海基JPALS系统技术分析 .pdfVIP

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