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海基JPALS系统技术分析 .pdfVIP

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海基JPALS系统技术分析

【摘要】美国海军为提高其航母着舰引导能力,发展了海基联合精密进近

与着陆系统(SB-JPALS)。本文研究了美军海基JPALS系统运行概念、组成以及

性能需求,在此基础上深入分析了其技术原理,着重探讨了海基JPALS在导航

定位技术、抗干扰技术以及故障监视技术等几个核心技术方面的应用分析,对美

军海基JPALS的发展情况做出了总结。

【关键词】JPALS;卫星导航;SRGPS;LDGPS

0引言

JPALS全称为联合精密进近与着陆系统(JointPrecisionApproachand

LandingSytem,JPALS),是由美国国防部(DepartmentofDefense,DoD)牵头,

联合海军、空军、陆军等共同推进的军用高精度精密进近着陆系统。该系统通过

增强GPS信号以满足美军军用飞机着陆/着舰引导质量要求。JPALS系统的目标

是建设一个精确的、可快速部署的、抗天气和地形影响、易存活、易维护、具有

互操作性的差分GPS着陆系统,支持陆基着陆阶段和舰基全飞行阶段运行,支

持CATI/II/III精密进近。

根据美国空军和海军的不同需求,JPALS发展了陆基(Land-based)和海基

(Sea-based)两个不同的系统:

(1)LDGPS(LocalDifferentialGPS,本地差分GPS);

(2)SRGPS(ShipboardRelativeGPS,舰载相对GPS)。

海基JPALS是由美国海军牵头开展研究的JPALS系统,由于其对海基航母

平台的飞机着舰引导应用需求更为迫切,因此海基JPALS系统的研究进度和计

划节点均较陆基JPALS系统更快,预计将于2014年底实现初始运行能力。

1海基JPALS系统

1.1海基JPALS系统运行概念

SRGPS(ShipboardRelativeGPS,舰载相对GPS)由美海军牵头建设,主要

为自动舰载着陆提供高精确度和完好性的GPS导航,同时支持军舰所需的全部

CNS/ATM功能。SRGPS运行的完整过程如图1所示。

(1)SRGPS通过单向数据通信实现全天候条件下的航母位置确定,200海

里的水平引导精度为5m;

(2)SRGPS通过位置报告增补雷达和敌我识别系统数据实现50海里的航

母控制区域覆盖,50海里的水平引导精度为2m;

(3)SRGPS在10海里范围内提供高精度相对定位进近引导,启动进近引

导程序;

(4)SRGPS在1海里处将激活基于载波相位差分的相对定位,提供精度达

到15cm的精密导航;

(5)航母周围360度全向10海里范围内的舰载机向航空母舰空中交通管中

心提供定位结果以供航母进行进近监视。

1.2海基JPALS系统性能需求

JPALS系统的性能需求如表1所述,其中海基JPALS系统的性能需求为最

高。与民航CATIII的性能需求相比,SRGPS在精度方面的要求更高,这体现在

导航系统误差和告警门限要求上,而民航CATIII在完好性、连续性和可用性方

面的要求更为严格。

2海基JPALS技术原理分析

2.1海基JPALS基本原理

海基JPALS系统利用基于GPS军码测量数据的高精度差分相对定位技术实

现导航信息生成,系统运行基本原理如图2所示。

2.1.1舰载设备通过多接收机测量信息完成完好性处理(海基JPALS完好性

监视方法JSIM,包括故障监测和误差分析),并计算差分修正量,形成报文信息;

2.1.2通过舰空双向数据链将修正量及完好性参数发送给飞机;

2.1.3机载设备完成完好性判断及故障监测处理,计算相对定位结果,经过

补偿运算等处理后生成导航引导信息。

2.2海基JPALS关键技术分析

海基JPALS系统建设中关注的三个最重要的技术问题就是导航定位方法、

干扰抑制和故障监视,其中导航定位方法致力于解决相对定位精度和保护级完好

性的问题,是系统应

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