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GNSS技術(shù)干貨-SBAS介紹與模擬仿真測(cè)試方法

發(fā)表日期:2023/08/29 瀏覽次數(shù):

什么是SBAS?


SBAS(Satellite-Based Augmentation System)常譯作星基增強(qiáng)系統(tǒng)。SBAS是一個(gè)由地面和空間衛(wèi)星共同組成的區(qū)域系統(tǒng),利用地球同步軌道衛(wèi)星GEO播發(fā)差分改正信息,致力于提高GNSS數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。


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SBAS 怎么工作的?


SBAS使用地面固定的基準(zhǔn)站內(nèi)GNSS接收機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控并計(jì)算由大氣層,電離層,衛(wèi)星軌道誤差和鐘差引起的GNSS定位誤差。經(jīng)由統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心處理后再將計(jì)算后的大氣延遲模型,區(qū)域電離層延遲模型,衛(wèi)星星歷改正數(shù),衛(wèi)星鐘鐘差改正數(shù)等發(fā)送到地球軌道靜止衛(wèi)星(GEO),再向整個(gè)地區(qū)廣播。利用SBAS能校正GNSS接收機(jī)并獲得更準(zhǔn)確更可靠定位性能。


GNSS通常精確到大約15-10米。接收機(jī)同時(shí)接收GNSS 和SBAS信號(hào),用戶(hù)可以達(dá)到3米或更高的精度。

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SBAS覆蓋的區(qū)域?


如前面提到SBAS使用GEO衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)改正數(shù)據(jù)。GEO衛(wèi)星特點(diǎn)就是與地球自轉(zhuǎn)同步固定地在某區(qū)域上空服務(wù)。SBAS具有的高精度,低成本,廣覆蓋的特點(diǎn)使得世界各國(guó)都在發(fā)展本國(guó)區(qū)域內(nèi)的星基增強(qiáng)技術(shù)。

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WAAS --> 美國(guó),加拿大,墨西哥

(Wide Area Augmentation System)


EGNOS --> 歐盟

(European Geostationary Navigation Overlay Service) 


MSAS --> 日本

(Multi-Functional Satellite Augmentation System)


GAGAN --> 印度

(GPS-Aided GEO Augmented Navigation)


以及一些仍在計(jì)劃或試驗(yàn)中系統(tǒng)

SDCM --> 俄羅斯

KASS --> 韓國(guó)


中國(guó)的SBAS系統(tǒng)在官方網(wǎng)站上查詢(xún)到狀態(tài)是:在軌測(cè)試

         

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WAAS系統(tǒng)


由美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(FAA)和運(yùn)輸部(DOT)共同主持建立的WAAS系統(tǒng),旨在提高航空飛行器使用GPS導(dǎo)航的準(zhǔn)確性,完整性和可用性以符合FAA的航空導(dǎo)航要求。WAAS可以校正GPS的電離層延遲誤差,衛(wèi)星軌道誤差,衛(wèi)星鐘差以及每顆衛(wèi)星健康狀況等重要完整性信息。


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WAAS目前(2022-02)由38個(gè)地面基準(zhǔn)站,3個(gè)控制中心,3顆GEO衛(wèi)星和6個(gè)數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)組成。該GEO衛(wèi)星同樣是使用L1 1575.42MHz 作為載波調(diào)制C/A碼,將差分改正信息等作為導(dǎo)航電文播發(fā)送給用戶(hù)。


這樣的好處是WAAS 發(fā)射信號(hào)與GPS衛(wèi)星信號(hào)相同,接收機(jī)無(wú)需增加額外硬件成本,同時(shí)利用了GEO衛(wèi)星的優(yōu)勢(shì)覆蓋面廣,持續(xù)“靜止”在當(dāng)?shù)厣峡展ぷ?。GEO衛(wèi)星也可以算一顆GPS衛(wèi)星參與定位提升可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量,提高導(dǎo)航精度和可靠性。采用衛(wèi)星單向廣播模式,因此這個(gè)改正信息對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)是免費(fèi)獲得。

        

 

GSS7000如何設(shè)置播發(fā)SBAS ?


目前GSS7000已經(jīng)支持的公開(kāi)SBAS包括:WAAS,EGNOS,MSAS,GAGAN

下面以測(cè)試美國(guó)WAAS為例,


1,在信號(hào)選擇Antenna Signal type 處必須同時(shí)勾上GPS + WAAS
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2,將測(cè)試的經(jīng)緯度改在美國(guó)位置(例如N27,W113)

         

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3, 運(yùn)行場(chǎng)景即可,此時(shí)GSS7000就仿真了該位置收到的GPS+WAAS信號(hào)。在PosApp軟件界面Ground Track 還能看到當(dāng)前仿真的兩顆WAAS 衛(wèi)星W1/W2

         

最后留一個(gè)問(wèn)題,星基增強(qiáng)解決了廣域的差分改正必然會(huì)損失局部特定區(qū)域的性能。這時(shí)是不是該有一種叫地基增強(qiáng)的系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ)不足?