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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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