Page 69 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第10期

2004 武 汉 大 学 学 报 （信 息 科 学 版） 2025 年 10 月

I
式为： 两类信息构成 ［22］ ，一种是高斯项 V q ，可根据正态
I
V q = max(V q ,V q ) k = 1,2,…,N set （15） 分 布 函 数 和 定 位 解 标 准 差 计 算 ，如 V q = K q ⋅
( k )
( 0 )
f ( σ q )，式中 K q 可根据 CDF 函数、所分配的完好
( k )
1.3 可用性保证
性和连续性风险求解；另一种是偏差包络项 V q ，
Ⅱ
鉴于 LPV-200 进近阶段对垂直方向需求强
N set
烈 ［20］ ，后续算例仅围绕垂直维度展开。国际民航 如 V q = | S q，i|b nom，i，旨在将观测域中标称偏差
∑
Ⅱ
( k )
组 织 （international civil aviation organization， i = 1
b nom 最大程度映射至位置域。
ICAO）规定 LPV-200 进近阶段需满足：
Ⅱ
当卫星几何构型和 ISM 信息确定后， V q 可
1） 95% 置信度的精度小于或等于 4 m；
I
2） 99.999% 置信度的有效检验门限小于或 唯一确定，而 V q 中 K q 随着子集对应的完好性风
等于 15 m； 险 或 连 续 性 风 险 变 化 而 变 化 。 传 统 的 MHSS
3） 99.999 99% 置信度下无故障的垂直定位 ARAIM 算法将风险平均分配，然而不同子集所
误差小于或等于 10 m； 应 承 担 的 风 险 存 在 差 异 ，平 均 分 配 可 能 会 降 低
4） 99.999 99% 置信度的垂直告警限值等于
ARAIM 算法的可用性。因此，评估不同子集对
35 m。
完好性和连续性风险的贡献，并探寻一种风险分
通常条件 4）满足时其余条件常满足 ［11］ ，后续
配方法从而缓解保护级计算保守的问题具有重
实验将该条件作为强制条件，即保护级小于告警阈
值 表 明 ARAIM 算 法 提 供 的 LPV-200 进 近 服 务 要的研究价值。
可用。 2.2 风险优化分配思路及流程
DOP 的计算公式为：
2 风险优化分配方法
D DOP = (G W obs G ) -1 （16）
T
q
完 好 性 风 险 和 连 续 性 风 险 作 为 评 估 GNSS 式中， W obs 为当前观测的权阵 ［23］ 。
应 用 所 需 导 航 性 能（required navigation perfor‑ 由式（7）和式（16）可知，DOP 与 σ q 的计算方
( k )
mance， RNP）的两个重要指标，ICAO 已将其量 法相近 ［24］ ，且保护级的高斯项 V q 存在优化空间，
I
化，两者定义分别如下： 其值取决于不同子集定位解的标准差 σ q 及其完
( k )
1）完好性风险是指定位误差超过告警阈值
好性风险和连续性风险。因此，后续通过实验来
且未发出警告的概率，可由漏警率和先验故障率
分析不同 DOP 值的子集对完好性风险和连续性
描述 ［21］ 。
风险的贡献，旨在合理分配风险。
2）连续性风险是指终端在运行过程中检测
2.2.1 完好性风险优化分配
到未计划的告警（中断）信息的概率，包括正确告
该部分实验对最大和最小 DOP 值子集对应
警和错误告警的事件。
的卫星均添加 3 组相同的突变故障，其故障检验
2.1 保护级影响因素
统计量序列如图 1 所示。
由式（13）和式（14）可以看出，保护级主要由

图 1 不同 DOP 值子集对故障检验统计量的影响
Fig. 1 Effect of Different Subsets of DOP Values on Fault Test Statistics