衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS

1、GPS理論與應(yīng)用（20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS）劉瑞華中國(guó)民航大學(xué) 電子信息與自動(dòng)化學(xué)院GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS授課內(nèi)容1.國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)發(fā)展 2.SBAS系統(tǒng)原理3.衛(wèi)星導(dǎo)航差分增強(qiáng)技術(shù)GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS1、國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)發(fā)展：星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，堪稱衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的“能力倍增器”。目前的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)盡管已經(jīng)在各個(gè)民商用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，并且成為各大強(qiáng)國(guó)發(fā)展所不可或缺的一環(huán)，但由于技術(shù)和系統(tǒng)的局限性，在某些領(lǐng)域如航空精密進(jìn)近等仍無(wú)法滿足需求，需要增強(qiáng)系統(tǒng)將其能力加以提升。目前，國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)主

2、要分為星基增強(qiáng)系統(tǒng)（SBAS）地基增強(qiáng)系統(tǒng)（GBAS）星基增強(qiáng)系統(tǒng)（SBAS）通過(guò)地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星搭載衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)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(shí)現(xiàn)對(duì)于原有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位精度的改進(jìn)，從而成為各航天大國(guó)競(jìng)相發(fā)展的手段。目前，全球已經(jīng)建立起了多個(gè)SBAS系統(tǒng)，如美國(guó)的廣域增強(qiáng)系統(tǒng)（WAAS）、俄羅斯的差分校正和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SDCM）、歐洲的歐洲地球靜止導(dǎo)航重疊服務(wù)（EGNOS）、日本的多功能衛(wèi)星星基增強(qiáng)系統(tǒng)（MSAS）以及印度的GPS輔助靜地軌道增強(qiáng)導(dǎo)航系統(tǒng)（GAGAN）。各SBAS系統(tǒng)全球分布圖GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS這

3、些系統(tǒng)綜合使用了各種不同增強(qiáng)效果的導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)了其衛(wèi)星導(dǎo)航的目的。從增強(qiáng)效果上看，這些增強(qiáng)系統(tǒng)所使用的衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)主要包括、和。其中，精度增強(qiáng)技術(shù)主要運(yùn)用差分原理，進(jìn)一步可分為廣域差分技術(shù)、局域差分技術(shù)、廣域精密定位技術(shù)和局域精密定位技術(shù)；完好性增強(qiáng)技術(shù)主要運(yùn)用完好性監(jiān)測(cè)原理，進(jìn)一步可分為系統(tǒng)完好性監(jiān)測(cè)技術(shù)、廣域差分完好性監(jiān)測(cè)技術(shù)等等。連續(xù)性和可用性增強(qiáng)技術(shù)主要是增加導(dǎo)航信號(hào)源，進(jìn)一步可分為天基衛(wèi)星增強(qiáng)技術(shù)、地基偽衛(wèi)星增強(qiáng)技術(shù)等。當(dāng)前衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)所采用的各種增強(qiáng)技術(shù)分類見下表。當(dāng)前衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)所采用的增強(qiáng)技術(shù)分類GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS1.1美國(guó)廣

4、域增強(qiáng)系統(tǒng)廣域增強(qiáng)系統(tǒng)（Wide Area Augmentation System，簡(jiǎn)稱WAAS）是由美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）開發(fā)建立的一個(gè)主要用于航空領(lǐng)域的導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)GEO衛(wèi)星播發(fā)GPS廣域差分?jǐn)?shù)據(jù)，從而提高全球定位系統(tǒng)的精度和可用性。美國(guó)WAAS利用遍布北美和夏威夷的地面參考站（Wide-area Reference Station，WRS）采集GPS信號(hào)并傳送給主控站（Wide-area Master Station，簡(jiǎn)稱WMS）。WMS經(jīng)過(guò)計(jì)算得出差分改正（Deviation Correction，DC）并將改正信息經(jīng)地面上行注入站傳送給WAAS系統(tǒng)的GEO衛(wèi)星。最后由G

5、EO衛(wèi)星將信息播發(fā)給地球上的用戶，這樣用戶就能夠通過(guò)得到的改正信息精確計(jì)算自己的位置。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS其研發(fā)始于20世紀(jì)90年代，2003年7月10日完成，實(shí)現(xiàn)WAAS信號(hào)對(duì)95%的美國(guó)領(lǐng)土的覆蓋，動(dòng)態(tài)定位水平精度35m，垂直精度37m。 WAAS發(fā)展階段部署與GEO衛(wèi)星時(shí)間表GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS第2階段（2003年2008年）和第3階段（2009年2013年） 將實(shí)現(xiàn)WAAS系統(tǒng)對(duì)航空進(jìn)場(chǎng)著陸能力的改善，通過(guò)WAAS實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的LPV（垂直指引功能定位信標(biāo)）和LPV-200能力，可以使飛機(jī)在不具備儀表著陸系統(tǒng)（Instrument L

6、anding System，ILS，又譯為儀器降落系統(tǒng)，是目前應(yīng)用最為廣泛的飛機(jī)精密進(jìn)近和著陸引導(dǎo)系統(tǒng)。它是由地面發(fā)射的兩束無(wú)線電信號(hào)實(shí)現(xiàn)航向道和下滑道指引，建立一條由跑道指向空中的虛擬路徑，飛機(jī)通過(guò)機(jī)載接收設(shè)備，確定自身與該路徑的相對(duì)位置，使飛機(jī)沿正確方向飛向跑道并且平穩(wěn)下降高度，最終實(shí)現(xiàn)安全著陸）的飛機(jī)場(chǎng)仍可實(shí)現(xiàn)類似于儀表著陸的高安全性著陸。而開通LPV-200認(rèn)證的飛機(jī)能夠使降落判決最小高度降低至200英尺，從而提高了跑道的可用性。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS第4階段（20142028年） WAAS系統(tǒng)將增加L5頻段信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)L1和L5的雙頻跟蹤能力。按照計(jì)劃，此項(xiàng)

7、能力將在2019年左右初步實(shí)現(xiàn)。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS 在WAAS建立之初，其空間段由國(guó)際海事衛(wèi)星 (西太平洋地區(qū)AOR)和 (太平洋地區(qū)，POR)組成，兩顆GEO衛(wèi)星的軌道分別位于西經(jīng)133和西經(jīng)107?，F(xiàn)在，這兩顆衛(wèi)星已經(jīng)分別被另外兩顆GEO衛(wèi)星所，即國(guó)際通信衛(wèi)星有限公司（Intelsat）的商業(yè)衛(wèi)星以及加拿大的通信衛(wèi)星。此外，2010年末國(guó)際海事衛(wèi)星Inmarsat-4 -F3成為了WAAS系統(tǒng)的GEO衛(wèi)星，軌道為西經(jīng)98。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS1.2俄羅斯差分校正和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自2002年起，俄羅斯聯(lián)邦就開始著手研發(fā)建立GLONASS系統(tǒng)

8、的衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)差分校正和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SDCM）。SDCM將為GLONASS以及其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供性能強(qiáng)化，以滿足所需的高精確度及可靠性。和其他的衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)類似，SDCM也是利用的原理，該系統(tǒng)主要由3部分組成：差分校準(zhǔn)和監(jiān)測(cè)站中央處理設(shè)施用來(lái)中繼差分校正信息的地球靜止軌道衛(wèi)星。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS1.3歐洲地球靜止導(dǎo)航重疊服務(wù) 歐洲地球靜止導(dǎo)航重疊服務(wù)（EGNOS）是歐洲自主開發(fā)建設(shè)的星基導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)，它通過(guò)增強(qiáng)和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的，來(lái)滿足高安全用戶的需求。它是歐洲GNSS計(jì)劃的第一步，是歐洲開發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)計(jì)劃的前奏。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系

9、統(tǒng)：SBASEGNOS系統(tǒng)是歐洲航天局（ESA）、歐盟（EU）和歐洲航空安全組織（Eurocontrol）聯(lián)合規(guī)劃的項(xiàng)目，歐空局全面負(fù)責(zé)EGNOS系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)和工程建設(shè)，歐盟負(fù)責(zé)國(guó)際合作，并且確保把各類用戶對(duì)系統(tǒng)的要求融入到EGNOS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施中。歐洲航空安全組織設(shè)計(jì)民用航空需求，并且在系統(tǒng)測(cè)試中扮演主要角色。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASEGNOS系統(tǒng)已經(jīng)于2009年開始正式運(yùn)行使用，并將至少工作20年以上。目前，EGNOS系統(tǒng)可以提供三種服務(wù)：免費(fèi)的公開服務(wù)，定位精度1m，已于2009年10月開始服務(wù)；生命安全服務(wù)，定位精度1m，已于2011年3月開始服務(wù)；EGN

10、OS數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)，定位精度小于1m，已于2012年7月開始服務(wù)。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASEGNOS系統(tǒng)空間段由地球靜止軌道通信衛(wèi)星組成，搭載導(dǎo)航增強(qiáng)轉(zhuǎn)發(fā)器，播發(fā)導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)。目前該系統(tǒng)所使用的三顆衛(wèi)星為（AOR-E）、（IOR）以及衛(wèi)星，軌道分別為西經(jīng)15.5、東經(jīng)65.5以及東經(jīng)21.3。Inmarsat-3 F1和Inmarsat-3 F2是國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星（Inmarsat）的第3代,衛(wèi)星的主承包商是馬丁-瑪麗埃塔航天公司（Martin Marietta Astro Space），有效載荷由馬特拉-馬可尼航天公司提供，采用GE-4000平臺(tái)?！鞍⑻孛姿埂保ˋRTEMI

11、S）衛(wèi)星是在ESA的支持下發(fā)展的試驗(yàn)通信衛(wèi)星，全稱為“”，主要目標(biāo)是驗(yàn)證移動(dòng)通信和數(shù)據(jù)中繼相關(guān)的通信技術(shù)。ARTEMIS衛(wèi)星于2001年7月12日發(fā)射。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASEGNOS系統(tǒng)空間段覆蓋范圍見下圖： EGNOS系統(tǒng)空間段覆蓋GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS目前，歐洲具備EGNOS能力的飛機(jī)場(chǎng)已經(jīng)超過(guò)了50個(gè)，以法國(guó)和德國(guó)為主，而未來(lái)計(jì)劃配備EGNOS能力的飛機(jī)場(chǎng)還將超過(guò)50個(gè)。這樣來(lái)看，未來(lái)在歐洲將至少有100個(gè)機(jī)場(chǎng)具備EGNOS能力。具備EGNOS系統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)分布圖GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS1.4日本多功能衛(wèi)星星基增強(qiáng)

12、系統(tǒng)MSAS(Multi-Functional Satellite Augmentation System) 是日本的多功能GPS衛(wèi)星星基增強(qiáng)系統(tǒng)，主要目的是為日本航空提供通信與導(dǎo)航服務(wù)。系統(tǒng)覆蓋范圍為日本所有飛行服務(wù)區(qū)，也可以為亞太地區(qū)的機(jī)動(dòng)用戶播發(fā)氣象數(shù)據(jù)信息。該項(xiàng)目由日本氣象局和日本交通部于1996年開始實(shí)施，合同承包商是阿爾卡特、東芝和三菱公司。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASMSAS的空間段由兩顆多功能傳輸衛(wèi)星（MTSat）組成，它們是日本發(fā)展的地球靜止軌道氣象和環(huán)境觀測(cè)衛(wèi)星“向日葵”（Himawari）衛(wèi)星的第二代。MTSat是日本國(guó)土交通?。∕LIT）和日本氣象廳

13、共同出資發(fā)展的氣象觀測(cè)與GPS系統(tǒng)導(dǎo)航增強(qiáng)衛(wèi)星。除了為日本氣象廳提供氣象服務(wù)外，還為日本民航局（JCAB）執(zhí)行航空運(yùn)輸管理和導(dǎo)航服務(wù)。美國(guó)勞拉空間系統(tǒng)公司是MTSat-1/1R衛(wèi)星的主承包商，日本三菱電機(jī)公司是MTSat-2衛(wèi)星的主承包商。截至目前，在軌運(yùn)行的衛(wèi)星包括MTSat-1R和MTSat-2，分別位于東經(jīng)140和145上，采用Ku波段和L波段兩個(gè)載波，其中Ku波段主要用于，L波段頻率與GPS L1頻段相同，主要用于。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASMSAS系統(tǒng)的地面段包括：2個(gè)主控站分別位于神戶和常陸太田，4個(gè)地面監(jiān)測(cè)站（GMS）分別位于福岡、札幌、東京和那霸，2個(gè)監(jiān)測(cè)

14、測(cè)距站（MRS）分別位于夏威夷和澳大利亞。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASMSAS系統(tǒng)構(gòu)成GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS日本的多功能衛(wèi)星星基增強(qiáng)系統(tǒng)（MSAS）已于2007年9月實(shí)現(xiàn)初始運(yùn)行，完成了以及、以及和（包括衛(wèi)星信號(hào)功率測(cè)試、動(dòng)靜態(tài)定位測(cè)試和主控站備份切換測(cè)試等）。測(cè)試表明，MSAS能夠很好地提高日本偏遠(yuǎn)島嶼機(jī)場(chǎng)的導(dǎo)航服務(wù)性能，滿足國(guó)際民航組織（ICAO）對(duì)非精密近進(jìn)階段（NPA）等方面的要求。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASMTSat-1R衛(wèi)星GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS1.5印度GPS輔助靜地軌道增強(qiáng)導(dǎo)航系統(tǒng)印度

15、的GPS輔助靜地軌道增強(qiáng)導(dǎo)航系統(tǒng)（GAGAN）是由印度空間組織（ISRO）和印度航空管理局（AAI）聯(lián)合組織開發(fā)。GAGAN系統(tǒng)的空間段由3顆位于印度洋上空的GEO衛(wèi)星構(gòu)成，采用C頻段和L頻段，其中C頻段主要用于，L頻段與GPS的L1（1575.42MHz）和L5（1176.45MHz）頻率完全相同，用于，并可與GPS兼容和互操作?？臻g信號(hào)覆蓋整個(gè)印度大陸，能為用戶提供GPS信號(hào)和差分修正信息，用于改善印度機(jī)場(chǎng)和航空應(yīng)用的GPS定位精度和可靠性。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS2、SBAS系統(tǒng)原理 單純依靠衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，哪怕是目前定位精度最高的GPS系統(tǒng)，也無(wú)法滿足一些對(duì)定位精

16、度要求比較高的應(yīng)用需求，比如航空領(lǐng)域的飛機(jī)精密進(jìn)近等。因此，針對(duì)這種需求，尤其是來(lái)自航空業(yè)的迫切需要，許多國(guó)家都發(fā)展了自己的衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)。各類SBAS系統(tǒng)的工作原理大致相同。首先，由大量分布極廣的（位置已知）對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲得（偽距、衛(wèi)星播發(fā)的相位等）并送至中央處理設(shè)施（），后者通過(guò)計(jì)算得到各衛(wèi)星的各種信息，通過(guò)上行注入站發(fā)給GEO，最后將修正信息播發(fā)給廣大，從而達(dá)到提高定位精度的目的。 GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASSBAS系統(tǒng)原理示意圖GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS3、衛(wèi)星導(dǎo)航差分增強(qiáng)技術(shù)衛(wèi)星導(dǎo)航的差分技術(shù)是顯著改善衛(wèi)星導(dǎo)航精度和完善性的一種技

17、術(shù)，工作原理：利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差隨時(shí)間變化緩慢，而且與距離和路徑強(qiáng)相關(guān)的特性，通過(guò)求差的方法，消除或大大減少公共誤差，從而提高定位精度。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS差分技術(shù)的工作過(guò)程是:在用戶接收機(jī)附近設(shè)置一個(gè)已知精度坐標(biāo)的差分基準(zhǔn)站，基準(zhǔn)站的接收機(jī)連續(xù)接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，將的位置或距離數(shù)據(jù)與的位置、距離數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確定，得出準(zhǔn)確改正值，然后將這些改正數(shù)據(jù)通過(guò)鏈發(fā)播給覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶，用以改正用戶的定位結(jié)果。用戶接收機(jī)通過(guò)測(cè)量從接收機(jī)天線到衛(wèi)星的，來(lái)確定接收機(jī)的三維位置和時(shí)鐘誤差。差分定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)差分定位GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS偽距的測(cè)量精度受到

18、眾多誤差因素影響，可以分為三部分誤差:一是各用戶接收機(jī)所公有的誤差，如衛(wèi)星鐘誤差、星歷誤差；二是傳播延遲誤差，如電離層誤差、對(duì)流層誤差;三是各用戶接收機(jī)所固有的誤差，如內(nèi)部噪聲、通道延遲、多徑效應(yīng)等。利用差分技術(shù)，無(wú)法消除第三部分誤差，但可以完全消除第一部分誤差，大部分消除第二部分誤差(主要取決于基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之間的距離)。因此，在基準(zhǔn)站周圍一定范圍內(nèi)的用戶，通過(guò)接收差分改正量用以改正自己的誤差，可以提高定位精度。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS差分技術(shù)按照工作方式不同可分為:單站差分具有多個(gè)基準(zhǔn)站的局域差分廣域差分三種類型。單站差分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和算法簡(jiǎn)單，技術(shù)上較為成熟，主要用于

19、小范圍的差分定位工作。對(duì)于較大范圍的區(qū)域，則應(yīng)用局域差分技術(shù)，對(duì)一個(gè)國(guó)家或幾個(gè)國(guó)家的廣大區(qū)域應(yīng)用廣域差分技術(shù)。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS按基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式不同，差分技術(shù)又可分為:位置差分偽距差分相位平滑偽距差分載波相位差分。它們的工作原理是相同的，都是基準(zhǔn)站發(fā)送改正數(shù)，用戶站接收并對(duì)其測(cè)量結(jié)果進(jìn)行改正，用以獲得精確的定位結(jié)果。不同的是，所發(fā)送改正數(shù)的具體內(nèi)容不一樣，其差分方式的技術(shù)難度、定位精度和作用范圍也各不相同。下面將簡(jiǎn)單介紹各種差分的基本原理和特點(diǎn)。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS3.1位置差分位置差分是的差分方法，任何一種衛(wèi)星接收機(jī)都可以改裝或

20、組成這種差分系統(tǒng)。安裝在基準(zhǔn)站上的接收機(jī)觀測(cè)后便可進(jìn)行三維定位，解算出基準(zhǔn)站的坐標(biāo)。由于存在著軌道誤差、時(shí)鐘誤差、大氣影響、多徑效應(yīng)以及其他誤差，解算出的坐標(biāo)與基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)是不一樣的，。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASGPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASGPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS3.2 偽距差分偽距差分是目前用途的一種差分技術(shù)。幾乎所有的商用差分接收機(jī)都采用這種技術(shù)。在基準(zhǔn)站上的接收機(jī)需要計(jì)算它至可見衛(wèi)星的，并將此計(jì)算出的距離與含加以比較。利用濾波器將此差值濾波并求出其。然后將所有衛(wèi)星的測(cè)距誤差傳輸給，用戶利用此測(cè)距誤差來(lái)改正測(cè)量的。最后，

21、用戶利用改正后的偽距來(lái)解出本身的，就可，提高定位精度。與位置差分相似，偽距差分能將兩站公共誤差抵消，但隨著用戶到基準(zhǔn)站距離的增加又出現(xiàn)了系統(tǒng)誤差，偽距差分定位精度通常為5 m。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASGPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS偽距差分不用擔(dān)心所選用的衛(wèi)星是否為同一組，而且偽距差分要廣播的數(shù)據(jù)要更多，也更準(zhǔn)確。偽距差分特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可以達(dá)到較高的精度；可以采用外推的方法繼續(xù)進(jìn)行高精度定位；允許用戶接收任意4顆星的信號(hào)進(jìn)行定位；缺點(diǎn)： 用戶和基準(zhǔn)站之間的距離對(duì)精度有決定性影響。隨著用戶到基準(zhǔn)站距離的增加又出現(xiàn)了新的系統(tǒng)誤差，且無(wú)法用差分方法消除。GPS理

22、論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS3.3 相位平滑偽距差分現(xiàn)在很多接收機(jī)都能夠提供原始觀測(cè)量，即除了位置信息外，還有偽距值和載波相位值。載波相位值的測(cè)量精度比碼相位值的測(cè)量精度高出2個(gè)數(shù)量級(jí)。如果能知道載波頻率的，那么就獲得了近乎的。一般情況下，無(wú)法獲得載波相位整周數(shù)，但能獲得載波多普勒頻率計(jì)數(shù)。實(shí)際上，載波多普勒計(jì)數(shù)測(cè)量反映了載波相位變化信息，即反映了。在接收機(jī)中，一般利用這一信息作為用戶的速度估計(jì)?？紤]到載波相位測(cè)量的高精度，并且精確反映了偽距的變化，利用這一信息來(lái)輔助碼偽距測(cè)量，就可以獲得比單獨(dú)采用碼偽距測(cè)量更高的精度。這一思想稱為，又可將其分為載頻多普勒計(jì)數(shù)平滑偽距和載波相位平滑

23、偽距。這是由觀測(cè)量的量綱不同而分類的。前者是以為單位，后者是以為單位。兩者利用平滑技術(shù)進(jìn)行偽距差分的方法是的。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASGPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASGPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASGPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASGPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBASGPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS3.4 載波相位差分測(cè)地型接收機(jī)利用衛(wèi)星載波相位進(jìn)行靜態(tài)基線測(cè)量可獲得很高的基線精度，但要通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量才能求解出可靠的，這樣就限制了在工程作業(yè)中的應(yīng)用。采用整周模糊度快速逼近技術(shù)，可使基線觀測(cè)時(shí)間縮短

24、到5min，采用準(zhǔn)動(dòng)態(tài)、往返重復(fù)設(shè)站和動(dòng)態(tài)作業(yè)方式來(lái)提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作業(yè)效率，并達(dá)到較高的測(cè)量精度。為能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)提交成果和實(shí)時(shí)評(píng)定成果質(zhì)量，需要利用。載波相位差分技術(shù)又稱為，是建立在實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站的載波相位基礎(chǔ)上的。它能實(shí)時(shí)提供觀測(cè)點(diǎn)的，并達(dá)到精度。與偽距差分原理相同，由通過(guò)數(shù)據(jù)鏈實(shí)時(shí)將其及一同傳送給。用戶站接收GPS衛(wèi)星的載波相位與來(lái)自基準(zhǔn)站的載波相位，并組成相位差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，能實(shí)時(shí)給出高精度的定位結(jié)果，精度達(dá)到厘米級(jí)。GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS實(shí)現(xiàn)方法：修正法： 基準(zhǔn)站向用戶站發(fā)送載波相位修正量（準(zhǔn)RTK技術(shù)）差分法： 基準(zhǔn)站將采集的載波相位發(fā)送給用戶進(jìn)行求差解算（真正的RTK技術(shù)）GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS載波相位差分GPS理論與應(yīng)用20.衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)：SBAS定位原理推導(dǎo)：任一時(shí)刻載波相位觀測(cè)值為該時(shí)刻接收機(jī)產(chǎn)生的參考頻率信號(hào)的相位與接收到的來(lái)自衛(wèi)星的載波信號(hào)的。假設(shè)安置在基線端點(diǎn)的接收機(jī) ，在時(shí)刻 和 對(duì)衛(wèi)星 和 進(jìn)行了同步觀測(cè)，則可得到8個(gè)獨(dú)立的載波相位觀測(cè)量。假設(shè)這分別為: 。設(shè) 、 和 分別代表不同接收機(jī)之間、不同衛(wèi)星之間和不同觀測(cè)歷元之間的。由的一般形式為