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卫星导航差分系统和增强系统(十一)

卫星导航差分系统和增强系统(十一)刘天雄【期刊名称】《卫星与网络》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】4页(P66-69)【作者】刘天雄【作者单位】【正文语种】中文3.4.1 美国广域增强系统(WAAS)3.4.1.1 系统组成广域增强系统（Wide Area Augmentation System，WAAS）是美国联邦航空管理局(Frderal avaiation administration，FAA)主导的星基增强系统（Satellite Based Augmentation Svstem，SBAS），为满足美国民用航空对GPS更高的定位精度要求，特别是完好性要求，1992年，FAA在美国GPS广域差分系统（Wide Area Differential GPS，WADGPS）的基础上，设计了利用位于地球同步静止轨道的通信卫星（GEO卫星）广播GPS差分修正数据和完好性信息，实现在北美地区GPS的SBAS服务。

WAAS的GEO卫星不仅播发增强信号，作为完好性告警通道，同时还播发测距信号，利用GEO卫星覆盖范围大且位置相对稳定的特点，提高GPS星座用户可见卫星数量。

WA A S 由地面段（WA A S G r o u n d Segment）、空间段（WAAS SpaceSegment）和用户段（WAAS User Segment）三部分组成，其中地面段由38个广域参考站（Widearea Reference Stations，WRSs）、3个位于美国本土大陆两端的广域主控站（Wide-area Master Stations，WMSs）、6个地面上行链路站（Ground Uplink Stations，GUS）、2个系统运行中心（operational centers，OC）以及陆地通信网络（Terrestrial communication Network，TCN）组成，其中地面上行链路站一般又称为地球站（Ground Earth Stations，GESs）。

GNSS增强技术发展探讨

学术论丛
对州
ＧＮＳＳ增强技术发展探讨
张宏雷
黑龙江大学电子工程学院黑龙江哈尔滨１５００８０
目前，全球卫星导航系统（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓ — 增强系统（ＷＡＡＳ）。Ｓｔａｎｆｏｒｄ大学于１９９２年成立了ＷＡＲＳ实验ｔｅｍ，ＧＮＳＳ）在表现出诸多优点的同时，也存在着一定的缺陷，室，在西海岸组成了３个站的试验系统，１９９４年进行飞行试可靠性和完好性方面难以满足作为单一导航系统的要求，尤验，垂直精度好于３．１米（９５％），能满足Ｉ类精密进近的需要。
给局域用户，一般为２０ｋｍ内的用户服务。作为欧洲全球卫星导航计划的第一阶段ＧＮＳＳ１，由欧洲早在１９８１年，ＮＡＳＡ的Ｔａｙｌｏｒ和Ｓｅｎｎｏｔｔ就提出了辅助空间局（ＥＳＡ），欧洲空中导航安全组织（ＥｕＲ０ｃ０ＮＴＲ０Ｌ）和欧
导航系统的设想，他们利用地面站通过ＧＥＯ卫星向覆盖范闸委会（Ｅｃ）于１９９３年提出联合共建欧洲地球静止卫星导航重内的ＧＰＳ接收机传递ＧＰＳ卫星星历和历书信息，辅助接收机叠系统（ＥＧＮＯＳ）也是一种比较典型的区域导航增强系统。它预测ＧＰＳ卫星可视性和载波频偏，并消除了直接从ＧＰＳ信号通过ｉ颗静止轨道的卫星来对ＧＰＳ系统或者ＧＬＯＮＡＳＳ系统中获取相应数据而造成的较长的信号解调时间。进行增强，以提高导航系统在某些特定环境下的定位性能。ＷＡＡＳ是由美国联邦航空局（ＦＡＡ）发展的星基增强系统ＥＧＮＯＳ系统主要通过传输导航卫星的差分修正信息和完好（ＳＢＡＳ）。基于对增强ＧＰＳ信息基本服务功能的需求，美国联邦航空局在其首席科学家、美藉华人陆经纬先生的主持下设计了一个广域增强系统（ＷＡＡＳ），能提供精确导航所需的可用度、完备性和精确度，覆盖了一个非常广阔的服务区域。ＷＡＡＳ由２５个位置己知的地面参考站网络组成，每个站将ＧＰＳ卫星测得的结果与其经过验证的地图坐标相比较，并改进可视范同内所有卫星的修正值然后送给１或２个量值，以及其飞行器信息来综合６个主站、４４个监测站、６颗ＧＥＯ和ｌ６个ＧＥＯ地面站，在覆计算过程。现有增强系统主要分为以下两种：盖区对于Ｉ类精密进近提供单一导航能力。（１）．ｓａｔｅｌｌｉｔｅ — ｂａｓｅｄａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ？（ＳＢＡＳ）：币０用额外ＮｏｖＡｔｅｌ新一代的ＷＡＡＳ接收机ＷＡＡＳ参考站接收机的卫星广播信息，该系统包括一些地面站，位置是精确设计Ｇ — ＩＩ，利用ＮｏｖＡｔｅｌ的最新技术可以为星基增强系统（ＳＢＡＳ）的，地面站对ＧＮＳＳ卫星进行测量，然后地面站将测量值反馈用户提供超出预期的跟踪性能、先进的完善性监测性能的改给卫星，卫星再将这些信息数据广播给用户。必须是明确的信进的多路径干扰抑制性能。息格式和频率。通过使用ＳＢＡＳ差分信号，可以使区域ＧＰＳ接收机获取（２）．ｇｒｏｕｎｄ－ｂａｓｅｄａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ（ＧＢＡＳ）和ｇｒｏｕｎｄ — 更高的定位精度。雷神公司是唯一一家已获得安全飞行业务ｂａｓｅｄｒｅｇｉｏｎａｌａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ（ＧＲＡＳ）：将测量值直接发送认证的卫星增强系统提供商。

GLONASS 系统简介

GLONASS 系统简介GLONASS 是 GLObal NAvigation Satellite System( 全球导航卫星系统 ) 的字头缩写，是前苏联从 80 年代初开始建设的与美国 GPS 系统相类似的卫星定位系统，也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。

现在由俄罗斯空间局管理。

GLONASS 系统的卫星星座由 24 颗卫星组成，均匀分布在 3 个近圆形的轨道平面上，每个轨道面 8 颗卫星，轨道高度 19100 公里，运行周期 11 小时 15 分，轨道倾角64.8 °。

与美国的 GPS 系统不同的是 GLONASS 系统采用频分多址 (FDMA) 方式，根据载波频率来区分不同卫星（ GPS 是码分多址（ CDMA ），根据调制码来区分卫星）。

每颗 GLONASS 卫星发播的两种载波的频率分别为 L1=1,602+0.5625k(MHz) 和 L2=1,246+0.4375k(MHz) ，其中k=1 ～ 24 为每颗卫星的频率编号。

所有 GPS 卫星的载波的频率是相同，均为 L1=1575.42MHz 和 L2=1227.6MHz 。

GLONASS 卫星的载波上也调制了两种伪随机噪声码： S 码和 P 码。

俄罗斯对 GLONASS 系统采用了军民合用、不加密的开放政策。

GLONASS 系统单点定位精度水平方向为 16m ，垂直方向为 25m 。

GLONASS 卫星由质子号运载火箭一箭三星发射入轨，卫星采用三轴稳定体制，整量质量1400kg ，设计轨道寿命 5 年。

所有 GLONASS 卫星均使用精密铯钟作为其频率基准。

第一颗GLONASS 卫星于 1982 年 10 月 12 日发射升空。

到目前为止，共发射了 80 余颗 GLONASS 卫星，最近一次是 2000 年 10 月 13 日发射了三颗卫星。

截止 2001 年 1 月 10 日为止尚有10 颗 GLONASS 卫星正在运行。

卫星导航系统点波束功率增强信号参数优化设计

文第章２４编０３２号１卷：１年００１１第０５０１月６０Ｘ期（２０２１）１０２９５４０７Ｓｙｓｔｅｍｓ系Ｅｎ统ｇｉ工ｎｅ程ｅｒｉ与ｎｇ电ａ子ｎｄ技Ｅｌ术ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ网址ＶｏＯ：ｌｗｃ．ｔｗ４ｏｗ３ｂｅ．ｓｒｙＮｓ２ｏ０ｅｌ２．ｅ１１．０ｃｏｍ
卫星导航系参统数点优波化束设功计率增强信号
吕志成，李蓬蓬，李立勋
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｓａｔｅｌｌｉｔｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ｐｏｗｅｒｅｎｈａｎｃｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｓｐｏｔｂｅａｍ
Байду номын сангаас
０引言
概念，其核心思想是在复杂电子环境中，使已方部队有效利用卫星导航系统，同时阻止敌方使用该系统［１２］。卫星导航
１９９７年，美军针对其全球定位系统（ｇｌｏｂａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ系统点波束功率增强技术作为导航战体系的重要组成部
（国防科技大学电子科学学院，湖南长沙４１００７３）
对点摘波束要功率：导增航强卫信星号面具向有特波定束区宽域度播窄发、指点向波可束变功的率特增点强，信研号究，了是信提号高功导航率信增号强抗幅干度扰、半性波能束的角一和种扫有描效角措等施工。针作参数对覆盖性能的影响。分析结果表明，功率增强幅度在０～２０ｄＢ变化时，等效载噪比线性增加，具有最好的增强效果。当高轨地球同步轨道（ｇｅｏｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｅａｒｔｈｏｒｂｉｔ，ＧＥＯ）／倾斜地球同步轨道（ｉｎｃｌｉｎｅｄｇｅｏｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｅａｒｔｈｏｒｂｉｔ，ＩＧＳＯ）卫星和中轨道（ｍｅｄｉｕｍｅａｒｔｈｏｒｂｉｔ，ＭＥＯ）天线半波束角分别为０．８６°和１．３１°时，在卫星发射总功率不变的条件下可实现２０ｄＢ的点波束功率增强，对应的作用区半径分别为５４２ｋｍ和４９４ｋｍ。当ＧＥＯ／ＩＧＳＯ卫星和ＭＥＯ卫星天线扫描角分别取７．７９°和１１．９０°时，最大功率增强覆盖范围半径可达到９０４６ｋｍ和８５３８ｋｍ。

卫星导航系统优化方案

卫星导航系统优化方案随着科技的不断发展，卫星导航系统已成为现代社会中不可或缺的一部分。

通过卫星导航系统，我们可以轻松准确地确定自己的位置、导航到目的地，并在海上、陆地和空中等不同场景中获得精准的导航信息。

然而，在实际的使用中，我们也会遇到一些问题，例如信号干扰、定位不准确等。

为了解决这些问题，我们需要进行卫星导航系统的优化。

首先，卫星导航系统优化的关键是增强信号的稳定性和精确性。

为了实现这一目标，我们可以采取以下措施：1.增加卫星数量：增加卫星数量可以提高信号的覆盖范围和相互之间的交叉验证，从而增强信号的稳定性。

通过增加卫星数量，我们可以减少因建筑物、树木或地形等遮挡导致的信号中断的情况。

2.改进接收设备：升级和改进卫星导航接收设备可以提高信号接收的敏感性和稳定性。

使用先进的接收设备可以更好地捕捉到微弱的卫星信号，提高定位准确性。

3.采用多路径复合技术：通过采用多路径复合技术，可以减少由于信号的多径传播导致的误差。

多路径复合技术利用多个接收天线和算法来处理多个信号路径，从而提高定位的准确性。

其次，为了从用户的角度提高卫星导航系统的使用体验，我们还可以考虑以下几点优化方案：1.提供实时交通信息：卫星导航系统可以结合实时交通信息，例如交通堵塞、事故情况等，为用户提供更准确的导航建议。

用户可以根据交通信息选择更合适的道路和时间，从而避免拥堵和延误。

2.开发个性化服务：卫星导航系统可以根据用户的习惯和需求，提供个性化的服务。

例如，根据用户的喜好推荐热门景点、餐厅和购物场所，提供定制化的导航路线。

3.提供语音导航和智能语音助手：通过语音导航和智能语音助手，用户可以更方便地使用卫星导航系统。

语音导航可以减少用户对屏幕的依赖，提供步行、驾车等多种导航模式。

智能语音助手可以通过语音交互，为用户提供实时的导航指导和询问用户的需求，提高用户的使用便捷性。

最后，为了确保卫星导航系统能够在各种环境下正常运行，并能够应对各种挑战，我们还需要考虑以下方面：1.实施备份系统：建立备份卫星和接收站点，以确保即使主要卫星或接收设备故障，仍能提供稳定的导航服务。

卫星导航系统功率增强对区域定位服务性能的影响分析

述两种功率增强策略的特点及存在的不足，本文最后提出了一种折中考虑控制复杂度和服务性能的改进方案。
关键词：卫星导航系统；导航战；功率增强技术
中图分类号：Ｐ２２８文献标识码：Ａ文章编号：１０ —３８２１）１０５－７００１２（０２Ｏ－０５０
第３３卷第１期
２１０２年１月
宇航
学
报
Ｖｏ．３Ｎ．１３０１
ＪｕｎｌｆＡｓｏａｔｓｏｒａｔｎｕｉｏｒｃ
Ｊｎａｙ２１ａｕｒ０２
卫星导航系统功率增强对区域定位服务性能的影响分析
须在战争准备期间，播发功率增种卫星组合，．：分别计算每种组
合情况下战区中心的ＧＯＤＰ值；步骤３．将ＧＯＤＰ取值最小对应的卫星组合，确
量和布局进行合理规划，对功率增强信号持续的时
Ｔｅｈｎ，ｔｅｐｒｏｍａｃｆｒｇｏｏｉｏｉｇｓｒｉｅｕｄｒｃｒｉｇｏｔｄｆｒｎｏｒｅｈｎｅｔａｅａｎｌｚｄａｄｈｅｒｎｅｏｉｎｐｓｔｎｎｅｖｃｎｅａｒｎｕｉｅｅｔｗｅ・ｎａｃｄｓｒｔｇｗｓａａｙｅｎｆｅｉｙｆｐｙｃｍｐｒｄｆｍｅｅａｓｅｔｓｃｓｔｅｃａａｔｒｓｃｏｏｅａｅｓｂｌｙａｄｃｍｐｅｉ．Ｔｅｒｓｌｆｓｍｕａｉｎｏａｅｒｏｓｖｒｌａｐｃｓｕｈａｈｈｒｃｅｉｔｆｃｖｒｇ，ｕａｉｔｎｏｌｘｔｉｉｙｈｅｕｔｏｉｌｔｓｏｓｏｈｔｃｒｙｎｕｏｒｅｈｎｅｔｔｇｏｌｒｖｄｆｌ・ｍｅｓｒｉｅｎｔｒｅｅｎａｓａｔｌｔｈｗｔａａｒｉｇｏｔｐｗｅ－ｎａｃｄｓｒｅｙｗｕｄｐｏｉｅｕｌｔｅｃｓｉａｇｔａａａｄｃｕｅｐｒｉ－ｍｅ－ａ・ｉｖｒａ・ｉｃｖｒｇｎ１～２％ｏｅｇｏａｅｉｎ．Ｔｅｓｔｌｔｏｅ — ｎａｃｄｓａｅｉｓｂｓｄｏｈｕｅｏｅｔＧＤａｕｏｅａｅｉ００ｆｔｌｂｌｒｇｏｓｈａｅｌｅｐｗｒｅｈｎｅｔｔｇｅａｅｎｔｅｒｌｆｂｓｈｉｒＯＰｖｅｌａｄｂｓｄｏｈｌｆｓｌｓｗｉｈｔａｄａｔｇｎＧｎａｅｎｔｅｒｅｏｍａｌｔｓｔｉｕｅｃｍｅｈｄａｖｎａｅｉＤＯＰｖｕｎｏｌｘｔｅｐｃｉｅｙＢａｅｎｔｅａｅａｄｃｍｐｅｉｒｓｅｔｌ．ｌｙｖｓｄｏｈｃａａｔｒｔｓａｄｓｏｔｏｎｓｏｏｅｔｏｓｒｔｇｅ，ｔｅｐｐｒｃｎｌｄｄａｍｐｏｅｎｒｇａｗｈｃｏｓｄｒｄｈｒｃｅｉｉｎｈｒｃｍｉｇｆａｖｗｔｅｉｓｈａｅｏｃｕｅｎｉｒｖｍｅｔｐｏｒｍｉｈｃｎｉｅｅｓｃｂａ

中国北斗重要知识

中国北斗的重要知识：
1.组成：中国北斗由空间段、地面段和用户段三部分组成。

空间段
由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。

2.定位原理：北斗导航系统采用双系统架构，包括全球卫星导航系
统（BDS-2）和全球卫星增强系统（BDS-3）。

北斗导航系统采用时分多址技术和频分多址技术，可以提高系统吞吐量和多用户并发能力。

3.应用领域：北斗系统不仅能够提供导航位置信息，还支持通信、
监测、预警等多种应用。

此外，北斗系统还可以用于智能生产、智能生活、应急救援等领域。

4.国际认可：中国北斗卫星导航系统已经得到了国际社会的广泛认
可和接受。

北斗系统已经与全球多家卫星导航系统签署了合作协议，并且在国际海事组织（IMO）和国际民用航空组织（ICAO）等国际组织中发挥了积极的作用。

5.未来发展：中国北斗系统将继续发展，计划在未来几年内实现全
球覆盖，并进一步提高定位精度、服务可用性和可靠性等指标。

此外，中国还计划将北斗系统与其他新兴技术相结合，如人工智能、物联网等，以推动各行业的数字化转型和智能化升级。

广域差分简介

SBAS 即Space Based Augmentation System,是利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域差分增强系统。

目前全球发展的SBAS系统有：欧空局接收卫星导航系统(EGNOS)，欧洲大陆美国雷声公司的广域增强系统(W AAS)，美洲大陆日本的多功能卫星增强系统（MSAS），亚洲大陆三者具有完全兼容的互操作性。

其特点是：1、通过地球静止卫星（GEO）发布包括GPS卫星星历误差改正、卫星钟差改正和电离层改的信息；2、通过GEO卫星发播GPS和GEO卫星完整的数据；3、GEO卫星的导航载荷发射GPS L1测距信号。

SBAS覆盖图WAAS 这个名词、全名为Wide Area Augmentation System，即广域增强系统。

WAAS是美国联邦航空局（FAA）及美国交通部为提升飞行精确度而发展出来的，因为目前单独使用GPS 并无法达到联邦航空局针对精确飞行导航所设定的要求。

WAAS 包含了约25个地面参考站台，位置散布于美国境内，负责监控GPS 卫星的资料。

其中两个分别位于美国东西岸的主站台搜集其它站台传来的资料，并据此计算出GPS 卫星的轨道偏移量、电子钟误差，以及由大气层及电离层所造成的讯息延迟时间，汇整后经由两颗位在赤道上空之同步卫星的其中之一传播出去。

此W AAS 讯号的发送频率与GPS 讯号的频率相同，因此任何具备WAAS 功能的GPS 机台都可接收此讯号，并藉此修正定位信息。

WAAS 可以校正由电离层干扰、时序控制不正确以及卫星轨道错误等因素所造成的GPS 讯号误差，也能提供各卫星是否正常运转之信息。

虽然W AAS 目前尚未正式通过美国航空局的飞行使用认证，但此系统已开放给一般民众使用，例如从事航海或其它休闲活动的人们。

W AAS提供校正GPS讯号的功能，让您得到更精确的定位。

到底能提升多少精确度呢？官方给出的数据是，可以平均提升最多五倍的精确度！目前无W AAS功能的普通GPS接收机的正常精确度是15米，而一台具备W AAS功能的GPS接收机能在95%的情况下提供您误差小于三公尺的精准定位，而且您不必为了使用WAAS功能而支付任何使用费。