[发明专利]雷达高度计的完整性监视

说明书

提供了用于雷达高度计完整性监视的方法。一个方法包括在用于交通工具的地固地心（ECEF）坐标系中获得一个或多个GNSS测量或一个或多个混合式GNSS/INS测量；从一个或多个雷达高度计获得一个或多个高度测量；使用地形图和具有确保完整性的基于GNSS或混合式GNSS/INS的位置估计将高度测量变换到ECEF坐标系中；基于变换的高度测量和GNSS或混合式GNSS/INS测量来确定用于交通工具的位置的全解估计；基于变换的高度测量的子集和GNSS或混合式GNSS/INS测量来确定位置的一个或多个子解估计；使用统计分析来比较全解估计与子解估计；以及基于危险误导信息的概率和错误检测的概率来确定高度保护级。

技术领域

本发明涉及一种雷达高度计，并且特别地涉及雷达高度计的完整性监视。

背景技术

雷达高度计是通过发射无线电信号并接收信号从地形表面的反射来测量地形之上的高度的飞行器传感器。雷达高度计测量的高度是在各种飞行阶段（包括进场和着陆）期间被飞行员和机载系统（例如，自动驾驶系统）使用的一条重要信息。

当前，飞行器通常装备有多个雷达高度计。通常，处理来自所有雷达高度计的测量（例如，相互比较）并将结果得到的高度的值提供给机载系统和飞行员。然而，该高度是在没有关于其准确度或完整性（integrity）的任何信息的情况下提供的，这限制了雷达高度计测量在与更加自主的飞行器有关的设想应用中的利用。

由基于全球导航卫星系统（GNSS）的导航系统或基于混合式全球导航卫星系统和惯性导航系统（GNSS/INS）的导航系统提供的相对于GNSS卫星的可能故障的导航信息（水平和垂直位置）的准确度和完整性自从基于GNSS导航系统的出现以来已经被解决。然而，由利用雷达高度计的导航系统提供的相对于雷达高度计的可能故障的导航信息的准确度和完整性尚未被解决（address）。

发明内容

提供了用于雷达高度计完整性监视的方法。一个方法包括在用于交通工具的地心地固（ECEF）坐标系中获得一个或多个全球导航卫星系统（GNSS）测量或一个或多个混合式GNSS/惯性导航系统（INS）测量；从交通工具上的一个或多个雷达高度计获得一个或多个高度测量；使用地形图和具有确保完整性的基于GNSS或混合式GNSS/INS的位置估计将一个或多个高度测量变换到ECEF坐标系中；基于已变换的一个或多个高度测量以及一个或多个GNSS或混合式GNSS/INS测量来确定用于交通工具的位置的全解估计（full solutionestimate）；基于已变换的一个或多个高度测量的子集以及一个或多个GNSS或混合式GNSS/INS测量来确定用于交通工具的位置的一个或多个子解估计；使用统计分析来将全解估计与一个或多个子解估计（sub-solution estimate）相比较；以及基于危险误导信息的概率和错误检测的概率来确定用于交通工具的高度保护级（altitude protection level）。

附图说明

根据参考附图的下面的描述，本发明的特征对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。理解了附图仅仅描述典型实施例且因此不被视为在范围方面是限制性的，将通过使用附图以附加的特征和细节来描述本发明，在所述附图中：

图1是根据一个实施例的导航系统的框图，其可以实现交通工具中的雷达高度计完整性监视；

图2是用于实现用于交通工具的集中式雷达高度计完整性监视的方法的流程图；

图3是图示出用于实现用于交通工具的集中式雷达高度计完整性监视的示例性架构的示意图；

图4是用于实现用于交通工具的并行雷达高度计完整性监视的方法的流程图；

图5是图示出用于实现用于交通工具的并行雷达高度计完整性监视的示例性架构的框图；

图6是用于并行雷达高度计完整性监视的高度特性的示例性计算的图形表示；