GPS导航需求的因果图：精度与故障检测

GPS导航功能需求的因果图（Causal Graphs）详细阐述了在航海和航空领域中，GPS系统为确保安全性和可靠性所设定的一系列性能指标。表10.1列出的关键性能需求包括： 1. **精度**：对于远洋航路、本土航路和终端，以及非精密进近，GPS导航的精度要求显著不同。例如，远洋航路要求95%的定位精度达到2海里（nmile），而在非精密进近中，这一精度需要降低到0.4nmile。 2. **告警限值**：根据不同飞行阶段，系统设置了水平告警限值（HAL）和垂直告警限值（VAL）。例如，非精密进近和精密进近需要提供垂直告警，以保证在定位误差不超过特定阈值时飞行安全。 3. **告警时间**：系统故障后的告警响应时间也有严格限制，从故障发生到发出告警的时间不能超过一定时限，比如1分钟、30秒和10秒。 4. **漏警率**：完好性检测算法要确保低至0.001的漏警率，即在实际误差超出规定范围的情况下，系统误报的概率极低，这对于飞行安全至关重要。 5. **误警率**：即使在所有卫星正常工作且设备运行良好的情况下，系统允许的误报率也相当低，如每小时十万分之五，这涉及到误检的可能性。 6. **可用性**：所有导航功能的可用性目标设为99.9%，这意味着系统必须具备高度的稳定性和持续服务的能力。 这些性能指标背后涉及的是GPS卫星故障检测与排除（RAIM）技术，即用户接收机通过剩余的观测数据自我监测定位的正确性，包括故障检测（FD）和故障排除（FE）两个关键环节。RAIM是现代无线电导航系统的重要组成部分，特别是对于新兴的卫星导航（如GPS）及其增强、战术导航和组合导航技术，它们要求更高的定位精度和更低的错误概率。 此外，无线电导航原理与系统是一本深入讲解无线电导航基础理论和应用的教材，涵盖了振幅、频率、时间、相位和复合等传统导航技术，以及卫星导航的最新发展，如增强和组合导航。作者黄智刚、孙国良等人不仅讨论了技术原理，还关注其军事应用和未来发展趋势。本书适用于电子信息技术相关专业的学生和导航领域的工程技术人员，提供了理论与实践相结合的学习资源。