Abstract
Deep and frequent Global Positioning System (GPS) signal fading due to strong ionospheric scintillation is a major concern for GPS-guided aviation in equatorial areas during high solar activity. A GPS aviation receiver may lose carrier tracking lock under deep fading, and a lost channel cannot be used for position calculation until lock is reestablished. Hence, frequent loss of lock due to frequent fading can significantly reduce the availability of GPS aviation. However, the geometric diversity of the satellites can mitigate scintillation impact on GPS aviation depending on the correlation level of deep fades between satellites. This paper proposes a metric to measure the correlation level of two fading channels from the perspective of GPS aviation. Using this metric, the satellite-to-satellite correlation is studied based on real scintillation data. The low satellite-to-satellite correlation shown in this paper envisions notable availability benefit from the geometric diversity of satellites under strong scintillation. In addition, this paper proposes a way to generate correlated fading processes with arbitrary correlation coefficients. Using this correlated fading process model, the availability of Localizer Performance with Vertical guidance (LPV)-200 under severe scintillation scenarios is analyzed. The result emphasizes the importance of a fast reacquisition capability of an aviation receiver after a brief outage, which is not currently mandated by the aviation receiver performance standards
چکیده
محوشدگی شدید و مکرر سیگنال سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) ناشی از درخشش یونسفری، یک جنبه اساسی برای وسایل هوانوردی کنترل شده با GPS در مناطق استوایی و در طول انجام فعالیت شدید خورشیدی می باشد. یک گیرنده هوایی GPS ممکن است قفل ردیابی حامل را در اثر محوشدگی شدید از دست دهد و تا زمانی که عمل قفل شدگی دوباره انجام نشود، یک کانال از بین رفته نمی تواند برای محاسبه موقعیت به کار رود. بنابراین، از بین رفتن مکرر قفل در اثر محوشدگی مکرر، تا حد زیادی باعث کاهش دسترس پذیری GPS هواپیما می باشد. البته، تفاوت هندسی ماهواره ها، می تواند اثر درخشش بر GPS هواپیما وابسته به میزان همبستگی محو شدن های شدید بین ماهواره ها را کاهش دهد. این مقاله، معیاری برای اندازه گیری میزان همبستگی دو کانال محو شدگی را از منظر GPS هواپیما ارائه می دهد. با استفاده از این معیار، همبستگی ماهواره به ماهواره بر اساس اطلاعات درخشش واقعی مورد مطالعه قرار گرفتند. همبستگی سطح پایین ماهواره به ماهواره نشان داده شده در این مقاله، فواید دسترس پذیری قابل توجهی را ناشی از تفاوت ویژگی های هندسی ماهواره ها در شرایط درخشش زیاد متصور می باشد. به علاوه، این مقاله روشی برای تولید فرایندهای محو شدگی همبسته با ضرایب همبستگی دلخواه را ارائه می دهد. با استفاده از این مدل فرایند محو شدگی همبسته، مقبولیت عملکرد آنتن جهت نما با هدایت عمودی (LPV)-200 تحت درخشش های شدید، تحلیل می شود. نتیجه این تحلیل، اهمیت وجود قابلیت دریافت مجدد سریع یک گیرنده هوایی بعد از یک قطعی کوتاه که اخیراً مطابق با استانداردهای عملکرد گیرنده های هوایی نمی باشد را تایید می کند.
1-مقدمه
سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) (Parkinson, 1997) با داشتن اطلاعات یکپارچگی از سیستم افزایش ناحیه گسترده (WAAS) (Enge و همکاران، 1996) به تازگی در ایالات متحده به کار می رود تا مسیر فرود هواپیما را تا ارتفاع 200 فوت بالای باند پرواز تعیین کند. این روش فرود که به عنوان عملکرد آنتن جهت نما با هدایت عمودی (LPV)-200 نیز شناخته می شود...