СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДОСТОВЕРНОСТИ ИНФОРМАЦИИ, ПРИНИМАЕМОЙ НАВИГАЦИОННОЙ АППАРАТУРОЙ ПОТРЕБИТЕЛЯ ВОЗДУШНОГО СУДНА Российский патент 2025 года по МПК G01S19/20 G01S5/14 G01S19/09 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании и модернизации средств контроля целостности навигационного поля глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в части, касающейся контроля достоверности информации, принимаемой навигационной аппаратурой потребителя (НАП) воздушного судна (ВС).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу (прототипом) является способ контроля достоверности информации, принимаемой НАП ВС (см., например, патент на изобретение № 2804397 от 29.09.2023), заключающийся в том, что на стороне наземной стационарной локальной контрольно-корректирующей станции (ЛККС), имеющей заранее точно определенные координаты своей дислокации в заданной прямоугольной системе координат (ПСК) OXYZ, определяют моменты времени передачи дополнительных информационных посылок (ДИП), где I - число ДИП, передаваемый на протяжении полета ВС, формируют и передают по радиоканалу в моменты ДИП содержащие значения и х₀, на борту ВС взаимодействующего с ЛККС на протяжении полета ВС принимают и обрабатывают спутниковые сигналы (СС) от каждой j-й ГНСС с помощью НАП, где J - число действующих ГНСС, формируют для каждого j значения пространственных координат ВС в ПСК OXYZ с использованием информации, содержащейся в СС j-й ГНСС, принимают ДИП V_m и фиксируют моменты времени t_Пр.m их приема, где , М - число принятых ДИП на протяжении полета ВС, М ≤ I, с использованием момента времени t_Пр.2 приема второй ДИП и заданного интервала времени между контрольными моментами времени определяют очередной контрольный момент времени , определяют из совокупности моментов времени приема ДИП для момента соответствующий ему момент времени приема ДИП, определяют из совокупности принятых ДИП {V_m} для момента соответствующую ему ДИП , содержащую момент времени передачи данной ДИП и значения х₀, с использованием значений и х₀ определяют базовую оценку расстояния между ВС и ЛККС на момент для каждого j, где - значения пространственных координат ВС в ПСК OXYZ на момент, сформированные с использованием информации, содержащейся в СС j-й ГНСС, с использованием значений , и Δ_Доп определяют значение индикатора наличия ДИП, где Δ_Доп - допустимый временной интервал (ДВИ), , - в интервале на момент имеется принятая ДИП, - в интервале Δ_Доп на момент отсутствует принятая ДИП, если определено значение , то с использованием значений и определяют контрольную оценку расстояния между ВС и ЛККС на момент , если j-й модуль разности базовой и контрольной оценок превышает заданное пороговое значение h, то формируют решение о недостоверности информации принимаемой НАП от спутников j-й ГНСС на момент , в противном случае формируют решение о достоверности информации принимаемой НАП от спутников j-й ГНСС на момент если определено значение , то с использованием значения J определяют минимальное число К первичных пар (ПП) ГНСС, с использованием значений k и J определяют номера k1(k) и k2(k) первых и вторых ГНСС соответственно для каждой k-й ГШ, где определяют значения абсолютных невязок между значениями пространственных координат ВС, сформированными НАП с использованием информации содержащейся в СС k-й первичной пары ГНСС на момент , с использованием значений и Δ_НАП определяют для каждого k значение индикатора достоверности информации, принимаемой НАП от спутников k-й первичной пары (ПП) ГНСС на момент, при этом если значения и не превышают значение Δ_НАП, то формируют решение , в противном случае формируют решение , где Δ_НАП - заданная допустимая невязка, - информация, принимаемая НАП от спутников k-й ПП ГНСС является достоверной на момент , - информация, принимаемая НАП от спутников k-й ПП ГНСС является недостоверной на момент , с использованием значений определяют значение индикатора наличия первично-достоверных пар (ПДП) ГНСС на момент, где, - ПДП ГНСС на момент отсутствуют; - ПДП ГНСС на момент имеются, если определено значение , то с использованием значений w_kl и K определяют значение индикатора полной достоверности ПП ГНСС на момент , где- не все ПП ГНСС являются ПДП на момент ; - все ПП ГНСС являются ПДП на момент , если определено значение, то формируют для каждого j решение , если определено значение , то с использованием значений определяют номер контрольной ГНСС, с использованием значений j = k1(k) и j = k2(k) определяют значение индикатора отношения j-й ГНСС к ПДП на момент , где , - j-я ГНСС относится к ПДП ГНСС на момент , - j-я ГНСС не относится к ПДП ГНСС на момент если в отношении j-й ГНСС определено значение , то формируют решение , если в отношении j-й ГНСС определено значение , то определяют значения абсолютных невязок между значениями пространственных координат ВС, сформированными НАП с использованием информации содержащейся в СС j-й вторичной пары ГНСС на момент , где - значения пространственных координат ВС, сформированные с использованием информации, содержащейся в СС j-й ГНСС на момент ,- значения пространственных координат ВС, сформированные с использованием информации, содержащейся в СС контрольной ГНСС на момент , с использованием значений и Δ_НАП формируют для каждого j вторичных пар ГНСС решение при этом если значения и не превышают значение Δ_НАП, то формируют решение , в противном случае формируют решение , осуществляют контроль достоверности принимаемой НАП информации с использованием прогнозируемой оценки расстояния между ВС и ЛККС на момент только в том случае, если определены значения и, при этом с использованием контрольных оценок на моменты и соответственно определяют прогнозируемую оценку если j-й модуль разности базовой и прогнозируемой оценок превышает значение h, то формируют решение , в противном случае формируют решение

Одним из недостатков прототипа является снижение вероятности правильного контроля достоверности принимаемой НАП ВС информации по мере увеличения расстояния между ВС и ЛККС при наличии принятой ДИП в ДВИ (если ), а также при одновременном отсутствии принятой ДИП в ДВИ и ПДП ГНСС на момент (если).

Наличие указанного недостатка в прототипе объясняется следующим. Решению при однозначно соответствует условие , где - область достоверности на момент при , - точка принадлежит области достоверности при (под областью достоверности в данном случае понимается область пространства, такая, что при выполнении условия формируется решение . Решению при и однозначно соответствует условие , где - область достоверности на момент при и - точка принадлежит области достоверности при

Применительно к прототипу область достоверности представляет собой область пространства между двумя полусферами и , где - малая полусфера с центром в точке х₀ и радиусом - большая полусфера с центром в точке х₀ и радиусом . В свою очередь область достоверности представляет собой область пространства между двумя полусферами и, где - малая полусфера с центром в точке х₀ и радиусом - большая полусфера с центром в точке х₀ и радиусом

Очевидно, что увеличение истинного значения расстояния между ЛККС и ВС в среднем приводит к увеличению значений его оценок и и, как следствие, к существенному увеличению объемов и , определяемых как разности объемов соответствующих полусфер по формулам

и

соответственно, где - объем области достоверности, - объем области достоверности

Анализ выражений (1) и (2) показывает, что объемы и пропорциональны квадратам оценок и i. Это приводит к значительному увеличению вероятности выполнения условий и при увеличении расстояния между ВС и ЛККС, а следовательно и к значительному увеличению вероятности формирования ошибочных решений . В свою очередь значительное увеличение вероятности формирования ошибочных решений при увеличении расстояния между ВС и ЛККС существенно снижает вероятность правильного контроля достоверности информации, принимаемой НАП ВС.

Таким образом, увеличение расстояния между ВС и ЛККС применительно к прототипу приводит к существенному снижению вероятности правильного контроля достоверности информации, принимаемой НАП ВС.

Техническим результатом изобретения является повышение вероятности правильного контроля достоверности информации, принимаемой НАП ВС.

Указанный результат достигается тем, что в прототипе, если определено значение , то после этапа определения контрольной оценки с использованием значений ,и h определяют значениепервого условного признака достоверности (ПУПД) на момент , где

- значение ПУПД, противоречащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на момент, - значение ПУПД, не противоречащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на момент , если определены значения и , то значение ПУПД определяют после этапа определения оценки с использованием значений , и h, если определено значение или определены значения и i, то после этапа определения значения с использованием значений и определяют прогнозируемую оценку пространственной координаты ВС по оси ОХ в ПСК OXYZ на момент , с использованием значений определяют прогнозируемую оценку пространственной координаты ВС по оси OY в ПСК OXYZ на момент , с использованием значений и определяют прогнозируемую оценку пространственной координаты ВС по оси OZ в ПСК OXYZ на момент, с использованием значений и h определяют значение второго условного признака достоверности (ВУПД) на момент , где - значение ВУПД, противоречащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на момент , - значение ВУПД, не противоречащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на момент , с использованием значений формируют решение , при этом решение формируют в том случае, если значения не противоречат заданным требованиям достоверности информации, в противном случае формируют решение

Сущность изобретения заключается в следующем. В рамках прототипа (в котором, в случае отсутствия принятой ДИП в ДВИ на контрольный момент времени, осуществляется определение ПДП ГНСС путем сопоставления значений пространственных координат ВС, формируемых с использованием поступающих от данных ГНСС спутниковых сигналов), в случае наличия принятой ДИП в ДВИ, а также в случае одновременного отсутствия ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени осуществляется двухэтапный контроль достоверности принимаемой НАП ВС информации. На первом этапе определяется значение ПУПД. При этом, в случае наличия принятой ДИП в ДВИ, значение ПУПД определяется путем выявления соответствия или несоответствия базовой и контрольных оценок расстояний между ВС и ЛККС, а, в случае одновременного отсутствия принятой ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени, - путем выявления соответствия или несоответствие базовой и прогнозируемой оценок расстояния между ВС и ЛККС. На втором этапе определяется значение ВУПД путем выявления соответствия или несоответствия сформированных НАП значений собственных пространственных координат ВС и прогнозируемых значений данных координат.

Решение о достоверности принимаемой НАП информации в вышеуказанных случаях формируется только, если значения ПУПД и ВУПД не противоречат заданным требованиям достоверности информации. Это позволяет существенно снизить рост ошибочных решений, вызванных увеличением расстояния между ВС и ЛККС в случае наличия принятой ДИП в ДВИ, а также в случае одновременного отсутствия ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени и, как следствие, приводит в целом к повышению вероятности правильного контроля достоверности информации, принимаемой НАП ВС. Данный способ включает в себя следующие пункты:

1. На стороне наземной стационарной ЛККС, имеющей заранее точно определенные координаты своей дислокации в заданной ПСК OXYZ:

1.1 Определение моментов времени передачи ДИП в соответствии с выражением

где - заданный первый момент времени передачи дополнительной информационной посылки, ,, Δt_Пep. - установленный интервал времени между моментами времени передачи ДИП, τ_пол. - продолжительность полета ВС.

1.2 Формирование и передача по радиоканалу в определенные моменты времени ДИП , содержащих момент времени передачи данной посылки и пространственные координаты ЛККС х₀ в заданной ПСК OXYZ.

2. На борту ВС, взаимодействующего с ЛККС на протяжении его полета:

2.1 Прием и обработка спутниковых сигналов от каждой j-й ГНСС с
помощью НАП.

2.2 Формирование для каждого значений пространственных координат ВС в заданной ПСК OXYZ с использованием информации, содержащейся в СС j-й ГНСС.

2.3 Прием ДИП и фиксация моментов времени t_Пp.m их приема, где

Примечание: индекс определяет номер очередной принятой ДИП с учетом условия , указывающего на то, что не все переданные ДИП могут быть приняты на борту ВС. В идеальном случае, когда все переданные ДИП принимаются на борту ВС, справедливы равенства: m = i, М = I.

2.4 Определение очередного контрольного момента времени в соответствии с выражением

где t_Пр.₂ - момент времени приема второй ДИП, ,, Δt_K - заданный интервал времени между контрольными моментами времени

Примечание: в соответствии с выражением (4) в качестве первого контрольного момента времени t_Пр.₁ принимается момент времени t_Пр.₂ приема второй ДИП. Это объясняется необходимостью наличия как минимум двух принятых ДИП для выполнения контроля достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС, при временном отсутствии очередных принятых ДИП. Более подробно необходимость наличия как минимум двух принятых ДИП к любому контрольному моменту времени будет объяснено в пункте 2.26.

2.5 Определение для очередного контрольного момента времени соответствующего ему момента времени приема ДИП из совокупности {t_Пр.m} в соответствии с выражением

Примечание: в соответствии с выражением (5) в качестве момента времени приема ДИП, соответствующего контрольному моменту времени выбирается ближайший к момент времени t_Пр.m из совокупности

2.6 Определение для очередного контрольного момента времени соответствующей ему ДИП из совокупности принятых ДИП {V_m} в соответствии с выражением

Примечание: в соответствии с выражением (6) в качестве ДИП , соответствующей контрольному моменту времени , выбирается ДИП V_m из совокупности принятых ДИП {V_m}, для которой справедливо равенство

2.7 Определение базовой оценки расстояния между ВС и ЛККС на контрольный момент времени для каждого j в соответствии с выражением

где - значения пространственных координат ВС в заданной ПСК OXYZ на контрольный момент времени, сформированные с использованием информации, содержащейся в СС j-й ГНСС.

2.8 Определение значения индикатора наличия ДИП (проверка наличия принятой ДИП в ДВИ Δ_Доп на контрольный момент времени) в соответствии с выражением

где - в ДВИ Δ_Доп на контрольный момент времени имеется принятая ДИП, - в ДВИ Δ_Доп на контрольный момент времени отсутствует принятая ДИП.

2.9 Если в пункте 2.8 определено значение , то переход к пункту 2.13, иначе (если в пункте 2.8 определено значение ) выполнение пунктов 2.10 - 2.12.

2.10 Определение контрольной оценки расстояния между ВС и ЛККС
на контрольный момент времени в соответствии с выражением

где - момент времени передачи ДИП

2.11 Определение для каждого j значения ПУПД на момент в соответствии с выражением

где - значение ПУПД, противоречащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на контрольный момент времени ; - значение ПУПД, непротиворечащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на контрольный момент времени.

Примечание: в соответствии с выражением (10) значение ПУПД формируется в том случае, если j-й модуль разности базовой и контрольной оценок расстояний превышает заданное пороговое значение h, в противном случае формируется значение ПУПД.

Таким образом, в случае наличия принятой ДИП в ДВИ, значение ПУПД определяется путем выявления соответствия или несоответствия базовой и контрольных оценок расстояний между ВС и ЛККС.

2.12 Переход к пункту 2.29.

Пункты 2.13 - 2.26 выполняются только в случае, если в пункте 2.8 определено значение

2.13 Определение минимального числа K ПП ГНСС в соответствии с выражением

Примечание: под ПП ГНСС понимается какая-либо пара ГНСС из всей совокупности действующих ГНСС. Минимальное число K ПП ГНСС является минимальным из любого возможного сочетания пар действующих ГНСС, при условии, что каждая из действующих ГНСС относится хотя бы к одной из пар ГНСС.

2.14 Определение номеров k1(k) первых ГНСС для каждой k-й ПП в соответствии с выражением

где k1(k) - номер первой ГНСС в k-й ПП,

2.15 Определение номеров k2(k) вторых ГНСС для каждой k-й ПП в соответствии с выражением

где k2(k) - номер второй ГНСС в k-й ПП,

Примечание: в соответствии с этапами 2.13 и 2.14 распределение ГНСС по первичным парам осуществляется таким образом, что к первой ПП относятся ГНСС с номерами j = 1 и j = 2, ко второй ПП, при условии J > 4, относятся ГНСС с номерами j = 3 и j = 4, к последней ПП относятся ГНСС с номерами j = K-1 и j = K. В случае, если число J действующих ГНСС нечетное, то ГНСС с номером j = J-1 относится к двум ПП: к ПП под номером K и к ПП под номером K-1.

2.16 Определение значений абсолютных невязок между значениями пространственных координат ВС, сформированными НАП с использованием информации, содержащейся в спутниковых сигналах k-й ПП ГНСС на контрольный момент времени , в соответствии с выражением

где - значения пространственных координат ВС в заданной ПСК OXYZ, сформированные с использованием информации, содержащейся в СС первой ГНСС в k-й ПП на контрольный момент времени ; - значения пространственных координат ВС в заданной ПСК OXYZ, сформированные с использованием информации, содержащейся в СС второй ГНСС в k-й ПП на контрольный момент времени

2.17 Определение для каждого к значения индикатора достоверности информации, принимаемой НАП от спутников k-й ПП ГНСС на контрольный момент времени , в соответствии с выражением

где - информация, принимаемая НАП от спутников k-й ПП ГНСС является достоверной на контрольный момент времени - информация, принимаемая НАП от спутников k-й ПП ГНСС, является недостоверной на контрольный момент времени

здесь Δ_НАП - заданная допустимая невязка значений координат ВС, сформированных НАП с использованием информации принимаемой от спутников пары ГНСС.

2.18 Определение значения индикатора наличия ПДП ГНСС на контрольный момент времени в соответствии с выражением

где - ПДП ГНСС на контрольный момент времени отсутствуют;

- ПДП ГНСС на контрольный момент времени имеются.

Примечание: под ПДП ГНСС на контрольный момент времени понимается k-я ПП ГНСС, в отношении которой определено значение

2.19 Если в пункте 2.18 определено значение , то переход к пункту 2.27, иначе (если в пункте 2.18 определено значение ), то переход к пункту 2.20.

2.20 Определение значения индикатора полной достоверности ПП ГНСС на контрольный момент времени в соответствии с выражением

где - не все ПП ГНСС являются ПДП на контрольный момент времени ; - все ПП ГНСС являются ПДП на контрольный момент времени

2.21 Если в пункте 2.20 определено значение , то переход к пункту 2.22, иначе (если на этапе 2.20 определено значение ) формирование для каждого (для всех действующих ГНСС) решения о достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на контрольный момент времени , в соответствии с выражением

Пункты 2.22 - 2.26 выполняются только в случае, если в пункте 2.20 определено значение

2.22 Определение номера контрольной ГНСС в соответствии с выражением

Примечание: под контрольной ГНСС понимается одна из ГНСС, относящихся к ПДП, и используемая в дальнейшем для контроля достоверности информации, принимаемой НАП от спутников ГНСС, не относящихся к ПДП. В соответствии с выражением (20), в качестве контрольной ГНСС на контрольный момент времени выбирается ГНСС с наименьшим порядковым номером из числа ГНСС, относящихся к ПДП.

2.23 Определение значения индикатора отношения j-й ГНСС к ПДП на контрольный момент времени в соответствии с выражением

где - j-я ГНСС относится к ПДП ГНСС на контрольный момент времени ; - j-я ГНСС не относится к ПДП ГНСС на контрольный момент времени

2.24 Если в пункте 2.23 в отношении j-й ГНСС определено значение , то переход к пункту 2.25, иначе (если в пункте 2.23 в отношении j-й ГНСС определено значение ) формирование решения о достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на контрольный момент времени

Пункты 2.25 - 2.26 выполняются только для таких j, для которых пункте 2.23 определено значение

2.25 Определение значений абсолютных невязок между значениями пространственных координат ВС, сформированными НАП с использованием информации, содержащейся в СС j-й вторичной пары ГНСС на контрольный момент времени в соответствии с выражением

где - значения пространственных координат ВС в заданной ПСК OXYZ, сформированные с использованием информации, содержащейся в СС j-й ГНСС на контрольный момент времени ;

- значения пространственных координат ВС в заданной ПСК OXYZ, сформированные с использованием информации, содержащейся в спутниковых сигналах контрольной ГНСС на контрольный момент времени

Примечание: под j-й вторичной парой ГНСС понимается пара ГНСС, состоящая из контрольной ГНСС и j-й ГНСС, не относящейся к ПДП.

2.26 Формирование для каждого у вторичных пар ГНСС решения о достоверности или недостоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на контрольный момент времени , в соответствии с выражением

где

Пункты 2.27- 2.28 выполняются только в случае, если в пункте 2.8 определено значение и в пункте 2.18 определено значение

2.27 Определение прогнозируемой оценки расстояния между ВС и ЛККС на контрольный момент времени в соответствии с выражением

где - контрольная оценка расстояния между ВС и ЛККС на контрольный момент времени - контрольная оценка расстояния между ВС и ЛККС на контрольный момент времени

Примечание: в соответствии с выражением (25) значение прогнозируемой оценки расстояния между ВС и ЛККС определяется на контрольный момент времени исходя из условия прямолинейного движения ВС с постоянной скоростью на интервале . При этом из выражения (25) видно, что для определения прогнозируемой оценки на контрольный момент времени необходимо наличие контрольных оценок на два предыдущих контрольных момента времени и , формирование которых в соответствии с выражением (9) возможно только при наличии как минимум двух принятых ДИП. Как было показано ранее (см. пункт 2.4), наличие как минимум двух принятых ДИП к любому контрольному моменту времени обеспечивается тем, что в качестве первого контрольного момента времени принимается момент времени приема второй ДИП.

2.28 Определение для каждого j значения ПУПД информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на контрольный момент времени в соответствии с выражением

Примечание: в соответствии с выражением (26) значение ПУПД формируется в том случае, если j-й модуль разности базовой и прогнозируемой оценок расстояний превышает заданное пороговое значение h, в противном случае формируется решение

Таким образом, в случае одновременного отсутствия принятой ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени, значение ПУПД определяется путем выявления соответствия или несоответствия базовой и прогнозируемой оценок расстояния между ВС и ЛККС.

Пункты 2.29 и 2.30 выполняются только в случае наличия ДИП в ДВИ или в случае одновременного отсутствия принятой ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени (если в пункте 2.8 определено значение

или, если в пункте 2.8 определено значение и в пункте 2.18 определено значение ).

2.29 Определение ВУПД в соответствии с пунктами 2.29.1 - 2.29.7.

2.29.1 Определение прогнозируемой оценки собственной пространственной координаты ВС по оси ОХ в заданной прямоугольной системе координат OXYZ на контрольный момент времени для каждого j в соответствии с выражением

2.29.2 Определение прогнозируемой оценки собственной пространственной координаты ВС по оси OY в заданной прямоугольной системе координат OXYZ на контрольный момент времени для каждого j в соответствии с выражением

2.29.3 Определение прогнозируемой оценки собственной пространственной координаты ВС по оси OZ в заданной прямоугольной системе координат OXYZ на контрольный момент времени для каждого j в соответствии с выражением

2.29.4 Определение для каждого j значения первого координатного индикатора ВУПД на момент , в соответствии с выражением

где - значение первого координатного индикатора ВУПД (по координате «х»), противоречащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на контрольный момент времени ; - значение первого координатного индикатора ВУПД, непротиворечащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на контрольный момент времени

Примечание: в соответствии с выражением (30) значение первого координатного индикатора ВУПД формируется в том случае, если j-й MP оценок и не превышает значение h, в противном случае формируется значение

2.29.5 Определение для каждого j значения второго координатного индикатора ВУПД на момент в соответствии с выражением

где - значение второго координатного индикатора ВУПД (по координате «у»), противоречащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на контрольный момент времени ; - значение первого координатного индикатора ВУПД, непротиворечащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j -й ГНСС на контрольный момент времени

Примечание: в соответствии с выражением (31) значение второго координатного индикатора ВУПД формируется в том случае, если j-й MP оценок и не превышает значение h, в противном случае формируется значение

2.29.6 Определение для каждого j значения третьего координатного индикатора ВУПД на момент , в соответствии с выражением

где - значение третьего координатного индикатора ВУПД (по координате «z»), противоречащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на контрольный момент времени ; - значение первого координатного индикатора ВУПД, непротиворечащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на контрольный момент времени

Примечание: в соответствии с выражением (32) значение третьего координатного индикатора ВУПД формируется в том случае, если j-й MP оценок и не превышает значение h, в противном случае формируется значение

2.29.7 Определение значения ВУПД на момент в соответствии с выражением

где - значение ВУПД, противоречащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j -й ГНСС на контрольный момент времени;- значение ВУПД, непротиворечащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j -й ГНСС на контрольный момент времени.

Примечание: в соответствии с выражениями (30) - (33) значение определяется с использованием значений и h. При этом значение определяется в том случае, если значения всех координатных индикаторов ВУПД не противоречат заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на контрольный момент времени (если ), в противном случае формируется значение

2.30 Формирование решения о достоверности или недостоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС, на контрольный момент времени в соответствии с выражением

Примечание: в соответствии с выражением (34) решение о достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на контрольный момент времени , формируется в том случае, если значения ПУПД и ВУПД не противоречат заданным требованиям достоверности информации (если, в противном случае формируется решение

Таким образом, в случае наличия принятой ДИП в ДВИ, а также в случае одновременного отсутствия ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени, итоговое решение о достоверности принимаемой НАП информации, формируется, если ПУПД и ВУПД не противоречат данному решению.

Повышение вероятности правильного контроля достоверности информации, принимаемой НАП ВС, в предлагаемом способе по отношению к прототипу объясняется следующим.

Анализ предлагаемого способа показывает, что итоговому решению при однозначно соответствует условие , где θ₂ - область, ограниченная кубом с центром в и сторонами а = 1h, - точка одновременно принадлежит областям и θ₂. Итоговому решению при и однозначно соответствует условие , где - точка одновременно принадлежит областям и θ₂.

Объем области θ₂, как объем куба, определяется формулой

Из выражения (35) видно, что объем V[θ₂] не зависит от расстояния между ВС и ЛККС, поэтому увеличение расстояния между ВС и ЛККС не будет приводить к увеличению вероятности выполнения условий и, а следовательно и к увеличению вероятности формирования ошибочных решений.

Таким образом, в предлагаемом способе нивелируется недостаток прототипа, связанный с ростом ошибочных решений , вызванных увеличением расстояния между ВС и ЛККС в случае наличия принятой ДИП в ДВИ, а также в случае одновременного отсутствия ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени и, как следствие, в целом повышается вероятность правильного контроля достоверности информации, принимаемой НАП ВС.

Предлагаемый способ может быть реализован, например, с помощью комплекса устройств, структурная схема которого приведена на фигуре, где обозначено: 1 - ЛККС; 2 - блок управления (БУ); 3 - аппаратура формирования и передачи дополнительной информационной посылки (АФП ДИП); 4 - ВС, взаимодействующее с ЛККС; 5 - приемник дополнительной информационной посылки (ПРМ ДИП); 6 - блок управления, обработки и хранения данных (БУОХД); 7 - НАП.

БУ 2 предназначен для управления АФП ДИП 3 и определения моментов времени передачи ДИП. АФП ДИП 3 предназначена для формирования и передачи в определенные моменты времени ДИП ПРМ ДИП 5 предназначен для приема ДИП V_т и фиксации момента времени их приема. БУОХД 6 предназначен для управления элементами комплекса на борту ВС 4, а также для обработки и хранения данных. НАП 7 предназначена для приема и обработки спутниковых сигналов от j-х ГНСС, а также для формирования значений пространственных координат ВС в заданной ПСК OXYZ.

Комплекс работает следующим образом. БУ 2 управляет АФП ДИП 3 и определяет моменты времени передачи ДИП в соответствии с этапом 1.1. на стороне ЛККС 1. Значения с выхода БУ 2 поступают на вход АФП ДИП 3. АФП ДИП 3 под управлением БУ 2 формирует и передает в определенные моменты времени ДИП БУОХД 6 управляет совместной работой элементов комплекса на борту ВС 4. НАП 7 принимает и обрабатывает спутниковые сигналы от каждой j-й ГНСС, а также формирует для каждого j значения пространственных координат ВС в заданной ПСК OXYZ с использованием информации, содержащейся в спутниковых сигналах j-й ГНСС. Значения с выхода НАП 7 поступают на БУОХД 6. ПРМ ДИП 5 принимает ДИП и фиксирует моменты времени их приема. Значения и с выхода ПРМ ДИП 5 поступают на вход БУОХД 6. БУОХД 6 обрабатывает поступающие на его вход данные и формирует для каждого j решение о достоверности или недостоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС, на контрольный момент времени в соответствии с пунктами 2.4 - 2.30, а также обеспечивает хранение поступающих и формируемых данных.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ контроля достоверности информации, принимаемой НАП ВС, в котором в случае наличия принятой ДИП в ДВИ, а также в случае одновременного отсутствия ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени осуществляется двухэтапный контроль достоверности принимаемой НАП ВС информации, где на первом этапе определяется значение ПУПД, при этом, в случае наличия принятой ДИП в ДВИ, значение ПУПД определяется путем выявления соответствия или несоответствия базовой и контрольных оценок расстояний между ВС и ЛККС, а, в случае одновременного отсутствия принятой ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени, - путем выявления соответствия или несоответствие базовой и прогнозируемой оценок расстояния между ВС и ЛККС, на втором этапе определяется значение ВУПД путем выявления соответствия или несоответствия сформированных НАП значений собственных пространственных координат ВС и прогнозируемых значений данных координат, решение о достоверности принимаемой НАП информации в вышеуказанных случаях формируется только, если ПУПД и ВУПД не противоречат заданным требованиям достоверности информации.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что для повышения вероятности правильного контроля достоверности информации, принимаемой НАП, в рамках прототипа необходимо: в случае наличия принятой ДИП в ДВИ, а также в случае одновременного отсутствия ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени осуществлять двухэтапный контроль достоверности принимаемой НАП ВС информации, где на первом этапе определять значение ПУПД, при этом, в случае наличия принятой ДИП в ДВИ, значение ПУПД определять путем выявления соответствия или несоответствия базовой и контрольных оценок расстояний между ВС и ЛККС, а, в случае одновременного отсутствия принятой ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени, -путем выявления соответствия или несоответствие базовой и прогнозируемой оценок расстояния между ВС и ЛККС, на втором этапе определять значение ВУПД путем выявления соответствия или несоответствия сформированных НАП значений собственных пространственных координат ВС и прогнозируемых значений данных координат, решение о достоверности принимаемой НАП информации в вышеуказанных случаях формировать только, если ПУПД и ВУПД не противоречат заданным требованиям достоверности информации.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы элементы, широко распространенные в области электронной и электротехники.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании и модернизации средств контроля целостности навигационного поля глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в части, касающейся контроля достоверности информации, принимаемой навигационной аппаратурой потребителя (НАП) воздушного судна (ВС). Техническим результатом является повышение вероятности правильного контроля достоверности информации, принимаемой НАП ВС. В заявленном способе в случае отсутствия принятой дополнительной информационной посылки (ДИП) в допустимом временном интервале (ДВИ) на контрольный момент времени осуществляется определение первично-достоверных пар (ПДП) ГНСС путем сопоставления значений пространственных координат ВС, формируемых с использованием поступающих от данных ГНСС спутниковых сигналов. В случае наличия принятой ДИП в ДВИ, а также в случае одновременного отсутствия ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени осуществляется двухэтапный контроль достоверности принимаемой НАП ВС информации. На первом этапе определяется значение первого условного признака достоверности (ПУПД). При этом, в случае наличия принятой ДИП в ДВИ, значение ПУПД определяется путем выявления соответствия или несоответствия базовой и контрольных оценок расстояний между ВС и локальной контрольно-корректирующей станции (ЛККС), а в случае одновременного отсутствия принятой ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени – путем выявления соответствия или несоответствия базовой и прогнозируемой оценок расстояния между ВС и ЛККС. На втором этапе определяется значение второго условного признака достоверности (ВУПД) путем выявления соответствия или несоответствия сформированных НАП значений собственных пространственных координат ВС и прогнозируемых значений данных координат. Решение о достоверности принимаемой НАП информации в вышеуказанных случаях формируется, только если значения ПУПД и ВУПД не противоречат заданным требованиям достоверности информации. Это позволяет существенно снизить рост ошибочных решений, вызванных увеличением расстояния между ВС и ЛККС в случае наличия принятой ДИП в ДВИ, а также в случае одновременного отсутствия ДИП в ДВИ и ПДП на контрольный момент времени. 1 ил.

Способ контроля достоверности информации, принимаемой навигационной аппаратурой потребителя (НАП) воздушного судна (ВС), заключающийся в том, что на стороне наземной стационарной локальной контрольно-корректирующей станции (ЛККС) с известными значениями пространственных координат (ПК) в заданной прямоугольной системе координат (ПСК) OXYZ определяют моменты времени (MB) передачи дополнительных информационных посылок (ДИП), где I - число ДИП, передаваемых на протяжении полета ВС, формируют и передают ДИП по радиоканалу в MB , на борту ВС, взаимодействующего с ЛККС, принимают и обрабатывают спутниковые сигналы (СС) от каждой j-й глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) с помощью НАП, где , J - число действующих ГНСС, с использованием информации, содержащейся в СС j-й ГНСС, формируют значения ПК ВС в ПСК OXYZ, принимают ДИП V_m и фиксируют MB их приема, где М - число принятых ДИП на протяжении полета ВС, М≤I, с использованием MB приема второй ДИП и заданного интервала между контрольными MB определяют очередной контрольный MB , с использованием совокупности значений и определяют соответствующий моменту момент приема ДИП, с использованием совокупности значений {V_m} и определяют соответствующую моменту ДИП , с использованием значений и х₀ определяют базовую оценку расстояния между ВС и ЛККС на момент , где - значения на момент , с использованием значений , и Δ_Доп определяют значение индикатора наличия ДИП, где Δ_Доп - допустимый временной интервал, , - в интервале Δ_Доп на момент имеется принятая ДИП, - в интервале Δ_Доп на момент отсутствует принятая ДИП, если определено значение , то с использованием значений определяют контрольную оценку расстояния между ВС и ЛККС на момент , если определено значение , то с использованием значения J определяют минимальное число K первичных пар (ПП) ГНСС, с использованием значений k и J определяют номера k1(k) и k2(k) первых и вторых ГНСС соответственно для каждой k-й ПП, где , определяют значения абсолютных невязок между значениями ПК ВС, сформированными НАП с использованием информации, содержащейся в СС k-й первичной пары ГНСС на момент , с использованием значений и Δ_НАП определяют для каждого k значение индикатора достоверности информации, где Δ_НАП - заданная допустимая невязка, , - информация, принимаемая НАП от спутников k-й ПП ГНСС, является достоверной на момент , - информация, принимаемая НАП от спутников k-й ПП ГНСС, является недостоверной на момент , с использованием значений определяют значение индикатора наличия первично-достоверных пар (ПДП) ГНСС, где , - ПДП ГНСС на момент отсутствуют; - ПДП ГНСС на момент имеются, если определено значение , то с использованием значений и K определяют значение индикатора полной достоверности ПП ГНСС, где , - не все ПП ГНСС являются ПДП на момент ; - все ПП ГНСС являются ПДП на момент если определено значение , то формируют для каждого j решение о достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на момент если определено значение , то с использованием значений определяют номер контрольной ГНСС, с использованием значений j=k1(k) и j=k2(k) определяют значение индикатора отношения j-й ГНСС к ПДП, где , - j-я ГНСС относится к ПДП ГНСС на момент - j-я ГНСС не относится к ПДП ГНСС на момент если определено значение , то формируют решение , если определено значение , то определяют значения абсолютных невязок между значениями , где - значения ПК ВС, сформированные с использованием информации, содержащейся в СС контрольной ГНСС на момент с использованием значений и Δ_НАП формируют решение где , - решение о недостоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на момент если определены значения и , то с использованием контрольных оценок определяют прогнозируемую оценку расстояния между ВС и ЛККС на момент отличающийся тем, что если определено значение , то после этапа определения контрольной оценки с использованием значений , и h определяют значение первого условного признака достоверности (ПУПД) на момент где h - заданное пороговое значение, - значение ПУПД, противоречащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на момент - значение ПУПД, непротиворечащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на момент если определены значения , то значение ПУПД определяют после этапа определения оценки с использованием значений и h, если определено значение или определены значения и , то после этапа определения значения с использованием значений определяют прогнозируемую оценку ПК ВС по оси ОХ в ПСК OXYZ на момент с использованием значений и определяют прогнозируемую оценку ПК ВС по оси OY в ПСК OXYZ на момент с использованием значений определяют прогнозируемую оценку ПК ВС по оси OZ в ПСК OXYZ на момент с использованием значений и h определяют значение второго условного признака достоверности (ВУПД) на момент где - значение ВУПД, противоречащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на момент , - значение ВУПД, непротиворечащее заданным требованиям достоверности информации, принимаемой НАП ВС от спутников j-й ГНСС на момент с использованием значений формируют решение при этом решение формируют в том случае, если значения не противоречат заданным требованиям достоверности информации, в противном случае формируют решение .