8、北斗卫星导航系统性能提升研究：LEO/INS辅助与ARAIM算法应用

北斗卫星导航系统性能提升研究：LEO/INS辅助与ARAIM算法应用

1. 引言

全球卫星导航系统（GNSS）在民用航空等领域广泛应用，其完整性和连续性对于用户的生命和财产安全至关重要。随着多星座GNSS的发展，冗余卫星数量增加，虽然提升了导航服务性能，但也增加了卫星故障的可能性，导致任务中断和连续性风险上升。因此，如何在保证连续性的同时，最小化完整性性能的牺牲成为关键问题。本文将探讨LEO卫星和惯性导航系统（INS）辅助北斗卫星导航系统（BDS）的性能，以及先进接收机自主完整性监测（ARAIM）算法中关键参数的确定。

2. LEO/INS辅助BDS性能研究

2.1 仿真参数与指标设置

• 星座选择 ：选用北斗三号（BDS - 3）和低地球轨道（LEO）星座。BDS - 3由24颗中地球轨道卫星（MEO）和3颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）组成。LEO星座有两种不同配置，一种是由72颗卫星组成的极地轨道星座，另一种是由144颗卫星组成的星座，其中72颗卫星轨道倾角为55°和86.5°。具体星座配置如下表所示：
  | 星座 | 轨道高度/km | 卫星数量 | 轨道倾角/度 |
  | — | — | — | — |
  | BDS - 3 | 21,528 (MEO)
  35,786 (IGSO) | 27 | 55 |
  | LEO - 场景1 | 1175 | 72 | 86.5 |
  | LEO - 场景2 | 1175 | 144 | 55/86.5 |
• 惯性导航系统 ：选用高精度INS，其