[发明专利]一种多模式接收机地基增强技术装置及处理方法

权利要求书

1.一种多模式接收机地基增强技术装置，其特征在于：

所述多模式接收机地基增强技术装置，包括GNSS接收组件、VDB接收组件、GLS处理组件和接口处理组件；

所述GNSS接收组件接收GNSS(GPS、BDS、GALILEO多系统)卫星导航信号数据、SBAS增强信号数据并输出至GLS处理组件；

所述VDB接收组件接收GBAS增强信号数据并输出至GLS处理组件；

所述GLS处理组件对接收到的GNSS接收组件数据和VDB接收组件数据进行解析，使用GNSS导航数据并结合GBAS增强信号数据和SBAS增强信号数据进行GBAS模式和SBAS模式GPSL1/L2频率、BD B1/B2频率、GALILEO E1/E5a频率单/双频差分定位导航解算；依据接口处理组件发送的工作模式选择命令和波道选择控制命令进行着陆引导计算，着陆引导计算包括偏置计算、保护级计算和导航性能监测；将导航解算和着陆引导计算的结果打包发送至接口处理组件；

所述接口处理组件将导航、着陆引导数据转换成总线信号、音响模拟量输出信号；接收来自总线和离散控制线发出的工作模式选择命令、波道选择控制命令，并将命令转换传送GLS处理组件。

2.一种利用权利要求1所述多模式接收机地基增强技术装置的处理方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤1：GNSS接收组件模块完成卫星导航信号和SBAS增强信号的捕获，并将信号数据输出至GLS处理组件；

步骤2：VDB接收组件接收解调GBAS增强信号，并将信号数据传送给GLS处理组件；

步骤3：GLS处理组件解析卫星导航信号数据、SBAS增强信号数据和GBAS增强信号数据，使用卫星导航信号数据结合SBAS增强信号数据进行SBAS模式下单频双频多卫星系统差分定位解算；使用卫星导航信号数据结合GBAS增强信号数据进行单频双频多卫星系统差分位置解算；

步骤4：GLS处理组件依据接口处理组件工作模式选择命令、波道选择控制命令确定进近跑道位置，使用步骤3)位置解算结果计算相对跑道位置的进近引导偏置计算、保护级计算和导航性能监测，最终产生着陆引导输出；

步骤5：GLS处理组件将步骤3)和步骤4)的计算的导航解算和着陆引导计算结果输出至接口处理组件；

步骤6：接口处理组件将步骤5)结果转换成总线信号、音响模拟量输出信号。

3.根据权利要求2所述的一种多模式接收机地基增强技术装置的处理方法，其特征在于：

步骤1：GNSS、VDB数据接收解析；

GNSS接收组件实时接收卫星导航信号和SBAS增强信号，GLS处理组件将卫星导航信号解析为GPS、BDS、GALILE卫星系统的星历数据、历书数据，解析为BDS B1/B2频率、GPS L1/L5频率和GALILEO E1/E5a频率伪距信息，将SBAS增强信号解析为SBAS增强电文数据；

VDB组件接收实时GBAS增强信号，GLS处理组件将收到的GBAS增强信号数据，解析为TYPE1、TYPE2、TYPE4、TYPE11类电文；

步骤2：GBAS模式下定位解算；

根据步骤1解析出的每个卫星系统的双频伪距信息进行载波相位的周跳探测，并进行DFree、IFree平滑滤波，根据平滑滤波后的伪距信息以及卫星的星历数据计算卫星的仰角、方位角，符合仰角大于5度的卫星用于后续计算；结合GBAS增强数据中的TYPE1、TYPE11报文，筛选出适用于差分定位算法的卫星子集，使用TYPE1、TYPE11给出的差分校正信息校正用于差分定位算法的卫星的伪距信息，完成GBAS模式下差分定位解算，并计算三维速度(正东、正北和上方)、水平保护级和水平及垂直质量因数；

步骤3：SBAS模式下定位解算；

解算分为单频SBAS定位解算和双频SBAS定位解算；其中单频SBAS定位解算根据步骤1解析出的每个卫星系统的单频伪距信息，对载波相位的周跳探测，并应用载波相位对伪距进行平滑；使用SBAS增强电文，应用电离层格网改正数进行几何内插，计算出和卫星之间的电离层穿透点处的电离层垂直延迟值；使用UNB3模型解算出伪距的对流层误差修正值；用单频完好性参数计算得出每颗卫星的加权参数，组成加权矩阵，进行SBAS模式下的差分定位解算，并计算三维速度(正东、正北和上方)；

双频SBAS定位解算与单频载波不同在于应用DFree算法对伪距进行平滑；

步骤4：进近引导参数计算；

GLS处理模块接收接口处理组件输出的工作模式选择命令，以确定当前使用的工作模式；

GBAS模式下，根据接收接口处理组件输出波道号，在GBAS增强数据中的TYPE4报文中选取当前进近机场跑道信息，使用步骤2)的定位解算结果以及跑道信息计算进近引导所需的偏置量(水平偏置、俯仰偏置)、到跑道入口点距离；使用GBAS增强电文中的TYPE1、TYPE2电文及步骤2)的定位解算结果计算两个完好性参数VPL和LPL；进行VDB报文的有效性检测、卫星几何分布检测、地面连续性完好性检测、监测VPL和LPL值是否超过门限、偏差进近监测、参考接收机故障监测，以监测当前进近引导是否满足CAT III类要求；若满足CAT III类进近要求，标记当前提供的是CAT III类进近，并输出偏置量、偏置有效标记、到跑道入口点距离；当满足不了CAT III类进行要求时，进行VDB报文的有效性检测、监测VPL和LPL值是否超过门限，并检测当前状态是否满足CAT I类进近要求，如果满足CAT I类进近要求，主动降为CAT-I类，标记当前提供的是CAT I类进近，并输出偏置量、偏置有效标记、到跑道入口点距离；如不满足CAT I类进近要求，表明当前不能提供进近，输出偏置量、偏置无效标记、到跑道入口点距离；

SBAS模式计算根据接收接口处理组件输出波道号在数据库中下查找当前进近机场跑道信息，使用步骤3)的定位解算结果以及跑道信息计算进近引导所需的偏置量(水平偏置、俯仰偏置)、到跑道入口点距离；使用SBAS增强电文以及步骤3)的定位解算结果计算两个完好性参数VPL和LPL；当SBAS健康卫星数量满足要求，且VPL和LPL没有超过门限，表明当前能够提供进近，输出偏置量、偏置有效、到跑道入口点距离；否则输出偏置量、偏置无效、到跑道入口点距离；

步骤5：结果输出；

GLS处理模块根据当前工作模式将步骤3)或步骤4)的差分定位结果以及步骤4)的进近参数发送至接口处理组件，接口处理组件将以上数据果转换成总线信号、音响模拟量输出信号输出至其它机载系统。