GNSS技術(shù)干貨-SBAS介紹與模擬仿真測試方法
什么是SBAS?
SBAS(Satellite-Based Augmentation System)常譯作星基增強系統(tǒng)。SBAS是一個由地面和空間衛(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)的準確性和可靠性。
SBAS 怎么工作的?
SBAS使用地面固定的基準站內(nèi)GNSS接收機實時監(jiān)控并計算由大氣層,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),再向整個地區(qū)廣播。利用SBAS能校正GNSS接收機并獲得更準確更可靠定位性能。
GNSS通常精確到大約15-10米。接收機同時接收GNSS 和SBAS信號,用戶可以達到3米或更高的精度。
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,廣覆蓋的特點使得世界各國都在發(fā)展本國區(qū)域內(nèi)的星基增強技術(shù)。
WAAS --> 美國,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)
以及一些仍在計劃或試驗中系統(tǒng)
SDCM --> 俄羅斯
KASS --> 韓國
中國的SBAS系統(tǒng)在官方網(wǎng)站上查詢到狀態(tài)是:在軌測試
WAAS系統(tǒng)
由美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)和運輸部(DOT)共同主持建立的WAAS系統(tǒng),旨在提高航空飛行器使用GPS導航的準確性,完整性和可用性以符合FAA的航空導航要求。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。
WAAS目前(2022-02)由38個地面基準站,3個控制中心,3顆GEO衛(wèi)星和6個數(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航電文播發(fā)送給用戶。
這樣的好處是WAAS 發(fā)射信號與GPS衛(wèi)星信號相同,接收機無需增加額外硬件成本,同時利用了GEO衛(wèi)星的優(yōu)勢覆蓋面廣,持續(xù)“靜止”在當?shù)厣峡展ぷ鳌EO衛(wèi)星也可以算一顆GPS衛(wèi)星參與定位提升可見衛(wèi)星數(shù)量,提高導航精度和可靠性。采用衛(wèi)星單向廣播模式,因此這個改正信息對用戶來說是免費獲得。
GSS7000如何設(shè)置播發(fā)SBAS ?
目前GSS7000已經(jīng)支持的公開SBAS包括:WAAS,EGNOS,MSAS,GAGAN
下面以測試美國WAAS為例,
1,在信號選擇Antenna Signal type 處必須同時勾上GPS + WAAS
2,將測試的經(jīng)緯度改在美國位置(例如N27,W113)
3, 運行場景即可,此時GSS7000就仿真了該位置收到的GPS+WAAS信號。在PosApp軟件界面Ground Track 還能看到當前仿真的兩顆WAAS 衛(wèi)星W1/W2
最后留一個問題,星基增強解決了廣域的差分改正必然會損失局部特定區(qū)域的性能。這時是不是該有一種叫地基增強的系統(tǒng)來彌補不足?