孙 颢, 石潇竹, 刘海颖, 李 贺

(1.南京航空航天大学航天学院, 江苏 南京 210016;2.空中交通管理系统与技术国家重点实验室, 江苏 南京 210016)

0 引 言

全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)的地基增强系统(ground based augmentation system, GBAS)为每个可见星提供测距误差校正信息[1],这些校正极大地提高了飞机的定位精度,并支持精密进近和着陆操作[2]。为了进行完好性监测,GBAS使用包络模型方法计算每个可见星的测距误差的包络值[3]和保护级(protection level, PL)[4],PL是与给定完好性级别相关的GBAS定位误差的范围[5]。

GBAS测距误差是各种分布不同的误差源的混合,被国际民航组织和航空无线电技术委员会定义为无偏的高斯分布并建议采用高斯误差包络理论[6]。测距误差的混合意味着GBAS误差的实际分布会显示出比高斯分布更厚的尾部[7]。为了确保实际测距误差的尾部包络,必须膨胀高斯边界的标准差[8]。因此,使用高斯包络理论计算的PL非常保守,降低了GBAS系统的可用性[9]。

近年来已经发现稳定分布在处理厚尾分布信号,例如风能预测、地震子波估计等过程中可以准确表征厚尾分布,但是对于GBAS系统使用稳定分布来描述误差还鲜有研究,因此研究稳定分布的适用性以解决GBAS中的高斯包络问题有重要意义[10]。

在本文中,将使用仿真数据及设计实验所得的数据对稳定分布包络理论进行评估。结果表明,两参数稳定包络理论精确地描述了测距误差的“厚尾性”,四参数稳定包络理论解决了测距误差的“不对称性”“非零均值”等问题。

1 高斯包络模型的PL计算

在GBAS系统中,根据误差的不同来源,将差分定位的误差分为两类:来自参考接收机的误差和来自用户端的误差[11]。……