EP1862809A1 (en) | GNSS signal integrity indicator | |
| US20150247931A1 (en) | Locally enhanced gnss wide-area augmentation system | |
| KR102168121B1 (ko) | Dgnss 중파에서 상태 공간 정보를 이용한 항만 항법을 위한 정밀단독측위-실시간 서비스 시스템 | |
| US9562974B2 (en) | Multiple content message base-rover architecture | |
| EP1861728B1 (en) | Laas ground facility sigma monitor | |
| US7110883B1 (en) | Space based augmentation system with hierarchy for determining geographical corrections source | |
| ES2612008T3 (es) | Instalación de vigilancia para un sistema de determinación de posición por satélite aumentado y sistema de determinación de posición por satélite aumentado | |
| CN104950320A (zh) | 一种监视地基增强系统对流层修正参数的方法及系统 | |
| US9903954B1 (en) | Systems and methods for absolute position navigation using pseudolites | |
| Martini et al. | Advanced RAIM architecture design and user algorithm performance in a real GPS, GLONASS and Galileo scenario | |
| JP2020502546A (ja) | 軌道を定義するパラメータ値の有効期間の延長のサポート | |
| Walter et al. | Future architectures to provide aviation integrity | |
| ES2616310T3 (es) | Sistema de aumento de la disponibilidad y de las prestaciones de un sistema de geolocalización por satélite | |
| Lim et al. | Analysis on the multi-constellation SBAS performance of SDCM in Korea | |
| Theil | Autonomous onboard orbit and attitude control of geostationary satellites using pseudolites |