本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，尤其涉及一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法及裝置。

背景技術(shù)：

高級(jí)接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)(advancedreceiverautonomousintegritymonitoring,簡(jiǎn)稱araim)是在接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)(receiverautonomousintegritymonitoring,簡(jiǎn)稱raim)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。araim可根據(jù)接收機(jī)接收到的衛(wèi)星測(cè)量數(shù)據(jù)以及地面完好性支持信息(integritysupportmessage,簡(jiǎn)稱ism)對(duì)飛行器在飛行階段所使用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的可用性進(jìn)行評(píng)估。當(dāng)評(píng)估結(jié)果表明araim不滿足飛行器在飛行階段所需導(dǎo)航性能的完好性要求時(shí)，則需要飛行器在該飛行階段放棄使用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)而采用路基導(dǎo)航設(shè)備。

現(xiàn)有的基于araim的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法包括以下步驟：根據(jù)接收機(jī)接收的衛(wèi)星測(cè)量數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)的ism，分別計(jì)算水平保護(hù)級(jí)(horizontalprotectionlevel,簡(jiǎn)稱hpl)、垂直保護(hù)級(jí)(verticalprotectionlevel,簡(jiǎn)稱vpl)以及有效監(jiān)測(cè)門限(effectivemonitorthreshold,簡(jiǎn)稱emt)，將獲取的hpl、vpl和emt分別與預(yù)設(shè)的hpl閾值、vpl閾值和emt閾值進(jìn)行比對(duì)，并根據(jù)比對(duì)結(jié)果確定評(píng)估結(jié)果。

但是，由于現(xiàn)有的araim僅能根據(jù)在當(dāng)前時(shí)刻接收到的衛(wèi)星測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)前時(shí)刻的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性進(jìn)行評(píng)估，無(wú)法對(duì)當(dāng)前時(shí)刻之后的下一時(shí)刻的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性進(jìn)行評(píng)估，不利于飛行器在進(jìn)行長(zhǎng)距離飛行時(shí)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有的araim無(wú)法對(duì)當(dāng)前時(shí)刻之后的下一時(shí)刻的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性進(jìn)行評(píng)估的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法及裝置。

一方面，本發(fā)明提供的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法包括：

接收各衛(wèi)星在各時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)，所述測(cè)量數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星的位置坐標(biāo)和鐘差，所述各時(shí)刻包括當(dāng)前時(shí)刻及所述當(dāng)前時(shí)刻之前的若干時(shí)刻；

對(duì)所述位置坐標(biāo)和所述鐘差分別進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，獲得各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量；

根據(jù)預(yù)設(shè)的自回歸滑動(dòng)平均模型和預(yù)設(shè)的隨機(jī)噪聲序列參數(shù)、以及所述各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，分別獲得各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量；

根據(jù)所述各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，分別計(jì)算水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限；

將所述水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限分別與預(yù)設(shè)的水平保護(hù)級(jí)閾值、垂直保護(hù)級(jí)閾值以及有效監(jiān)測(cè)門限閾值進(jìn)行比對(duì)，獲取評(píng)估結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述對(duì)所述位置坐標(biāo)和所述鐘差分別進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，獲得各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，包括：

選取任一位置坐標(biāo)或任一鐘差作為待分解參數(shù)，并計(jì)算所述待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值；

計(jì)算所述待分解參數(shù)和所述待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值的差值，獲得第一差值分量；

計(jì)算所述第一差值分量的上下包絡(luò)線均值；

計(jì)算所述第一差值分量與所述第一差值分量的上下包絡(luò)線均值的差值，獲得第二差值分量；

根據(jù)所述第一差值分量和所述第二差值分量的標(biāo)準(zhǔn)差，判斷所述第二差值分量是否為本征模函數(shù)；

若否，則將所述第二差值分量作為待分解參數(shù)，返回執(zhí)行所述計(jì)算所述待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值的步驟；

若是，則將所述第二差值分量作為本征模分量記錄在與所述待分解參數(shù)對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量列表上；計(jì)算所述待分解參數(shù)和所述第二差值分量的差值，獲取冗余分量；若所述冗余分量為單調(diào)函數(shù)或所述冗余分量的幅度小于預(yù)設(shè)的幅度閾值，則將所述模態(tài)分量列表的各本征模分量以及所述冗余分量之和作為與所述任一位置坐標(biāo)或所述任一鐘差對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量，選取下一位置坐標(biāo)或下一鐘差作為待分解參數(shù)，直至獲得全部位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量和全部鐘差對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量；否則，將所述冗余分量作為所述待分解參數(shù)，并返回執(zhí)行所述計(jì)算所述待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值的步驟。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述第一差值分量和所述第二差值分量的標(biāo)準(zhǔn)差，判斷所述第二差值分量是否為本征模函數(shù)，包括：

計(jì)算所述第二差值分量與所述第一差值分量之差，獲得差值；

計(jì)算所述差值的絕對(duì)值的平方與所述第二差值分量的平方之比；

若所述平方之比不超出預(yù)設(shè)的比值區(qū)間，則所述第二差值分量為本征模函數(shù)；否則，所述第二差值分量不為本征模函數(shù)。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的自回歸滑動(dòng)平均模型和預(yù)設(shè)的隨機(jī)噪聲序列參數(shù)、以及所述各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，分別獲得各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，包括：

選取任一衛(wèi)星作為目標(biāo)衛(wèi)星；

分別計(jì)算所述目標(biāo)衛(wèi)星在各時(shí)刻的各位置坐標(biāo)模態(tài)分量與預(yù)設(shè)的時(shí)間序列的乘積，對(duì)各乘積求和并獲得第一乘積之和；將所述第一乘積之和與隨機(jī)噪聲序列參數(shù)之和作為所述目標(biāo)衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量；

分別計(jì)算所述目標(biāo)衛(wèi)星在各時(shí)刻的各鐘差模態(tài)分量與預(yù)設(shè)的時(shí)間序列的乘積，對(duì)各乘積求和并獲得第二乘積之和；將所述第二乘積之和與隨機(jī)噪聲序列參數(shù)之和為所述目標(biāo)衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的鐘差模態(tài)分量；

選取下一衛(wèi)星作為目標(biāo)衛(wèi)星，直至獲取全部衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量。

進(jìn)一步地，在所述根據(jù)所述各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，分別計(jì)算水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限之前，還包括：

根據(jù)各衛(wèi)星在各時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算各衛(wèi)星在各時(shí)刻的用戶誤差，并利用概率約束模型確定所述用戶誤差與各衛(wèi)星的仰角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

相應(yīng)的，所述根據(jù)所述各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，計(jì)算垂直保護(hù)級(jí)，包括：

根據(jù)所述各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量、預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息和所述用戶誤差與各衛(wèi)星的仰角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算獲得垂直保護(hù)級(jí)。

另一方面，本發(fā)明提供的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估裝置，包括：

接收模塊，用于接收各衛(wèi)星在各時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)，所述測(cè)量數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星的位置坐標(biāo)和鐘差，所述各時(shí)刻包括當(dāng)前時(shí)刻及所述當(dāng)前時(shí)刻之前的若干時(shí)刻；

分解模塊，用于對(duì)所述位置坐標(biāo)和所述鐘差分別進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，獲得各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量；

預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的自回歸滑動(dòng)平均模型和預(yù)設(shè)的隨機(jī)噪聲序列參數(shù)、以及所述各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，分別獲得各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量；

保護(hù)級(jí)獲取模塊，用于根據(jù)所述各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，分別計(jì)算水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限；

比對(duì)模塊，用于將所述水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限分別與預(yù)設(shè)的水平保護(hù)級(jí)閾值、垂直保護(hù)級(jí)閾值以及有效監(jiān)測(cè)門限閾值進(jìn)行比對(duì)，獲取評(píng)估結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述分解模塊具體用于：

選取任一位置坐標(biāo)或任一鐘差作為待分解參數(shù)，并計(jì)算所述待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值；

計(jì)算所述待分解參數(shù)和所述待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值的差值，獲得第一差值分量；

計(jì)算所述第一差值分量的上下包絡(luò)線均值；

計(jì)算所述第一差值分量與所述第一差值分量的上下包絡(luò)線均值的差值，獲得第二差值分量；

根據(jù)所述第一差值分量和所述第二差值分量的標(biāo)準(zhǔn)差，判斷所述第二差值分量是否為本征模函數(shù)；

若否，則將所述第二差值分量作為待分解參數(shù)，返回執(zhí)行所述計(jì)算所述待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值的步驟；

若是，則將所述第二差值分量作為本征模分量記錄在與所述待分解參數(shù)對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量列表上；計(jì)算所述待分解參數(shù)和所述第二差值分量的差值，獲取冗余分量；若所述冗余分量為單調(diào)函數(shù)或所述冗余分量的幅度小于預(yù)設(shè)的幅度閾值，則將所述模態(tài)分量列表的各本征模分量以及所述冗余分量之和作為與所述任一位置坐標(biāo)或所述任一鐘差對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量，選取下一位置坐標(biāo)或下一鐘差作為待分解參數(shù)，直至獲得全部位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量和全部鐘差對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量；否則，將所述冗余分量作為所述待分解參數(shù)，并返回執(zhí)行所述計(jì)算所述待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值的步驟。

進(jìn)一步地，所述分解模塊具體用于：

計(jì)算所述第二差值分量與所述第一差值分量之差，獲得差值；

計(jì)算所述差值的絕對(duì)值的平方與所述第二差值分量的平方之比；

若所述平方之比不超出預(yù)設(shè)的比值區(qū)間，則所述第二差值分量為本征模函數(shù)；否則，所述第二差值分量不為本征模函數(shù)。

進(jìn)一步地，所述預(yù)測(cè)模塊具體用于：

選取任一衛(wèi)星作為目標(biāo)衛(wèi)星；

分別計(jì)算所述目標(biāo)衛(wèi)星在各時(shí)刻的各位置坐標(biāo)模態(tài)分量與預(yù)設(shè)的時(shí)間序列的乘積，對(duì)各乘積求和并獲得第一乘積之和；將所述第一乘積之和與隨機(jī)噪聲序列參數(shù)之和作為所述目標(biāo)衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量；

分別計(jì)算所述目標(biāo)衛(wèi)星在各時(shí)刻的各鐘差模態(tài)分量與預(yù)設(shè)的時(shí)間序列的乘積，對(duì)各乘積求和并獲得第二乘積之和；將所述第二乘積之和與隨機(jī)噪聲序列參數(shù)之和為所述目標(biāo)衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的鐘差模態(tài)分量；

選取下一衛(wèi)星作為目標(biāo)衛(wèi)星，直至獲取全部衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量。

進(jìn)一步地，所述評(píng)估裝置還包括：用戶誤差獲取模塊；

所述用戶誤差獲取模塊，用于在所述保護(hù)級(jí)獲取模塊根據(jù)所述各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，分別計(jì)算水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限之前，根據(jù)各衛(wèi)星在各時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算各衛(wèi)星在各時(shí)刻的用戶誤差，并利用概率約束模型確定所述用戶誤差與各衛(wèi)星的仰角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

相應(yīng)的，所述保護(hù)級(jí)獲取模塊，具體用于根據(jù)所述各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量、預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息和所述用戶誤差與各衛(wèi)星的仰角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算獲得垂直保護(hù)級(jí)。

本發(fā)明提供的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法及裝置，接收各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻及所述當(dāng)前時(shí)刻之前的若干時(shí)刻的衛(wèi)星的位置坐標(biāo)和鐘差，對(duì)所述位置坐標(biāo)和所述鐘差分別進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，獲得各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，根據(jù)預(yù)設(shè)的自回歸滑動(dòng)平均模型和預(yù)設(shè)的隨機(jī)噪聲序列參數(shù)、以及所述各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，分別獲得各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，根據(jù)所述各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，分別計(jì)算水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限，將所述水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限分別與預(yù)設(shè)的水平保護(hù)級(jí)閾值、垂直保護(hù)級(jí)閾值以及有效監(jiān)測(cè)門限閾值進(jìn)行比對(duì)，獲取評(píng)估結(jié)果，從而根據(jù)預(yù)測(cè)獲取的各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，進(jìn)而可獲取在當(dāng)前時(shí)刻之后的下一時(shí)刻的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估結(jié)果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的araim無(wú)法對(duì)當(dāng)前時(shí)刻之后的下一時(shí)刻的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性進(jìn)行評(píng)估的技術(shù)問(wèn)題，圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法的流程示意圖。

如圖1所示，本實(shí)施例一提供的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法包括如下步驟：

步驟101、接收各衛(wèi)星在各時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星的位置坐標(biāo)和鐘差，各時(shí)刻包括當(dāng)前時(shí)刻及當(dāng)前時(shí)刻之前的若干時(shí)刻。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例一的執(zhí)行主體可為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估裝置，該評(píng)估裝置具體可為由處理器、存儲(chǔ)器、邏輯電路組、芯片組等物理器件組成的實(shí)體結(jié)構(gòu)。

具體來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明實(shí)施例一中，首先獲取各衛(wèi)星的歷史星歷數(shù)據(jù)，具體來(lái)說(shuō)即接收各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻以及當(dāng)前時(shí)刻之前的若干時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)，其中測(cè)量數(shù)據(jù)具體可包括衛(wèi)星的位置坐標(biāo)和鐘差，其中，這些數(shù)據(jù)的來(lái)源具體可為中國(guó)民用航空局空中交通管理局網(wǎng)站的星歷數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)據(jù)庫(kù)，時(shí)刻間隔則可與測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)量周期保持一致，本發(fā)明對(duì)此不進(jìn)行限制。

步驟102、對(duì)位置坐標(biāo)和鐘差分別進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，獲得各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量。

具體來(lái)說(shuō)，由于獲取的各衛(wèi)星在各時(shí)刻的各位置坐標(biāo)以及各鐘差的數(shù)據(jù)為非線性且非平穩(wěn)的數(shù)據(jù)信號(hào)，因此可采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解對(duì)各位置坐標(biāo)以及各鐘差進(jìn)行處理，從而獲得各位置坐標(biāo)和各鐘差的局部特征信號(hào)，即各位置坐標(biāo)模態(tài)分量和各鐘差模態(tài)分量。

步驟103、根據(jù)預(yù)設(shè)的自回歸滑動(dòng)平均模型和預(yù)設(shè)的隨機(jī)噪聲序列參數(shù)、以及各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，分別獲得各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量。

具體來(lái)說(shuō)，為了獲取各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的包括位置坐標(biāo)信息和鐘差信息，可利用預(yù)設(shè)的自回歸滑動(dòng)平均模型對(duì)每個(gè)衛(wèi)星在各時(shí)刻的各位置坐標(biāo)模態(tài)分量和各鐘差模態(tài)分量分別進(jìn)行處理，并利用預(yù)設(shè)的隨機(jī)噪聲序列參數(shù)對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行修正，從而得到各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量。

步驟104、根據(jù)各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，分別計(jì)算水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限。

步驟105、將水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限分別與預(yù)設(shè)的水平保護(hù)級(jí)閾值、垂直保護(hù)級(jí)閾值以及有效監(jiān)測(cè)門限閾值進(jìn)行比對(duì)，獲取評(píng)估結(jié)果。

具體來(lái)說(shuō)，在步驟104和步驟105中，根據(jù)預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，以及根據(jù)各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻以及當(dāng)前時(shí)刻之前的若干時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)所預(yù)測(cè)獲得的各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差分量，從而可以對(duì)水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果和各閾值，獲取相應(yīng)的評(píng)估結(jié)果。其中,水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限的計(jì)算方式可采用現(xiàn)有技術(shù)中的任意一種計(jì)算方法，而評(píng)估結(jié)果的獲取與閾值的設(shè)定可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況自行獲取，本發(fā)明對(duì)此不進(jìn)行限制。

此外，需要說(shuō)明的是，本發(fā)明提供的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法可應(yīng)用于航班在通航之前對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估，舉例來(lái)說(shuō)，若評(píng)估時(shí)間為2017年6月15日上午9點(diǎn)，此時(shí)能接收獲取的各衛(wèi)星的測(cè)量數(shù)據(jù)具體可為2016年6月15日上午9點(diǎn)至2017年6月15日上午9點(diǎn)這一段時(shí)間內(nèi)的全部測(cè)量數(shù)據(jù)，其中的時(shí)刻間隔假設(shè)為1小時(shí)。航班起飛時(shí)間為2017年6月15日上午10點(diǎn)，落地時(shí)間為2017年6月15日下午1點(diǎn)，為了對(duì)航班飛行階段的衛(wèi)星導(dǎo)航可用性進(jìn)行評(píng)估，可利用獲取的2016年6月15日上午9點(diǎn)至2017年6月15日上午9點(diǎn)這一段時(shí)間內(nèi)的測(cè)量數(shù)據(jù)，首先對(duì)下一時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，即對(duì)各衛(wèi)星在2017年6月15日上午10點(diǎn)的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量進(jìn)行計(jì)算，并獲得在2017年6月15日上午10點(diǎn)的評(píng)估結(jié)果，隨后，可將各衛(wèi)星在2017年6月15日上午10點(diǎn)作為已知數(shù)據(jù)，并利用016年6月15日上午9點(diǎn)至2017年6月15日上午10點(diǎn)這一段時(shí)間的數(shù)據(jù)，計(jì)算各衛(wèi)星在2017年6月15日上午11點(diǎn)的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，并獲得在2017年6月15日上午11點(diǎn)的評(píng)估結(jié)果，以此類推，直至獲取所需的全部時(shí)刻的評(píng)估結(jié)果。因此，本發(fā)明提供的評(píng)估方法可廣泛運(yùn)用于飛行器在各飛行階段的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估和預(yù)測(cè)。

本發(fā)明實(shí)施例一提供的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法，通過(guò)接收各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻及所述當(dāng)前時(shí)刻之前的若干時(shí)刻的衛(wèi)星的位置坐標(biāo)和鐘差，對(duì)所述位置坐標(biāo)和所述鐘差分別進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，獲得各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，根據(jù)預(yù)設(shè)的自回歸滑動(dòng)平均模型和預(yù)設(shè)的隨機(jī)噪聲序列參數(shù)、以及所述各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，分別獲得各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，根據(jù)所述各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，分別計(jì)算水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限，將所述水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限分別與預(yù)設(shè)的水平保護(hù)級(jí)閾值、垂直保護(hù)級(jí)閾值以及有效監(jiān)測(cè)門限閾值進(jìn)行比對(duì)，獲取評(píng)估結(jié)果，從而根據(jù)預(yù)測(cè)獲取的各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，進(jìn)而可獲取在當(dāng)前時(shí)刻之后的下一時(shí)刻的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估結(jié)果。

在圖1所示的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高該評(píng)估方法所獲得的評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確度，圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法的流程示意圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法的流程示意圖。

如圖2所示，本實(shí)施例二提供的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法包括如下步驟：

步驟201、接收各衛(wèi)星在各時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星的位置坐標(biāo)和鐘差，各時(shí)刻包括當(dāng)前時(shí)刻及當(dāng)前時(shí)刻之前的若干時(shí)刻。

在本實(shí)施例二中，衛(wèi)星的位置坐標(biāo)具體可用直角坐標(biāo)系表示，例如可表示為(x，y，z)，而鐘差則可表示為t。

步驟202、選取任一位置坐標(biāo)或任一鐘差作為待分解參數(shù)。

步驟203、計(jì)算待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值。

步驟204、計(jì)算待分解參數(shù)和待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值的差值，獲得第一差值分量。

步驟205、計(jì)算第一差值分量的上下包絡(luò)線均值。

步驟206、計(jì)算第一差值分量與第一差值分量的上下包絡(luò)線均值的差值，獲得第二差值分量。

步驟207、根據(jù)第一差值分量和第二差值分量的標(biāo)準(zhǔn)差，判斷第二差值分量是否為本征模函數(shù)。

若第二差值分量是本征模函數(shù)，則執(zhí)行步驟209；若第二差值分量不是本征模函數(shù)，則執(zhí)行步驟208。

步驟208、將第二差值分量作為待分解參數(shù)，返回執(zhí)行步驟203。

步驟209、將第二差值分量作為本征模分量記錄在與待分解參數(shù)對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量列表上。

步驟210、計(jì)算待分解參數(shù)和第二差值分量的差值，獲取冗余分量。

步驟211、判斷冗余分量是否為單調(diào)函數(shù)。

若冗余分量不為單調(diào)函數(shù)，則執(zhí)行步驟212；若冗余分量為單調(diào)函數(shù)，則執(zhí)行步驟214。

步驟212、判斷冗余分量的幅度是否小于預(yù)設(shè)的幅度閾值。

若冗余分量的幅度不小于預(yù)設(shè)的幅度閾值，則執(zhí)行步驟213；若冗余分量的幅度小于預(yù)設(shè)的幅度閾值，則執(zhí)行步驟214。

步驟213、將冗余分量作為待分解參數(shù)，并返回執(zhí)行步驟203。

步驟214、將模態(tài)分量列表的各本征模分量以及冗余分量之和作為與任一位置坐標(biāo)或任一鐘差對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量。

步驟215、判斷是否獲得全部位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量和全部鐘差對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量。

若沒(méi)有獲得全部位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量和全部鐘差對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量，則執(zhí)行步驟216；若獲得全部位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量和全部鐘差對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量，則執(zhí)行步驟217。

步驟216、選取下一位置坐標(biāo)或下一鐘差作為待分解參數(shù)，并返回執(zhí)行步驟203。

為了進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行描述，對(duì)位置坐標(biāo)和鐘差分別進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，獲得各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量的具體實(shí)現(xiàn)方式可采用步驟202至步驟216的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

具體來(lái)說(shuō)，選取任一位置坐標(biāo)或任一鐘差作為待分解參數(shù)，例如，選取的待分解參數(shù)為t(m,n)，其中，m用于表示第m個(gè)衛(wèi)星，而n用于表示第n時(shí)刻，m和n均為正整數(shù)。也就是說(shuō)，選取出的待分解參數(shù)為第m個(gè)衛(wèi)星在第n時(shí)刻的鐘差。隨后，計(jì)算并獲得t(m,n)的上下包絡(luò)線均值t((m,n),ave)，并獲得第一差值分量t((m,n),dif1),該第一差值分量通過(guò)t((m,n),dif1)＝t(m,n)-t((m,n),ave)獲取。計(jì)算第二插值分量的上下包絡(luò)線均值t(((m,n),dif)，ave),以及第二差值分量t((m,n),dif2)，該第二差值分量通過(guò)t((m,n),dif2)＝t((m,n),dif1)-t(((m,n),dif)，ave)獲取。

判斷第二差值分量是否為本征模函數(shù)，例如，可通過(guò)如下方式進(jìn)行判斷：計(jì)算第二差值分量與第一差值分量之差，獲得差值；計(jì)算差值的絕對(duì)值的平方與第二差值分量的平方之比；若平方之比不超出預(yù)設(shè)的比值區(qū)間，則第二差值分量為本征模函數(shù)；否則，第二差值分量不為本征模函數(shù)。

具體來(lái)說(shuō)，可通過(guò)公式(1)判斷第二差值分量是否為本征模函數(shù)：

其中，t((m,n),dif1)為第一差值分量，t((m,n),dif2)為第二差值分量。

此時(shí)，當(dāng)?shù)诙钪捣至縯((m,n),dif2)不滿足公式(1)，則說(shuō)明該第二差值分量不是本征模函數(shù)，則需要將此時(shí)獲得的t((m,n),dif2)作為待分解參數(shù)，并重復(fù)計(jì)算待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值等的迭代步驟，直至獲取的第二差值分量為本征模函數(shù)。

當(dāng)?shù)诙钪捣至縯((m,n),dif2)滿足公式(1)，則說(shuō)明該第二差值分量是本征模函數(shù)，可將該第二差值分量此時(shí)的表達(dá)式作為第m個(gè)衛(wèi)星在第n時(shí)刻的第1本征模分量t((m,n),imf，1)，記錄在對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量列表上。隨后，計(jì)算獲得冗余分量t((m,n),ref)，該冗余分量通過(guò)t((m,n),ref)＝t(m,n)-t((m,n),dif2)獲取。當(dāng)該冗余分量不為單調(diào)函數(shù)或幅度不小于預(yù)設(shè)的幅度閾值時(shí)，則將該冗余分量作為待分解參數(shù)并重復(fù)計(jì)算待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值等的迭代步驟，直至獲取的冗余分量t((m,n),ref)的為單調(diào)函數(shù)或幅度小于預(yù)設(shè)的幅度閾值。此時(shí)，可得到第m個(gè)衛(wèi)星在第n時(shí)刻的鐘差模態(tài)分量t’(m,n)＝t((m,n),imf，1)+t((m,n),imf，2)+…t((m,n),imf，l)+t((m,n),ref)，其中，l為正整數(shù)，其用于表示模態(tài)分量列表中第m個(gè)衛(wèi)星在第n時(shí)刻的模態(tài)分量列表的鐘差t(m,n)的本征模分量的總個(gè)數(shù)。

重復(fù)上述步驟直至獲取全部位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量和全部鐘差對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量。

步驟217、根據(jù)預(yù)設(shè)的自回歸滑動(dòng)平均模型和預(yù)設(shè)的隨機(jī)噪聲序列參數(shù)、以及各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，分別獲得各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量。

步驟218、根據(jù)各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，分別計(jì)算水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限。

步驟219、將水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限分別與預(yù)設(shè)的水平保護(hù)級(jí)閾值、垂直保護(hù)級(jí)閾值以及有效監(jiān)測(cè)門限閾值進(jìn)行比對(duì)，獲取評(píng)估結(jié)果。

在圖2所示實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)和鐘差進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，從而獲得各衛(wèi)星在各時(shí)刻的全部位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量和全部鐘差對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量，進(jìn)而為后續(xù)的對(duì)各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量的計(jì)算奠定基礎(chǔ)。

在圖2所示實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步闡述本實(shí)施例二提供的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法，如圖3所示，該方法可為：

步驟301、接收各衛(wèi)星在各時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星的位置坐標(biāo)和鐘差，各時(shí)刻包括當(dāng)前時(shí)刻及當(dāng)前時(shí)刻之前的若干時(shí)刻。

步驟302、對(duì)位置坐標(biāo)和鐘差分別進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，獲得各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量。

步驟303、選取任一衛(wèi)星作為目標(biāo)衛(wèi)星。

步驟304、分別計(jì)算目標(biāo)衛(wèi)星在各時(shí)刻的各位置坐標(biāo)模態(tài)分量與預(yù)設(shè)的時(shí)間序列的乘積，對(duì)各乘積求和并獲得第一乘積之和，并將第一乘積之和與隨機(jī)噪聲序列參數(shù)之和作為目標(biāo)衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量。

步驟305、分別計(jì)算目標(biāo)衛(wèi)星在各時(shí)刻的各鐘差模態(tài)分量與預(yù)設(shè)的時(shí)間序列的乘積，對(duì)各乘積求和并獲得第二乘積之和，將第二乘積之和與隨機(jī)噪聲序列參數(shù)之和為目標(biāo)衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的鐘差模態(tài)分量。

步驟306、判斷是否獲取全部衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量。

若沒(méi)有獲取全部衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，則執(zhí)行步驟307；若獲取全部衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，則執(zhí)行步驟308。

步驟307、選取下一衛(wèi)星作為目標(biāo)衛(wèi)星，并返回執(zhí)行步驟304。

其中，對(duì)根據(jù)預(yù)設(shè)的自回歸滑動(dòng)平均模型和預(yù)設(shè)的隨機(jī)噪聲序列參數(shù)、以及各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，分別獲得各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量的具體實(shí)現(xiàn)方式可采用步驟303至步驟307的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

具體來(lái)說(shuō)，在獲取到每一個(gè)衛(wèi)星在每一時(shí)刻的每一個(gè)位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量和每一個(gè)鐘差對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量之后，將利用這些模態(tài)分量預(yù)測(cè)各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的模態(tài)分量。

首先，可選取第m個(gè)衛(wèi)星作為目標(biāo)衛(wèi)星，此時(shí)第m個(gè)衛(wèi)星在第n時(shí)刻(當(dāng)前時(shí)刻)的位置坐標(biāo)模態(tài)分量x′(m,n)可表示為：

x′(m,n)＝x((m,n),imf,1)+x((m,n),imf,2)+…+x((m,n),imf,i)+x((m,n),ref)

其中，i為正整數(shù)，其用于表示模態(tài)分量列表中第m個(gè)衛(wèi)星在第n時(shí)刻的模態(tài)分量列表的位置坐標(biāo)x的模態(tài)分量x(m,n)的本征模分量的總個(gè)數(shù)。

隨后，計(jì)算目標(biāo)衛(wèi)星在各時(shí)刻的各位置坐標(biāo)模態(tài)分量與預(yù)設(shè)的時(shí)間序列的乘積，對(duì)各乘積求和并獲得第一乘積之和，并將第一乘積之和與隨機(jī)噪聲序列參數(shù)之和作為目標(biāo)衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量。

即，第m個(gè)衛(wèi)星在第n+1時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量x′(m,n+1)的表達(dá)式為：

x′(m,n+1)＝α(m,1)x′(m,1)+α(m,2)x′(m,2)+…+α(m,n)x′(m,n)+θ

其中，α(m,n)為第m個(gè)衛(wèi)星在第n時(shí)刻的時(shí)間序列，θ為隨機(jī)噪聲序列參數(shù)。

類似的，計(jì)算獲得第m個(gè)衛(wèi)星在第n+1時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量y′(m,n+1)的表達(dá)式：

y′(m,n+1)＝α(m,1)y′(m,1)+α(m,2)y′(m,2)+…+α(m,n)y′(m,n)+θ；

第m個(gè)衛(wèi)星在第n+1時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量z′(m,n+1)的表達(dá)式:

z′(m,n+1)＝α(m，1)z′(m，1)+α(m，2)z′(m，2)+…+α(m，n)z′(m，n)+θ；

第m個(gè)衛(wèi)星在第n+1時(shí)刻的鐘差模態(tài)分量t′(m，n+1)的表達(dá)式:

t′(m,n+1)＝α(m,1)t′(m,1)+α(m,2)t′(m,2)+…+α(m,n)t′(m,n)+θ。

此時(shí)，已經(jīng)獲取到第m個(gè)衛(wèi)星在第n+1時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，選取下一衛(wèi)星作為目標(biāo)衛(wèi)星，并重復(fù)上述過(guò)程直至獲取全部衛(wèi)星在第n+1時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量。

步驟308、根據(jù)各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，分別計(jì)算水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限。

步驟309、將水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限分別與預(yù)設(shè)的水平保護(hù)級(jí)閾值、垂直保護(hù)級(jí)閾值以及有效監(jiān)測(cè)門限閾值進(jìn)行比對(duì)，獲取評(píng)估結(jié)果。

具體來(lái)說(shuō)，在步驟308和步驟309中，根據(jù)預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，以及根據(jù)各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻以及當(dāng)前時(shí)刻之前的若干時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)所預(yù)測(cè)獲得的各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差分量，從而可以對(duì)水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果和各閾值，獲取相應(yīng)的評(píng)估結(jié)果。其中,水平保護(hù)級(jí)hpl、垂直保護(hù)級(jí)vpl以及有效監(jiān)測(cè)門限emt的計(jì)算方式可采用現(xiàn)有技術(shù)中的任意一種計(jì)算方法。在本發(fā)明實(shí)施例二中，當(dāng)hpl小于40米，且vpl小于35米且emt小于等于15米時(shí)，評(píng)估結(jié)果為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用，否則，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)則為不可用。

此外，需要進(jìn)一步說(shuō)明的是，本發(fā)明提供的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法可應(yīng)用于航班在通航之前對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估，舉例來(lái)說(shuō)，若評(píng)估時(shí)間為2017年6月15日上午9點(diǎn)，此時(shí)能接收獲取的各衛(wèi)星的測(cè)量數(shù)據(jù)具體可為2016年6月15日上午9點(diǎn)至2017年6月15日上午9點(diǎn)這一段時(shí)間內(nèi)的全部測(cè)量數(shù)據(jù)，其中的時(shí)刻間隔假設(shè)為1小時(shí)。航班起飛時(shí)間為2017年6月15日上午10點(diǎn)，落地時(shí)間為2017年6月15日下午1點(diǎn)，為了對(duì)航班飛行階段的衛(wèi)星導(dǎo)航可用性進(jìn)行評(píng)估，可利用獲取的2016年6月15日上午9點(diǎn)至2017年6月15日上午9點(diǎn)這一段時(shí)間內(nèi)的測(cè)量數(shù)據(jù)，首先對(duì)下一時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，即對(duì)各衛(wèi)星在2017年6月15日上午10點(diǎn)的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量進(jìn)行計(jì)算，并獲得在2017年6月15日上午10點(diǎn)的評(píng)估結(jié)果，隨后，可將各衛(wèi)星在2017年6月15日上午10點(diǎn)作為已知數(shù)據(jù)，并利用2016年6月15日上午9點(diǎn)至2017年6月15日上午10點(diǎn)這一段時(shí)間的數(shù)據(jù)，計(jì)算各衛(wèi)星在2017年6月15日上午11點(diǎn)的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，并獲得在2017年6月15日上午11點(diǎn)的評(píng)估結(jié)果，以此類推，直至獲取所需的全部時(shí)刻的評(píng)估結(jié)果。

此外，隨著時(shí)刻的推移，還可不斷的更新獲取的評(píng)估結(jié)果，以使航班可獲得最新以及最精準(zhǔn)的評(píng)估結(jié)果：若評(píng)估時(shí)間為2017年6月15日上午11點(diǎn)，

為了進(jìn)一步提高評(píng)估結(jié)果的精準(zhǔn)度，還可在航班起飛之后，即2017年6月15日上午10點(diǎn)的這一時(shí)刻，此時(shí)能接收獲取的各衛(wèi)星的測(cè)量數(shù)據(jù)具體可為2016年6月15日上午9點(diǎn)至2017年6月15日上午10點(diǎn)這一段時(shí)間內(nèi)的全部測(cè)量數(shù)據(jù)，其中的時(shí)刻間隔假設(shè)為1小時(shí)。航班起飛時(shí)間為2017年6月15日上午10點(diǎn)，落地時(shí)間為2017年6月15日下午1點(diǎn)，此時(shí)，可根據(jù)本發(fā)明提供的評(píng)估方法獲得在2017年6月15日上午11點(diǎn)的評(píng)估結(jié)果，并直接對(duì)在2017年6月15日上午9點(diǎn)時(shí)所獲得的2017年6月15日上午11點(diǎn)的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行替換，從而保證航班可接收到最準(zhǔn)確的評(píng)估結(jié)果。因此，本發(fā)明提供的評(píng)估方法可廣泛運(yùn)用于飛行器在各飛行階段的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估和預(yù)測(cè)。

優(yōu)選地，上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高計(jì)算獲得的垂直保護(hù)級(jí)的準(zhǔn)確度，并預(yù)測(cè)得到更貼合真實(shí)情況的評(píng)估結(jié)果，本發(fā)明在執(zhí)行步驟308之前，還可包括：根據(jù)各衛(wèi)星在各時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算各衛(wèi)星在各時(shí)刻的用戶誤差，并利用概率約束模型確定所述用戶誤差與各衛(wèi)星的仰角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。相應(yīng)的，步驟308中的根據(jù)各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，計(jì)算垂直保護(hù)級(jí)，則具體包括：根據(jù)各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量、預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息和用戶誤差與各衛(wèi)星的仰角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算獲得垂直保護(hù)級(jí)。

進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，在現(xiàn)有對(duì)垂直保護(hù)級(jí)的計(jì)算過(guò)程中，其一般會(huì)采用人工統(tǒng)計(jì)的方式，利用經(jīng)驗(yàn)值獲取一用戶誤差與各衛(wèi)星的仰角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在利用各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息計(jì)算垂直保護(hù)級(jí)。而在本實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高獲取的垂直保護(hù)級(jí)的精準(zhǔn)度，可按照現(xiàn)有的方式根據(jù)各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量計(jì)算獲得總誤差，該總誤差可理解為預(yù)測(cè)獲取的位置和鐘差數(shù)據(jù)的可信度，即誤差越小，預(yù)測(cè)所獲取的數(shù)據(jù)可信度越高，其數(shù)據(jù)約接近真實(shí)數(shù)據(jù)。具體來(lái)說(shuō)，獲得的該總誤差具體可包括電離層誤差、對(duì)流層誤差和用戶誤差，其中，該用戶誤差具體指由多徑、接收機(jī)噪聲引起的誤差。由于電離層誤差和對(duì)流層誤差可通過(guò)衛(wèi)星星歷計(jì)算得到，因此，可根據(jù)總誤差和電離層誤差、對(duì)流層誤差計(jì)算獲得用戶誤差。

隨后，將各用戶誤差代入以各衛(wèi)星的仰角作為變量的概率約束模型，利用預(yù)設(shè)的概率約束條件對(duì)該概率約束模型進(jìn)行處理，獲得概率約束模型的最優(yōu)解，以得到完整的概率約束模型。利用完整的概率約束模型和各衛(wèi)星的仰角，計(jì)算獲得在每個(gè)衛(wèi)星的仰角時(shí)的用戶誤差及對(duì)應(yīng)關(guān)系，該獲取的對(duì)應(yīng)關(guān)系可用于對(duì)下一次的垂直保護(hù)級(jí)的計(jì)算。

本發(fā)明實(shí)施例二提供的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估方法在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，還通過(guò)迭代運(yùn)算的方式，使得計(jì)算獲得的各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量更加精準(zhǔn)，進(jìn)而提高了在當(dāng)前時(shí)刻之后的下一時(shí)刻的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確度。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例三提供的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估裝置，包括：

接收模塊10，用于接收各衛(wèi)星在各時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星的位置坐標(biāo)和鐘差，各時(shí)刻包括當(dāng)前時(shí)刻及當(dāng)前時(shí)刻之前的若干時(shí)刻。

分解模塊20，用于對(duì)位置坐標(biāo)和鐘差分別進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，獲得各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量。

預(yù)測(cè)模塊30，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的自回歸滑動(dòng)平均模型和預(yù)設(shè)的隨機(jī)噪聲序列參數(shù)、以及各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，分別獲得各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量。

保護(hù)級(jí)獲取模塊40，用于根據(jù)各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，分別計(jì)算水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限。

比對(duì)模塊50，用于將水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限分別與預(yù)設(shè)的水平保護(hù)級(jí)閾值、垂直保護(hù)級(jí)閾值以及有效監(jiān)測(cè)門限閾值進(jìn)行比對(duì)，獲取評(píng)估結(jié)果。

優(yōu)選地，分解模塊20具體用于：選取任一位置坐標(biāo)或任一鐘差作為待分解參數(shù)，并計(jì)算待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值；計(jì)算待分解參數(shù)和待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值的差值，獲得第一差值分量；計(jì)算第一差值分量的上下包絡(luò)線均值；計(jì)算第一差值分量與第一差值分量的上下包絡(luò)線均值的差值，獲得第二差值分量；根據(jù)第一差值分量和第二差值分量的標(biāo)準(zhǔn)差，判斷第二差值分量是否為本征模函數(shù)；若否，則將第二差值分量作為待分解參數(shù)，返回執(zhí)行計(jì)算待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值的步驟；若是，則將第二差值分量作為本征模分量記錄在與待分解參數(shù)對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量列表上；計(jì)算待分解參數(shù)和第二差值分量的差值，獲取冗余分量；若冗余分量為單調(diào)函數(shù)或冗余分量的幅度小于預(yù)設(shè)的幅度閾值，則將模態(tài)分量列表的各本征模分量以及冗余分量之和作為與任一位置坐標(biāo)或任一鐘差對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量，選取下一位置坐標(biāo)或下一鐘差作為待分解參數(shù)，直至獲得全部位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量和全部鐘差對(duì)應(yīng)的模態(tài)分量；否則，將冗余分量作為待分解參數(shù)，并返回執(zhí)行計(jì)算待分解參數(shù)的上下包絡(luò)線均值的步驟。

優(yōu)選地，分解模塊20具體用于：計(jì)算第二差值分量與第一差值分量之差，獲得差值；計(jì)算差值的絕對(duì)值的平方與第二差值分量的平方之比；若平方之比不超出預(yù)設(shè)的比值區(qū)間，則第二差值分量為本征模函數(shù)；否則，第二差值分量不為本征模函數(shù)。

優(yōu)選地，預(yù)測(cè)模塊30具體用于：選取任一衛(wèi)星作為目標(biāo)衛(wèi)星；分別計(jì)算目標(biāo)衛(wèi)星在各時(shí)刻的各位置坐標(biāo)模態(tài)分量與預(yù)設(shè)的時(shí)間序列的乘積，對(duì)各乘積求和并獲得第一乘積之和；將第一乘積之和與隨機(jī)噪聲序列參數(shù)之和作為目標(biāo)衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量；分別計(jì)算目標(biāo)衛(wèi)星在各時(shí)刻的各鐘差模態(tài)分量與預(yù)設(shè)的時(shí)間序列的乘積，對(duì)各乘積求和并獲得第二乘積之和；將第二乘積之和與隨機(jī)噪聲序列參數(shù)之和為目標(biāo)衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的鐘差模態(tài)分量；選取下一衛(wèi)星作為目標(biāo)衛(wèi)星，直至獲取全部衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量。

優(yōu)選地，評(píng)估裝置還包括：用戶誤差獲取模塊；用戶誤差獲取模塊，用于在保護(hù)級(jí)獲取模塊根據(jù)各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，分別計(jì)算水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限之前，根據(jù)各衛(wèi)星在各時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算各衛(wèi)星在各時(shí)刻的用戶誤差，并利用概率約束模型確定用戶誤差與各衛(wèi)星的仰角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。相應(yīng)的，保護(hù)級(jí)獲取模塊40，具體用于根據(jù)各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量、預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息和用戶誤差與各衛(wèi)星的仰角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算獲得垂直保護(hù)級(jí)。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例三提供的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估裝置，通過(guò)接收各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻及所述當(dāng)前時(shí)刻之前的若干時(shí)刻的衛(wèi)星的位置坐標(biāo)和鐘差，對(duì)所述位置坐標(biāo)和所述鐘差分別進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，獲得各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，根據(jù)預(yù)設(shè)的自回歸滑動(dòng)平均模型和預(yù)設(shè)的隨機(jī)噪聲序列參數(shù)、以及所述各衛(wèi)星在各時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，分別獲得各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，根據(jù)所述各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量以及預(yù)設(shè)的地面完好性支持信息，分別計(jì)算水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限，將所述水平保護(hù)級(jí)、垂直保護(hù)級(jí)以及有效監(jiān)測(cè)門限分別與預(yù)設(shè)的水平保護(hù)級(jí)閾值、垂直保護(hù)級(jí)閾值以及有效監(jiān)測(cè)門限閾值進(jìn)行比對(duì)，獲取評(píng)估結(jié)果，從而根據(jù)預(yù)測(cè)獲取的各衛(wèi)星在當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的位置坐標(biāo)模態(tài)分量和鐘差模態(tài)分量，進(jìn)而可獲取在當(dāng)前時(shí)刻之后的下一時(shí)刻的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的評(píng)估結(jié)果。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：rom、ram、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。