Page 73 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第10期

2008 武 汉 大 学 学 报 （信 息 科 学 版） 2025 年 10 月

表 3 不同风险分配方法对应的实验统计结果
Table 3 Experimental Statistics Results Corresponding to Different Risk Allocation Methods
BDS BDS/GPS
测站
V nom /m V mid /m V opt /m E mid /% E opt /% V nom /m V mid /m V opt /m E mid /% E opt /%
BRST 21.1 19.8 19.4 6.2 8.1 8.4 8.0 8.0 4.8 4.8
KRGG 13.1 12.2 12.1 6.9 7.6 7.8 7.4 7.4 5.1 5.1
KOUR 22.9 21.6 21.2 5.7 7.4 9.4 8.8 8.7 6.4 7.4
MOBS 12.2 11.4 11.3 6.6 7.4 7.7 7.3 7.3 5.2 2.5
NKLG 20.0 18.8 18.6 6.0 7.0 9.0 8.4 8.3 6.7 7.8
RGDG 47.2 44.8 42.5 5.1 10.0 8.8 8.3 8.3 5.7 5.7
SGOC 8.0 7.7 7.7 3.8 3.8 6.6 6.3 6.3 4.5 4.5
THU2 23.5 21.9 21.6 6.8 8.1 11.1 10.5 10.5 5.4 5.4
ULAB 10.5 9.8 9.6 6.7 8.6 6.9 6.5 6.5 5.8 5.8
YEL2 19.7 18.4 18.2 6.6 7.6 9.4 8.8 8.8 6.4 6.4
均值 19.8 18.6 18.2 6.0 7.5 8.5 8.0 8.0 5.6 5.8

BDS/GPS 的保护级均有不同程度的改善，其中， 方法同样适用于动态场景，可满足动态用户对高
BDS 的 保 护 级 平 均 改 善 率 为 7.5%，优 于 BDS/ 可靠导航定位的需求。
GPS，这是因为 ARAIM 算法取决于卫星数及其 3.3 全球预测
观测几何结构 ，可视卫星数越多，其卫星观测几 在采用静态和动态实测数据分析风险优化
［9］
何结构较好，各子集的保护级相对集中，进而导 分配方法的基础上，将全球按照 3 ×3 的格网间
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致风险分配方法对保护级影响效果降低。此外， 隔进行划分，通过仿真来评估全球范围内 BDS 和
相较半区间搜索法，本文所提风险优化分配方法 BDS/GPS 的保护级改善幅度。在此过程中，设
对保护级改善率更优，优化后保护级均可包络位 置不同截止高度角来调整卫星观测几何结构，并
置误差，且未出现完好性风险事件。 分析其对风险优化分配方法的影响。本节实验
3.2 动态场景 所设定截止高度角有 10 、15 、20 和 25 ，所提方法
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本节实验采用车载动态和航空实测数据验 对 BDS 和 BDS/GPS 组 合 的 保 护 级 改 善 效 果 分
证风险优化分配方法的有效性和适用性。考虑 别如图 10 和图 11 所示。
到跑车试验场附近存在基准站，后续将实时动态 为更好地量化分析不同截止高度角在全球
差 分（real-time kinematic， RTK）固 定 解 视 为 真 范围内保护级的改善幅度，将全球划分为亚太和
值，进而绘制定位误差。考虑到斯坦福图能较好 非 亚 太 地 区 ，其 中 ，亚 太 地 区 的 格 网 范 围 为
［6］
呈现保护级、定位误差和告警阈值的几何关系 ， 70 E—140 E，60 S—60 N，统计结果见表 4。
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且 直 观 反 映 完 好 性 风 险 和 ARAIM 算 法 的 可 用 由图 10、11 和表 4 可知，风险优化分配方法
性，为此该部分绘制斯坦福图来分析保护级优化 对应保护级改善幅度较为明显，且随着截止高度
后的效果。车载动态和航空实测数据的实验结 角增加而递增，在一定程度上缓解保护级计算保
果分别见图 8 和图 9。 守的问题。然而不同系统及区域的保护级优化
由图 8 可知，风险优化分配方法对应的保护 效果存在差异，对于不同卫星系统而言，本文所
级序列在包络定位误差的基础上，有效降低保护 提方法对单 BDS 的改善效果优于 BDS/GPS，以
级，经统计 BDS 和 BDS/GPS 对应保护级改善率 亚太地区为例，两者对应保护级的平均改善幅度
分 别 为 11.6% 和 10.3%，且 未 触 发 漏 警 事 件 ，即 分别为 1.0 m 和 0.6 m。在不同区域范围内，所提
相较于平均分配方法，风险优化分配可紧致包络 方法对非亚太地区的优化幅度高于亚太地区，单
定位误差。考虑到该组航空飞行数据无基准值， BDS 在两区域内保护级的平均优化幅度分别为
此处采用文献［5］的方法估计其定位误差。从图 9 3.6 m 和 1.0 m。上述现象是由于 BDS/GPS 组合
中也可以看出，航空数据的保护级改善效果较为 情形下卫星观测几何结构较好，导致所提方法的
明显，BDS 对应的保护级改善率达 8.8%，BDS/ 保护级改善效果不明显，该结论可与上文实测结
GPS 为 6.0%。从上述现象可知，风险优化分配 果相互印证。