● 摘要
随着民航运输业的发展，对空中交通的安全性也提出更高的要求。在整个飞行过程中，进近阶段的事故率最高，如何保障进近阶段的飞行安全性对民用航空有重要的意义。目前，国内外就如何将GPS应用至航空做了广泛的研究，针对飞行进近阶段提出了局域增强系统（Local Area Augmentation System, LAAS）。但由于完好性需求不能保证，从而不能将GPS用于主用导航手段。本文主要针对目前局域增强系统的完好性不足，对现有完好性算法的快速性和小故障漏检率等方面进行了改进。本文首先介绍对局域增强系统中完好性的定义以及完好性监测的工作原理和系统构成进行了详细的介绍，并设计了局域增强系统中质量监测算法的处理流程。本文针对当前的完好性监测算法难以检测较小误差等情况，提出将改进的DCUSUM算法应用于完好性监测算法中，通过对误差的时间积累提高相应对小误差的响应概率，同时缩短小故障下该算法的响应速度。通过理论分析可知，DCUSUM算法理论上在小故障的条件下，检测速度比通用CUSUM算法提高一倍。同时本文将DCUSUM算法应用到信号质量监测中，通过该算法实时对接收机接收的信噪比进行统计监测，通过受控及失效分析，DCUSUM算法能够对信号信噪比存在的偏移有效的检测，并较普通CUSUM算法性能有较大提高。其次，本文针对当前综合判断逻辑只根据观测量给出的告警结果判断系统是否可用，而无法给出故障源的情况，对现有的多种完好性监测算法针对不同的故障源进行了分类，通过不同的完好性监测算法的组合来判断故障源是否存在。在理论分析的基础上，本文按照多接收机单观测量及单接收机多观测量等情况对算法进行移植应用。针对星钟误差和电离层梯度误差等两种故障源进行仿真验证。通过受控状态和失控状态下算法的性能分析可以看出：在相同阈值标准下，观测量统计算法能够快速，有效给出故障源告警的信息，同时能够对单个观测量无法检测的小故障进行告警。