彭旭飞，祖肇梓，朱成阵，祁鸣东

（中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，陕西西安，710065）

关键字：惯性/卫星组合导航；卡尔曼滤波；高斯分布；95%概率误差圆；实际导航性能

0 引言

随着航空产业蓬勃发展，空中交通日益繁忙。为了提高空域利用率并降低飞行成本，国际民航组织提出了基于性能的导航（Performance Based Navigation，PBN）的概念，发布了基于性能导航手册（ICAO 9613）用以规范区域导航的命名、技术标准等[1]。在这一体系下，飞机由传统的依靠地面导航设施逐个导航点向台、背台飞行，转变为实施区域导航（Area Navigation，RNAV），即在导航信号范围内按照优化的航迹进行飞行，从而减少了对陆基导航设施的依赖，提高了空域容量。在RNAV的基础上增加监视和告警功能，即为所需导航性能（Required Navigation Performance，RNP）。传统导航、RNAV、RNP的对比如图1所示[2]。

图1 传统导航、RNAV和RNP

在RNP运行体系下，导航由对特定导航设备的要求转变为对导航系统的性能要求。其中对精度要求为：在至少95%概率下，导航系统的误差不大于RNP规定的门限值[3-4]。因此，为了保证飞机安全飞行，要对其导航系统的性能进行评估,指标为实际导航性能（Actual Navigation Performance,ANP）。

目前飞机主流的导航设施有惯性导航、卫星导航、测距仪、甚高频全向信标等。在RNP精度、完好性、连续性、可用性的相关要求下，单一导航系统无法满足要求，因而常将不同体制的导航系统进行组合。其中惯性导航不需要外来信息，也不向外辐射信息，可自主隐蔽工作，且输出信息齐全，但是其导航误差随时间积累。卫星导航根据接收到的导航信号解算载体的位置速度，长期稳定性好，但是易受干扰和认为控制。……