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星基增强系统

/satellite based augmentation system;SBAS/
条目作者王梦丽

王梦丽

最后更新 2022-01-20
浏览 268
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将卫星作为数据通信链路,用户机接收天上卫星发射的修正信号来实现定位精度改进的全球导航卫星系统(GNSS)增强系统。

英文名称
satellite based augmentation system;SBAS
所属学科
测绘学

基本原理是地球静止轨道(GEO)卫星搭载卫星导航增强信号转发器,向用户播发多种差分改正和完好性信息,实现对于原有卫星导航系统定位精度的改进。

星基增强系统(satellite based augmentation system,SBAS)的特点:①通过GEO卫星发布包括GNSS卫星星历误差改正、卫星钟差改正、电离层改正及改正数的完好性信息。②通过GEO卫星发播GNSS和GEO卫星完好性数据。③GEO卫星的导航载荷发射GNSS测距信号。全球已经建立起了多个SBAS系统,例如美国的广域增强系统(WAAS)、俄罗斯的差分改正监测系统(SDCM)、欧洲的静止轨道导航覆盖服务(EGNOS)、日本的多功能卫星增强系统(MSAS)以及印度的静止卫星辅助GPS增强导航系统(GAGAN)。中国也正在论证和筹备北斗SBAS的建设。根据中国代表团在2015年4月1日至3日欧空局(ESA)组织召开的第28届兼容互操作工作组(IWG)会议发言,北斗SBAS将向中国及其周边地区提供单频星基增强服务和双频多星座星基增强服务。中国现正开展双频多星座(DFMC)SBAS的设计;2018年将发射具备SBAS能力的GEO卫星;2020年将在亚太地区提供初始的DFMCSBAS服务;2025年左右将提供正式的SBAS服务。

SBAS系统主要由四部分组成:地面参考基站,主控站,上行注入站和地球同步卫星等。首先,由大量分布极广的差分站(位置已知)对导航卫星进行监测,获得原始定位数据(伪距、载波相位观测值等)并送至中央处理设施(主控站),后者通过计算得到各卫星的各种定位修正信息,通过上行注入站发给GEO卫星,最后将修正信息播发给广大用户,从而达到提高定位精度的目的。

SBAS系统原理示意图SBAS系统原理示意图

SBAS系统能为民用航空提供花费更低、可用性更高的导航功能,并将为航空领域带来巨大的经济和社会效益。首先,通过减少通信和雷达导引,降低了空管人员的工作负担,并且能为带有卫星导航接收机的飞机提供精密进场与着陆服务;其次,减小飞行时间和距离,可以节省燃料,降低飞行阶段的运行成本;最后,可以进一步降低机场噪声的影响,通过高精度定位,飞机可以按预定的航线重复飞行,这些预定航线可尝试规避城市和社区的上空,可降低飞机飞行噪声对周边社区居民的影响。对于系统运营方,如何实现多个SBAS之间的兼容与互操作;对于机载用户,如何选择GEO卫星播发的SBAS信息,利用多个SBAS的信息融合,实现无缝的高精度导航,是未来SBAS应用中可能存在的问题。

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