地理信息
2020年03月09日
星基增強系統(tǒng),英文名SBAS(Satellite-Based Augmentation System),通過地球靜止軌道(GEO)衛(wèi)星搭載衛(wèi)星導航增強信號轉(zhuǎn)發(fā)器,可以向用戶播發(fā)星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、電離層延遲等多種修正信息,實現(xiàn)對于原有衛(wèi)星導航系統(tǒng)定位精度的改進。從而成為各航天大國競相發(fā)展的手段。全球已經(jīng)建立起了多個SBAS系統(tǒng),如美國的WAAS(Wide Area Augmentation System)。
星基增強系統(tǒng)為什么會出現(xiàn),上面也敘述了,主要原因就是為了彌補地基增強系統(tǒng)的不足,解決因地域限制而出現(xiàn)通信能力限制的問題。說仔細一點,就是因為空中與海上無法建立連續(xù)運行參考站(CORS)作為基準站,無法使用地面上的局域差分技術(shù)。
因此只能通過廣域差分技術(shù)將定位誤差中的各個部分(星歷誤差、大氣延遲等)通過模型計算出來,再以衛(wèi)星信號的形式將這些修正信息發(fā)送給用戶,最后用戶根據(jù)修正信息并結(jié)合具體位置來計算出各個誤差并對觀測值進行改正。
全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)可為用戶提供實時、全天候、高精度的導航定位服務,已廣泛應用于航空、航海、測繪、汽車定位、車輛定位等國民生產(chǎn)生活之中。世界主流強國也紛紛研制自己衛(wèi)星導航系統(tǒng)如美國 GPS 系統(tǒng),俄羅斯 GLONASS 系統(tǒng),中國北斗系統(tǒng)等,以期為本國的軍民用領域更好的服務。但受制于衛(wèi)星導航誤差以及用戶位置等多方面的影響,部分區(qū)域如地形復雜的山谷等僅依賴 GNSS 并不能到達理想的導航定位效果,同時一些對導航性能有特殊要求的領域如航空等,單獨使用 GNSS 也不能完成相應要求的導航定位服務。
基于以上原因,包涵星基增強系統(tǒng)(Satellite Based Augmentation System, BAS)在內(nèi)的一系列導航增強系統(tǒng)應運而生,通過增強系統(tǒng)的輔助配合 GNSS 的使用,使 GNSS 的定位精度等導航性能進一步提升,以滿足不同區(qū)域不同領域特殊的定位服務需求。SBAS系統(tǒng)能為民用航空提供花費更低、可用性更高的導航功能,并將為航空領域帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益。首先,通過減少通信和雷達導引,降低了空管人員的工作負擔,并且能為帶有衛(wèi)星導航接收機的軍用飛機提供精密進場與著陸服務;其次,減小飛行時間和距離,可以節(jié)省燃料,降低飛行階段的運行成本;最后,可以進一步降低機場噪聲的影響,通過高精度定位,飛機可以按預定的航線重復飛行,這些預定航線可嘗試規(guī)避城市和社區(qū)的上空,這樣就降低了飛機飛行噪聲對周邊社區(qū)居民的影響。
星基增強系統(tǒng)由空間星座部分、地面控制站、運行維護站和用戶四個部分組成。空間星座部分主要由地球靜止軌道衛(wèi)星組成,星座部分通過發(fā)送與GNSS導航信息相近的信號實現(xiàn)增強效果,這些信號被 SBAS 地面控制站接受并進行解算處理,消除部分導航誤差生成導航增強信息并發(fā)送給用戶,用戶同時接收GNSS和SBAS信號,通過差分解算消除區(qū)域?qū)Ш秸`差,從而獲取更高精度的導航定位服務。由于SABA具備高精度,高效率,較低成本,以及廣域覆蓋等優(yōu)點,世界各國均在GNSS系統(tǒng)上研發(fā)對本國區(qū)域?qū)Ш竭M行增強的星基增強系統(tǒng)。美國開發(fā)的WAAS是最早的星基廣域增強系統(tǒng),其覆蓋范圍為美國大陸,可以使數(shù)千公里范圍內(nèi)的定位精度達到2.5m。EGONS是歐洲自主研發(fā)的為GPS定位提供增強的信號的靜止衛(wèi)星重疊服務,其覆蓋范圍主要是在歐洲,其工作原理是糾正導航信號在電離層上的延遲,并提供出誤差改正數(shù),保證導航信號的完好性。
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