卫星导航增强系统_SBAS

GPS理论与应用 20.卫星导航增强系统：SBAS
第4阶段（2014—2028年）
WAAS系统将增加L5频段信号，并实现L1和L5的双 频跟踪能力。按照计划，此项能力将在2019年左右初 步实现。
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• 在WAAS建立之初，其空间段由两颗国际海事 卫星Inmarsat-3 -F4 (西太平洋地区AOR)和 Inmarsat-3- F3 (太平洋地区，POR)组成，两颗 GEO卫星的轨道分别位于西经133°和西经 107°。现在，这两颗卫星已经分别被另外两颗 GEO卫星所 ，即国际通信卫星有限公司 （Intelsat）的商业卫星Galaxy -15以及加拿大的 通信卫星Anik –F-1R。此外，2010年末国际海事 卫星Inmarsat-4 -F3成为了WAAS系统的第三颗 GEO卫星，轨道为西经98°。
第2阶段（2003年—2008年）和第3阶段（2009年—2013年）
将实现WAAS系统对航空进场着陆能力的改善，通过 WAAS实现飞机的LPV（垂直指引功能定位信标）和LPV200能力，可以使飞机在不具备仪表着陆系统（Instrument Landing System，ILS，又译为仪器降落系统，是目前应用最 为广泛的飞机精密进近和着陆引导系统。它是由地面发射的 两束无线电信号实现航向道和下滑道指引，建立一条由跑道 指向空中的虚拟路径，飞机通过机载接收设备，确定自身与 该路径的相对位置，使飞机沿正确方向飞向跑道并且平稳下 降高度，最终实现安全着陆）的飞机场仍可实现类似于仪表 着陆的高安全性着陆。而开通LPV-200认证的飞机能够使降 落判决最小高度降低至200英尺，从而提高了跑道的可用性。
星导航增强系统是卫星导航系统建设中的一项重要内容， 堪称卫星导航系统的“能力倍增器”。目前的卫星导航系 统尽管已经在各个民商用领域应用广泛，并且成为各大强 国发展所不可或缺的一环，但由于技术和系统的局限性， 在某些领域如航空精密进近等仍无法满足需求，需要增强 系统将其能力加以提升。
目前，国外卫星导航增强系统主要分为
当前卫星导航增强系统所采用的增强技术分类
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•1.1美国广域增强系统
广域增强系统（Wide Area Augmentation System，简称WAAS）是由 美国联邦航空局（FAA）开发建立的一个主要用于航空领域的导航 增强系统，该系统通过GEO卫星播发GPS广域差分数据，从而提高 全球定位系统的精度和可用性。
•各SBAS系统全球分布图
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这些系统综合使用了各种不同增强效果的导航增强技术，最终实现了其增
•
强卫星导航服务性能的目的。从增强效果上看，这些增强系统所使用的卫 星导航增强技术主要包Leabharlann Baidu精度增强技术、完好性增强技术、连续性和可用 性增强技术。其中，精度增强技术主要运用差分原理，进一步可分为广域 差分技术、局域差分技术、广域精密定位技术和局域精密定位技术；完好 性增强技术主要运用完好性监测原理，进一步可分为系统完好性监测技术、 广域差分完好性监测技术等等。连续性和可用性增强技术主要是增加导航 信号源，进一步可分为天基卫星增强技术、地基伪卫星增强技术等。当前 卫星导航增强系统所采用的各种增强技术分类见下表。
星基增强系统（SBAS）
地基增强系统（GBAS）
星基增强系统（SBAS）通过地球静止轨道（GEO） 卫星搭载卫星导航增强信号转发器，可以向用户播发 星历误差、卫星钟差、电离层延迟等多种修正信息， 实现对于原有卫星导航系统定位精度的改进，从而成 为各航天大国竞相发展的手段。
目前，全球已经建立起了多个SBAS系统，如美国的 广域增强系统（WAAS）、俄罗斯的差分校正和监测 系统（SDCM）、欧洲的欧洲地球静止导航重叠服务 （EGNOS）、日本的多功能卫星星基增强系统 （MSAS）以及印度的GPS辅助静地轨道增强导航系 统（GAGAN）。
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•1.2俄罗斯差分校正和监测系统
自2002年起，俄罗斯联邦就开始着手研发建立 GLONASS系统的卫星导航增强系统——差分校正和 监测系统（SDCM）。SDCM将为GLONASS以及其 他全球卫星导航系统提供性能强化，以满足所需的高 精确度及可靠性。和其他的卫星导航增强系统类似， SDCM也是利用差分定位的原理，该系统主要由3部 分组成：
GPS理论与应用
（20.卫星导航增强系统：SBAS）
刘瑞华 中国民航大学 电子信息与自动化学院
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授课内容
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1.国外卫星导航增强系统发展 2.SBAS系统原理 3.卫星导航差分增强技术
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•1、国外卫星导航增强系统发展：
差分校准和监测站 中央处理设施 用来中继差分校正信息的地球静止轨道卫星。
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•1.3欧洲地球静止导航重叠服务
• 欧洲地球静止导航重叠服务（EGNOS）是欧 洲自主开发建设的星基导航增强系统，它通过 增强GPS和GLONASS卫星导航系统的定位精度， 来满足高安全用户的需求。它是欧洲GNSS计划 的第一步，是欧洲开发的Galileo卫星导航系统计 划的前奏。
美国WAAS利用遍布北美和夏威夷的地面参考站（Wide-area Reference Station，WRS）采集GPS信号并传送给主控站（Wide-area Master Station，简称WMS）。WMS经过计算得出差分改正 （Deviation Correction，DC）并将改正信息经地面上行注入站传送 给WAAS系统的GEO卫星。最后由GEO卫星将信息播发给地球上的 用户，这样用户就能够通过得到的改正信息精确计算自己的位置。
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第1阶段为初始运行能力阶段（IOC） •其研发始于20世纪90年代，2003年 •7月10日完成，实现WAAS信号对 •95%的美国领土的覆盖，动态定位 •水平精度3~5m，垂直精度3~7m。
WAAS发展阶段部署与 GEO卫星时间表
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