基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法和裝置與流程
2023-05-09 05:21:01 4
本發明涉及衛星導航技術，尤其涉及一種基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法和裝置。
背景技術：
：全球導航衛星系統(GlobalNavigationSatelliteSystem，簡稱：GNSS)通過衛星系統為用戶提供高精度的導航服務。隨著民用航空使用GNSS的精密導航進入快速發展和應用階段，民用航空對於導航精度和完好性等性能的要求的逐漸提高，GNSS除了包括核心導航衛星星座之外，還包括衛星導航增強系統。其中，衛星導航增強系統是為提升民航運行的完好性，滿足民航應用安全需求而產生的衛星導航增強技術的具體實現。地基增強系統(Ground-BasedAugmentationSystems，簡稱：GBAS)是衛星導航增強系統的一種，GBAS通過導航星座內的衛星實現導航定位，GBAS對GNSS進行差分校正和完好性監測，以提供安裝機場周邊大約23海裡半徑範圍內的導航和精密進近服務。現有技術中，由於單頻單星座GBAS會產生的差分殘餘電離層誤差，實際應用中多使用多頻多星座GBAS進行導航定位，即，使用多個星座中不同頻率上的多個衛星共同實現導航定位，使得GBAS導航定位時衛星的數目增多，改善了GBAS的星座結構，提高了GBAS的性能。採用現有技術，當多頻多星座GBAS內衛星達到一定數目後，GBAS性能不會繼續改善，反而會引入更大的非標稱對流層誤差，降低了定位精度。技術實現要素：本發明提供基於非標稱對流層誤差的多星座地基增強系統(Ground-BasedAugmentationSystems，簡稱：GBAS)選星方法和裝置，通過確定GBAS中一定的衛星數目，降低了GBAS中的非標稱對流層誤差，從而提高了定位精度。本發明提供一種基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法，包括：獲取第一衛星子集，所述第一衛星子集包括所述GBAS可見的N顆衛星，所述N為大於1的整數；根據第一參數和第二參數確定第二衛星子集中衛星的個數M，所述第一參數為包絡標稱對流層下定位域誤差的垂直保護級，所述第二參數為包絡非標稱對流層誤差的垂直保護級，所述M為大於等於1的整數，且所述M小於等於所述N；根據所述第一衛星子集中每顆衛星的非標稱對流層誤差對所述第一衛星子集中的衛星進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集；根據所述第二衛星子集和所述第三衛星子集獲取目標衛星子集，所述目標衛星子集中包含M個衛星，其中，M-1個衛星與所述第二衛星子集中的衛星相同和1個衛星與所述第三衛星子集中的衛星相同，所述目標衛星子集為垂直保護級VPL最大的衛星子集。在本發明一實施例中，所述根據所述第一衛星子集中每顆衛星的非標稱對流層誤差對所述第一衛星子集中的衛星進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集，包括：獲取所述第一衛星子集中每顆衛星的包絡非標稱對流層誤差的膨脹Sigma值，並將所述第一衛星子集中的衛星根據所述膨脹Sigma值由小到大進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集。在本發明一實施例中，所述獲取所述第一衛星子集中每顆衛星的包絡非標稱對流層誤差的膨脹Sigma值，並將所述第一衛星子集中的衛星根據所述膨脹Sigma值由小到大進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集，包括：獲取所述第一衛星子集中每顆衛星的包絡非標稱對流層誤差μi，其中，μi＝TCnon-trop＝TCa-TCg，TCa為機載端的對流層延遲，TCg為地面站的對流層延遲；獲取所述μi的估計值其中獲取所述μi的膨脹Sigma值σnon-nom-trop，其中Kffmd是無故障漏檢倍數，N為所述第一子集中衛星數目，θ為衛星的高度角；根據所述σnon-nom-trop對所述第一衛星子集中的衛星由小到大進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集。在本發明一實施例中，所述根據第一參數和第二參數確定第二衛星子集中衛星的個數M，包括：獲取所述第一衛星子集的VPL記為VPLnon-total；去掉所述第一衛星子集中k顆衛星後，所述k為大於零的整數，且所述k小於所述N，再次獲取所述第一衛星子集的VPL記為VPLnon，並獲取所述第一衛星子集去掉的k顆衛星的VPL增量ΔVPLk，ΔVPLk＝VPLnon,k-VPLnon-total，其中，I為參與獲取所述VPL的衛星數目，Kffmd是無故障漏檢倍數，Sv，i是第i顆衛星的幾何矩陣的垂直分量，σi是第i顆衛星的誤差源標準差；確定使所述ΔVPLk最小時k的取值；改變所述第一衛星子集中衛星數目，從k顆開始增加j顆衛星，並獲取增加j顆衛星之後的所述第一參數的降幅與所述第二參數的增幅，所述第一參數的降幅表示為ΔVPLnon,j＝VPLnon-before,j-VPLnon-after,j，所述第二參數的增幅表示為ΔVPLbias,j，ΔVPLbias,j＝VPLbias-before,j-VPLbias-after,j，其中，具體地，I為參與獲取所述VPL的衛星數目，Sv，i是第i顆衛星的幾何矩陣的垂直分量，μi是第i顆衛星的包絡非標稱對流層誤差，j為增加的衛星數目，所述j為整數，且j＝1…(N-k)，N為所述第一子集中衛星數目。VPLnon-before,j和VPLbias-before,j為增加k顆衛星之前的所述第一參數的降幅和所述第二參數的增幅，VPLnon-after,j和VPLbias-after,j為增加k顆衛星之後的所述第一參數的降幅和所述第二參數的增幅；確定所述第一參數降幅和所述第二參數增幅之差最小時，所述第二衛星子集中衛星的個數M，其中，M＝k+j。在本發明一實施例中，所述獲取目標衛星子集，所述目標衛星子集中包括M-1個所述第二衛星子集中的衛星和1個所述第三衛星子集中的衛星，包括：獲取所述第二衛星子集初始的VPL值記為VPLideal1-original，選取所述第三衛星子集中的第m顆衛星，從第二衛星子集中的最後一顆衛星開始，依次替換第二衛星子集中的第n顆衛星，其中n＝1…M，並獲取替換之後的VPL，記為VPLideal1,m,n；獲取替換前後的VPL變化值ΔVPLchanged,m,n，並找出使得所述ΔVPLchanged,m,n最大時的衛星，進而將該衛星與所述第三衛星子集中的第m顆衛星交換位置；若M個ΔVPLchanged,m,n都為負值，則不交換位置，其中，ΔVPLchanged,m,n＝VPLideal1-original-VPLideal1,m,n；將所述VPL最大時的M-1個所述第二衛星子集中的衛星和1個所述第三衛星子集中的衛星組成所述目標衛星子集，所述目標衛星子集為包括M個衛星時垂直保護級VPL最大的衛星子集。本發明提供一種基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星裝置，包括：獲取模塊，所述獲取模塊用於獲取第一衛星子集，所述第一衛星子集包括所述GBAS可見的N顆衛星，所述N為大於1的整數；處理模塊，所述處理模塊用於根據第一參數和第二參數確定第二衛星子集中衛星的個數M，所述第一參數為包絡標稱對流層下定位域誤差的垂直保護級，所述第二參數為包絡非標稱對流層誤差的垂直保護級，所述M為大於等於1的整數，且所述M小於等於所述N；排序模塊，所述排序模塊用於根據所述第一衛星子集中每顆衛星的非標稱對流層誤差對所述第一衛星子集中的衛星進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集；選擇模塊，所述選擇模塊用於根據所述第二衛星子集和所述第三衛星子集獲取目標衛星子集，所述目標衛星子集中包含M個衛星，其中，M-1個衛星與所述第二衛星子集中的衛星相同和1個衛星與所述第三衛星子集中的衛星相同，所述目標衛星子集為垂直保護級VPL最大的衛星子集。在本發明一實施例中，所述排序模塊具體用於獲取所述第一衛星子集中每顆衛星的包絡非標稱對流層誤差的膨脹Sigma值，並將所述第一衛星子集中的衛星根據所述膨脹Sigma值由小到大進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集。在本發明一實施例中，所述排序模塊具體用於，獲取所述第一衛星子集中每顆衛星的包絡非標稱對流層誤差μi，其中，μi＝TCnon-trop＝TCa-TCg，TCa為機載端的對流層延遲，TCg為地面站的對流層延遲；獲取所述μi的估計值其中獲取所述μi的膨脹Sigma值σnon-nom-trop，其中Kffmd是無故障漏檢倍數，N為所述第一子集中衛星數目，θ為衛星的高度角；根據所述σnon-nom-trop對所述第一衛星子集中的衛星由小到大進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集。在本發明一實施例中，所述處理模塊具體用於，獲取所述第一衛星子集的VPL記為VPLnon-total；去掉所述第一衛星子集中k顆衛星後，所述k為大於零的整數，且所述k小於所述N，再次獲取所述第一衛星子集的VPL記為VPLnon，並獲取所述第一衛星子集去掉的k顆衛星的VPL增量ΔVPLk，ΔVPLk＝VPLnon,k-VPLnon-total，其中，I為參與獲取所述VPL的衛星數目，Kffmd是無故障漏檢倍數，Sv，i是第i顆衛星的幾何矩陣的垂直分量，σi是第i顆衛星的誤差源標準差；確定使所述ΔVPLk最小時k的取值；改變所述第一衛星子集中衛星數目，從k顆開始增加j顆衛星，並獲取增加j顆衛星之後的所述第一參數的降幅與所述第二參數的增幅，所述第一參數的降幅表示為ΔVPLnon,j＝VPLnon-before,j-VPLnon-after,j，所述第二參數的增幅表示為ΔVPLbias,j，ΔVPLbias,j＝VPLbias-before,j-VPLbias-after,j，其中，具體地，I為參與獲取所述VPL的衛星數目，Sv，i是第i顆衛星的幾何矩陣的垂直分量，μi是第i顆衛星的包絡非標稱對流層誤差，j為增加的衛星數目，所述j為整數，且j＝1…(N-k)，N為所述第一子集中衛星數目。VPLnon-before,j和VPLbias-before,j為增加k顆衛星之前的所述第一參數的降幅和所述第二參數的增幅，VPLnon-after,j和VPLbias-after,j為增加k顆衛星之後的所述第一參數的降幅和所述第二參數的增幅；確定所述第一參數降幅和所述第二參數增幅之差最小時，所述第二衛星子集中衛星的個數M，其中，M＝k+j。在本發明一實施例中，所述選擇模塊具體用於，獲取所述第二衛星子集初始的VPL值記為VPLideal1-original，選取所述第三衛星子集中的第m顆衛星，從第二衛星子集中的最後一顆衛星開始，依次替換第二衛星子集中的第n顆衛星，其中n＝1…M，並獲取替換之後的VPL，記為VPLideal1,m,n；獲取替換前後的VPL變化值ΔVPLchanged,m,n，並找出使得所述ΔVPLchanged,m,n最大時的衛星，進而將該衛星與所述第三衛星子集中的第m顆衛星交換位置；若M個ΔVPLchanged,m,n都為負值，則不交換位置，其中，ΔVPLchanged,m,n＝VPLideal1-original-VPLideal1,m,n；將所述VPL最大時的M-1個所述第二衛星子集中的衛星和1個所述第三衛星子集中的衛星組成所述目標衛星子集，所述目標衛星子集為包括M個衛星時垂直保護級VPL最大的衛星子集。本發明提供一種基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法和裝置，包括：獲取第一衛星子集；根據第一參數和第二參數確定第二衛星子集中衛星的個數，第一參數為包絡標稱對流層下定位域誤差的垂直保護級，第二參數為包絡非標稱對流層誤差的垂直保護級；根據第一衛星子集中每顆衛星的非標稱對流層誤差對第一衛星子集中的衛星進行排序，將前M顆衛星放入第二衛星子集，將後N-M顆衛星放入第三衛星子集；根據第二衛星子集和第三衛星子集獲取目標衛星子集，目標衛星子集為垂直保護級VPL最大的衛星子集。本發明提供的基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法和裝置，通過確定GBAS中一定的衛星數目，降低了GBAS中的非標稱對流層誤差，從而提高了定位精度。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法實施例一的流程示意圖；圖2為本發明基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法實施例二的流程示意圖；圖3為本發明基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法實施例三的流程示意圖；圖4為本發明基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法實施例四的流程示意圖；圖5為本發明基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星裝置實施例的結構示意圖。具體實施方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語「第一」、「第二」、「第三」、「第四」等(如果存在)是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這裡描述的本發明的實施例例如能夠以除了在這裡圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語「包括」和「具有」以及他們的任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限於清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對於這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。下面以具體地實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。下面這幾個具體的實施例可以相互結合，對於相同或相似的概念或過程可能在某些實施例不再贅述。圖1為本發明基於非標稱對流層誤差的多星座地基增強系統(Ground-BasedAugmentationSystems，簡稱：GBAS)選星方法實施例一的流程示意圖。如圖1所示，本實施例基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法包括如下步驟：S101：獲取第一衛星子集，第一衛星子集包括GBAS可見的N顆衛星，N為大於1的整數。具體地，GBAS可見的衛星包括多個星座中的衛星。首先，GBAS接收導航衛星的電文、星曆、飛機的信息和地面站的信息。隨後，根據已知的參考站坐標解算其在地固地心直角坐標系(Earth-Centered，Earth-Fixed，簡稱：ECEF)坐標系下的坐標，根據ECEF解算出飛機在ECEF下的坐標，並計算出不同時刻可見衛星數、可見衛星高度角和衛星在ECEF下的坐標。可選地，S101還包括：存儲第一衛星子集中所有衛星的電文、星曆、飛機的信息和地面站的信息。S102：根據第一參數和第二參數確定第二衛星子集中衛星的個數M，第一參數為包絡標稱對流層下定位域誤差的垂直保護級，第二參數為包絡非標稱對流層誤差的垂直保護級，M為大於等於1的整數，且M小於等於N。具體地，由於GBAS內衛星達到一定數目後，GBAS性能不會繼續改善，反而會引入更大的非標稱對流層誤差，因此，在S102中，確定第二衛星子集中衛星的個數M，以降低第二衛星子集的非標稱對流層誤差，其中，第二衛星子集中的衛星均從第一衛星子集中選擇，具體選擇方式見S103。第一參數為包絡標稱對流層下定位域誤差的垂直保護級，記為VPLnon，並通過獲取VPLnon。公式1中，I為參與獲取VPL的衛星數目，Kffmd是無故障漏檢倍數，Sv，i是第i顆衛星幾何矩陣的垂直分量，σi是誤差源標準差。第二參數為包絡非標稱對流層誤差的垂直保護級，記為VPLbias，並通過獲取VPLbias。公式2中，I為參與獲取VPL的衛星數目，Kffmd是無故障漏檢倍數，Sv，i是第i顆衛星幾何矩陣的垂直分量，μi是第i顆衛星的包絡非標稱對流層誤差。可選地，圖3為本發明基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法實施例三的流程示意圖。如圖3所示，圖3為S102一種可能的實現方式，包括：S301：獲取第一衛星子集的VPLnon記為VPLnon-total。S302：去掉第一衛星子集中k顆衛星後，k為大於零的整數，且k小於N，再次獲取第一衛星子集的VPL記為VPLnon，k，並獲取第一衛星子集去掉的k顆衛星的VPLnon的增量記為ΔVPLk，ΔVPLk＝VPLnon,k-VPLnon-total，其中，S303中的ΔVPLnon,j由上述公式計算，其中j僅為表示第二參數增幅時所用參數，並無實際計算意義，I為參與獲取VPL的衛星數目，Kffmd是無故障漏檢倍數，Sv，i是第i顆衛星幾何矩陣的垂直分量，σi是誤差源標準差。S303：確定使ΔVPLk最小時k的取值。S304：改變第一衛星子集中衛星數目，從k顆開始增加j顆衛星，並獲取增加j顆衛星之後的第一參數的降幅與第二參數的增幅，第一參數的降幅表示為ΔVPLnon,j，並通過ΔVPLnon,j＝VPLnon-before,j-VPLnon-after,j——公式3計算，第二參數的增幅表示為ΔVPLbias,j，並通過ΔVPLbias,j＝VPLbias-before,j-VPLbias-after,j——公式4計算，其中，由上述公式計算，其中j僅為表示第二參數增幅時所用參數，並無實際計算意義，具體地，I為參與獲取VPL的衛星數目，Sv，i是第i顆衛星幾何矩陣的垂直分量，μi是第i顆衛星的包絡非標稱對流層誤差，j為增加的衛星數目，j為整數，且j＝1…(N-k)，N為第一子集中衛星數目。VPLnon-before,j和VPLbias-before,j為增加k顆衛星之前的第一參數的降幅和第二參數的增幅，VPLnon-after,j和VPLbias-after,j為增加k顆衛星之後的第一參數的降幅和第二參數的增幅。S305：確定第一參數降幅和第二參數增幅之差最小時，第二衛星子集中衛星的個數M，其中，M＝k+j。即確定S304中ΔVPLnon,j和ΔVPLbias,j之差最小時，將j和k相加，得到第二衛星子集中衛星的個數M。S103：根據第一衛星子集中每顆衛星的非標稱對流層誤差對第一衛星子集中的衛星進行排序，將前M顆衛星放入第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集。具體地，由於包絡非標稱對流層誤差膨脹的Sigma值越大，VPL增量越大，本步驟S103中，為了保持GBAS的完好性，需要在GBAS中剔除上述Sigma值較大的衛星。因此，S103一種可能的實現方式為：獲取所述第一衛星子集中每顆衛星的包絡非標稱對流層誤差的膨脹Sigma值，並將所述第一衛星子集中的衛星根據所述膨脹Sigma值由小到大進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集。例如，圖2為本發明基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法實施例二的流程示意圖。如圖2所示的實施例為S103一種實施例，如圖2所示，S103包括：S201：獲取第一衛星子集的包絡非標稱對流層誤差μi，其中，μi＝TCnon-trop＝TCa-TCg，TCa為機載端的對流層延遲，TCg為地面站的對流層延遲。具體地，通過μi＝TCnon-trop＝TCa-TCg——公式5計算第一衛星子集的包絡非標稱對流層誤差μi。其中，TCa和TCg通過對流層模型計算。S202：獲取μi的估計值其中，具體地，根據分段線性偏差法解算包絡非標稱對流層誤差的估計值其中，用到如下公式：S203：獲取μi的膨脹Sigma值σnon-nom-trop，其中Kffmd是無故障漏檢倍數，N為第一子集中衛星數目。具體地，通過計算μi的膨脹Sigma值σnon-nom-trop。S204：根據σnon-nom-trop對第一衛星子集中的衛星由小到大進行排序，將前M顆衛星放入第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集。具體地，將第一衛星子集中的所有衛星根據每顆衛星的μi的膨脹Sigma值σnon-nom-trop按由小到大的升序排列，根據S102中確定的第二衛星子集中衛星的個數M，將前M顆衛星放入第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集。S104：根據第二衛星子集和第三衛星子集獲取目標衛星子集，目標衛星子集中包含M個衛星，其中，M-1衛星與第二衛星子集中的衛星相同和1個衛星與第三衛星子集中的衛星相同，目標衛星子集為垂直保護級VPL最大的衛星子集。具體地，為了根據第二衛星子集得到VPL最大的目標衛星子集，將第三衛星子集中的最後一顆衛星開始，用第三衛星子集中的衛星依次替換第二衛星子集中的衛星，選出使得第二衛星子集替換衛星後VPL最大時的目標子集，當第三衛星子集中的最後一顆衛星替換第二衛星子集中的第一顆衛星後，且沒有發現使VPL更大的衛星子集後，用最終的目標衛星子集計算VPL。例如，圖4為本發明基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法實施例四的流程示意圖。如圖4所示的流程為S104一種可能的實現方式，如圖4所示，本實施例中S104包括：S401：選取第三衛星子集中的第m顆衛星，從第二衛星子集中的最後一顆衛星開始，依次替換第二衛星子集中的第n顆衛星，其中n＝1…M，並獲取替換之後的VPL，記為VPLideal1,m,n。S402：獲取替換前後的VPL變化值ΔVPLchanged,m,n，並找出使得ΔVPLchanged,m,n最大時的衛星，進而將該衛星與第三衛星子集中的第m顆衛星交換位置；若M個ΔVPLchanged,m,n都為負值，則不交換位置，其中，ΔVPLchanged,m,n＝VPLideal1-original-VPLideal1,m,n——公式8其中，VPLideal1-original為最初第二衛星子集的VPL值。例如：假設第二衛星子集中包括5顆衛星，記為{1，2，3，4，5}，第三衛星子集中包括4顆衛星，記為{6，7，8，9}，則計算最初第二衛星子集的{1，2，3，4，5}的VPL值記為VPLideal1-original，隨後將第三衛星子集中的{6，7，8，9}依次替換第二衛星子集中的{5}、{4}、{3}、{2}和{1}，計算替換後的第二衛星子集的VPL值，記為VPLideal1,m,n。獲取替換前後的VPL變化值ΔVPLchanged,m,n，並找出使得ΔVPLchanged,m,n最大時的衛星。S403：將VPL最大時的M-1個第二衛星子集中的衛星和1個第三衛星子集中的衛星組成目標衛星子集，目標衛星子集為包括M個衛星時垂直保護級VPL最大的衛星子集。本實施例提供一種基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法，包括：獲取第一衛星子集；根據第一參數和第二參數確定第二衛星子集中衛星的個數，第一參數為包絡標稱對流層下定位域誤差的垂直保護級，第二參數為包絡非標稱對流層誤差的垂直保護級；根據第一衛星子集中每顆衛星的非標稱對流層誤差對第一衛星子集中的衛星進行排序，將前M顆衛星放入第二衛星子集，將後N-M顆衛星放入第三衛星子集；根據第二衛星子集和第三衛星子集獲取目標衛星子集，目標衛星子集為垂直保護級VPL最大的衛星子集。本實施例提供的基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法，通過確定GBAS中一定的衛星數目，降低了GBAS中的非標稱對流層誤差，從而提高了定位精度。可選地，在上述各實施例中，得到VPL最大的目標衛星子集後，還包括：評估GBAS的完好性。具體地，評估GBAS的完好性包括如下步驟：S501：獲取S104中得到的目標衛星子集，並獲取S101中得到的第一衛星子集中所有衛星的電文、星曆、飛機的信息和地面站的信息。S502：獲取目標衛星子集中每顆衛星膨脹的電離層誤差標準差。S503：獲取目標衛星子集中每顆衛星膨脹的誤差源標準差。具體地，S502和S503中的參數由如下步驟獲取：S601：接收地面子系統傳輸的折射不準確度和電文中的對流層高度接收h0。S602：根據飛機和參考站的位置，獲取飛機在GBAS參考點上的高度S603：根據衛星、飛機和參考站的坐標，獲取衛星的高度角θi。S604：通過表1所示的參數和公式9獲取偽距域校正誤差標準差σgnd,i。表1其中，M為參考接收機數目，a0、a1、a2和θ0之間的對應關係如表1所示。S605：獲取機載誤差標準差σair,i。具體地，其中，不同性能的用戶接收機對應的參數如表2所示：表2類型θ0(度)a0(米)a1(米)A19.60.160.23B27.70.07410.18S606：獲取對流層誤差標準差σtropo,i，具體地，S607：獲取電離層誤差標準差，具體地，σiono,i＝Fpp×σvig×(xair+2τvair)——公式12其中，Fpp表示誤差從垂直到傾斜方向的轉換因子，σvig表示垂直電離層梯度，一般設定為4mm/km，Re表示地球半徑，hI表示電離層高度，一般約為350km，θi表示衛星的高度角，τ表示濾波時間，vair表示飛機的水平速度，2τvair表示在一個濾波間隔內，飛機穿過電離層梯度時，電離層梯度引起的碼載波誤差。倍數2是因為梯度對偽距和載波相位測量值的影響是相反方向。S608：根據S203獲取μi的膨脹Sigma值σnon-nom-trop，其中，σiono-inflated,i＝Fpp,i×σvig-inflated,i×(xair+2τvair)——公式14S609：獲取誤差源標準差，其中，H0狀態下：H1狀態下：其中，σi表示誤差源標準差，σgnd,i、σair,i、σtropo,i和σiono,i分別對應為偽距域校正誤差標準差、機載誤差標準差、對流層誤差標準差和電離層誤差標準差，其中M表示參考接收機數目。S610：獲取膨脹的誤差源標準差，其中，H0狀態下：H1狀態下：S504：獲取機載端的VPL。具體地，通過VPL＝max(VPLH0,VPLH1)——公式20其中，GBAS進近服務類型GASTC下：Dv＝0；GBAS進近服務類型GASTD下：Dv為30秒濾波定位解算與100秒濾波定位解差值的垂向分量Bi，其中，乘積因子Kffmd和Kmd被設為6.673和3.7，kB表示站配置參數，在5和6之間，一般設定為5.6，M為接收機數目。S505：比較目標衛星子集的VPL和告警限VPL。若目標衛星子集的VPL小於垂直告警限VPL，則系統正常運行，若目標衛星子集的VPL大於垂直告警限VPL，則系統報警。圖5為本發明基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星裝置實施例的結構示意圖。如圖5所示，本實施例基於非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星裝置包括：獲取模塊501、處理模塊502、排序模塊503和選擇模塊504。其中，獲取模塊501用於獲取第一衛星子集，第一衛星子集包括GBAS可見的N顆衛星，N為大於1的整數。處理模塊502用於根據第一參數和第二參數確定第二衛星子集中衛星的個數M，第一參數為包絡標稱對流層下定位域誤差的垂直保護級，第二參數為包絡非標稱對流層誤差的垂直保護級，M為大於等於1的整數，且M小於等於N。排序模塊503用於根據第一衛星子集中每顆衛星的非標稱對流層誤差對第一衛星子集中的衛星進行排序，將前M顆衛星放入第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集。選擇模塊504用於根據第二衛星子集和第三衛星子集獲取目標衛星子集，目標衛星子集中包含M個衛星，其中，M-1衛星與第二衛星子集中的衛星相同和1個衛星與第三衛星子集中的衛星相同，目標衛星子集為垂直保護級VPL最大的衛星子集。本實施例的裝置對應地可用於執行圖1所示方法實施例的技術方案，其實現原理和技術效果類似，此處不再贅述。可選地，在上述實施例中，排序模塊503具體用於獲取第一衛星子集中每顆衛星的包絡非標稱對流層誤差的膨脹Sigma值，並將第一衛星子集中的衛星根據膨脹Sigma值由小到大進行排序，將前M顆衛星放入第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集。進一步地，排序模塊503具體用於獲取第一衛星子集的包絡非標稱對流層誤差μi，其中，μi＝TCnon-trop＝TCa-TCg，TCa為機載端的對流層延遲，TCg為地面站的對流層延遲；獲取μi的估計值其中獲取μi的膨脹Sigma值σnon-nom-trop，其中Kffmd是無故障漏檢倍數，N為第一子集中衛星數目；根據σnon-nom-trop對第一衛星子集中的衛星由小到大進行排序，將前M顆衛星放入第二衛星子集，後N-M顆衛星放入第三衛星子集。本實施例的裝置對應地可用於執行圖2所示方法實施例的技術方案，其實現原理和技術效果類似，此處不再贅述。可選地，在上述實施例中，處理模塊502具體用於獲取所述第一衛星子集的VPL記為VPLnon-total；去掉所述第一衛星子集中k顆衛星後，所述k為大於零的整數，且所述k小於所述N，再次獲取所述第一衛星子集的VPL記為VPLnon，i，並獲取所述第一衛星子集去掉的k顆衛星的VPL增量ΔVPLk＝VPLnon,k-VPLnon-total，其中，I為參與獲取VPL的衛星數目，Kffmd是無故障漏檢倍數，Sv，i是第i顆衛星幾何矩陣的垂直分量，σi是誤差源標準差；確定使所述ΔVPLk最小時k的取值；改變所述第一衛星子集中衛星數目，從k顆開始增加j顆衛星，並獲取增加j顆衛星之後的所述第一參數的降幅與所述第二參數的增幅，所述第一參數的降幅表示為ΔVPLnon,j＝VPLnon-before,j-VPLnon-after,j，所述第二參數的增幅表示為ΔVPLbias,j＝VPLbias-before,j-VPLbias-after,j，其中，具體地，I為參與獲取VPL的衛星數目，Sv，i是第i顆衛星幾何矩陣的垂直分量，μi為包絡非標稱對流層誤差，j為增加的衛星數目，所述j為整數，且j＝1…(N-k)，N為所述第一子集中衛星數目。VPLnon-before,j和VPLbias-before,j為增加k顆衛星之前的所述第一參數的降幅和所述第二參數的增幅，VPLnon-after,j和VPLbias-after,j為增加k顆衛星之後的所述第一參數的降幅和所述第二參數的增幅；確定所述第一參數降幅和所述第二參數增幅之差最小時，所述第二衛星子集中衛星的個數M，其中，M＝k+j。本實施例的裝置對應地可用於執行圖3所示方法實施例的技術方案，其實現原理和技術效果類似，此處不再贅述。可選地，在上述實施例中，選擇模塊504具體用於選取所述第三衛星子集中的第m顆衛星，從第二衛星子集中的最後一顆衛星開始，依次替換第二衛星子集中的第n顆衛星，其中n＝1…M，並獲取替換之後的VPL，記為VPLideal1,m,n；獲取替換前後的VPL變化值ΔVPLchanged,m,n，並找出使得所述ΔVPLchanged,m,n最大時的衛星，進而將該衛星與所述第三衛星子集中的第m顆衛星交換位置；若M個ΔVPLchanged,m,n都為負值，則不交換位置，其中，ΔVPLchanged,m,n＝VPLideal1-original-VPLideal1,m,n；將所述VPL最大時的M-1個所述第二衛星子集中的衛星和1個所述第三衛星子集中的衛星組成所述目標衛星子集，所述目標衛星子集為包括M個衛星時垂直保護級VPL最大的衛星子集。本實施例的裝置對應地可用於執行圖4所示方法實施例的技術方案，其實現原理和技術效果類似，此處不再贅述。本領域普通技術人員可以理解：實現上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成。前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中。該程序在執行時，執行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：ROM、RAM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。當前第1頁1 2 3