【GNSS】星基與地基增強系統

星基增強系統這幾個字在RTK裏出現的頻率越來越高,之前有人問小編星基增強系統對我們測量時到底有沒有幫助,這到底是個什麼系統?今天小編就爲大家仔細講解一下星基增強系統,順便也講解一下地基增強系統,以及兩者的區別。

 

星基增強系統與地基增強系統都是全球主流衛星導航系統的“補充”,司南的董事長王永泉說過它們最主要的區別在於接收信號來源的不同,一個是在“天上”,一個是在“地下”。爲什麼這麼說呢,因爲它們是一個用地球同步軌道衛星一個用地面通信手段。

 

其實從服務對象來看最能區分兩者的不同。

 

地基增強系統

 

既然地基增強系統是衛星導航系統的補充,那麼就先講一下衛星導航系統,衛星導航系統如何定位的,相信大家都知道了,當接收裝置接收到4顆及以上導航衛星信號時,即可計算出其所在位置。但是這種定位方式精度爲10m左右。

 

可是,單純的衛星導航定位精度(10m)對於大部分的行業應用和軍用領域而言,還遠遠不夠。

 

爲了提高定位精度,人們通過在地面立固定的參考站(CORS站)來獲取衛星定位測量時的誤差。進而將衛星定位座標與自身精確座標對比後的“改正數”結果,發送給接收機。這就有了後來的地基增強系統。

 

例如各地測繪、國土、氣象等部門負責建設國家連續運行基準站CORS網就是屬於地基增強系統。後來由中國兵器工業集團,國土資源部、交通部、國家測繪局、國家地震局、中國氣象局、中國科學院及千尋位置網絡有限公司負責建設的中國國家北斗地基增強系統同樣也屬於地基增強系統。

 

地基增強系統是衛星定位技術、計算機網絡技術、數字通訊技術等高新科技多方位、深度結晶的產物。通過提供差分修正信號,可達到提高衛星導航精度的目的;

 

地基增強系統主要服務於地面應用,涵蓋測繪勘探、監測控制、駕考駕培、精準農業、航空航海等專業領域,及交通導航、旅遊、應急救援等大衆領域。通過接收地面基準站網提供的差分修正信號、達到提高衛星導航精度的目的,優化後的定位精度可以從毫米級至亞米級不等。

 

地基增強的精度雖然很高,但覆蓋範圍卻有一定限制。定位目標必須處在通信信號覆蓋的範圍之內,但在通信信號難以覆蓋的高空、海上、沙漠和山區,則形成了大範圍的定位盲區。

 

而爲了解決更大範圍的高精定位需求,人們把從參考站獲取到的改正參數上傳至衛星,再通過衛星向全球播發。這樣,用戶終端不必再受到通信能力的限制。星基增強也是由此而來。

 

 

星基增強系統

 

星基增強系統,英文名SBAS(Satellite-Based Augmentation System),通過地球靜止軌道(GEO)衛星搭載衛星導航增強信號轉發器,可以向用戶播發星曆誤差、衛星鐘差、電離層延遲等多種修正信息,實現對於原有衛星導航系統定位精度的改進。

 

星基增強系統爲什麼會出現,上面也敘述了,主要原因就是爲了彌補地基增強系統的不足,解決因地域限制而出現通信能力限制的問題。

 

說仔細一點,就是因爲空中與海上無法建立連續運行參考站(CORS)作爲基準站,無法使用地面上的局域差分技術。

 

因此只能通過廣域差分技術將定位誤差中的各個部分(星曆誤差、大氣延遲等)通過模型計算出來,再以衛星信號的形式將這些修正信息發送給用戶,最後用戶根據修正信息並結合具體位置來計算出各個誤差並對觀測值進行改正。

 

 

SBAS工作原理

 

如果說地基增強系統主要服務於地面應用,那麼星基增強系統在航空航海應用上則更具備優勢。這也是區別兩者關係最直接的體現。

 

關於星基增強系統,國內RTK廠商其實也有在做。“中國精度”(Atlas),合衆思壯的用戶肯定聽過,作爲國內首個星基增強服務系統,由合衆思壯公司在2013年11月首先提出,並且於2015年正式對全球用戶提供商業服務。後來的中海達也推出了“全球精度(Hi-RTP)”星基增強服務。以及千尋位置更加“激進的”星地一體“天音計劃”,把星基增強+地基增強融合在一起,爲用戶提供高精度、高可靠、實時無縫的高精度時空服務。

 

地基增強系統改變了傳統RTK測量作業方式,用戶在測量時不需要架設參考站,可以單機作業,並且擴大了工作範圍,還能提高了工作效率等。

 

星基增強系統的出現彌補了地基增強系統的不足,在沙漠、海域等難以建立地面基站或者通信信號不足的地方,星基增強系統能爲我們提供高精度定位服務。

 

 

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