SBAS简介

星基增强系统,又名SBAS(Satellite-Based Augmentation System),一般通过地球静止轨道(GEO)卫星搭载导航增强信号转发器,可以向用户播发星历误差、卫星钟差、电离层延迟等多种修正信息,实现对全球卫星导航系统定位精度的改进。

GPS全球导航系统发展比较早,在各项导航应用中的性能也比较优越,因此全球多个国家先后建立了针对GPS导航系统的SBAS系统;俄罗斯针对Glonass导航系统也建立了自己星基增强系统SDCM,由于Glonass系统的特殊性,SDCM系统也独居一支同时为GLONASS系统和GPS系统提供增强服务。随着Galileo导航系统,SBAS系统兼容Galileo系统已经开展相应的规划。BDSBAS的建设也在如火如荼的进行中,BDSBAS相关接口说明今年年中会也公布颁发。

目前全球已具备服务状态的SBAS系统有美国的WAAS、欧洲的EGNOS、日本的MSAS、印度的GAGAN和俄罗斯的SDCM,正在进行建设的中国的BDSBAS(也称为SNAS)、韩国的KASS以及尼日利亚的NSAS是正在建设和测试的星基增强系统,正在进行研究部署的中南美洲的SACCSA、加拿大的CWAAS、澳大利亚的AUSBAS。

 

 

 1.WAAS增强系统

WAAS(Wide AreaAugmentation System)广域增强系统是部署在美国本土境内,WAAS包括38个地面站点和3颗地球同步静止卫星,同步卫星的覆盖范围如下图所示。

WAAS增强系统的3颗卫星的状态如下表,WAAS系统建设用过的两颗星目前已废弃。

卫星名称 PRN NMEA 位置 播发频点 运行状态
Inmarsat 4F3 (AMR) 133 46 98 W L1 正常
Galaxy 15 (CRW) 135 48 133 W L1 正常
Telesat Anlk F1R (CRE) 138 51 107.3 W L1 正常
Inmarsat 3F3 (POR) 134 47 178 W L1 停止服务
Inmarsat 3F4 (AOR-W) 122 35 142 E L1 停止服务

 

2. EGNOS增强系统

 

EGNOS增强系统,全称为:Euro Geostationary Navigation Overlay Service,欧洲同步卫星导航覆盖系统,EGNOS系统建立的初期主要是面向GPS导航系统L1频点进行增强,按照EGNOS的规划2011-2030年,En-route / NPA / APV1 / LPV200只基于GPS L1频点;2020年之后EGNOS在2025年会采取比较大的动作,升级EGNOS V3 会兼容L1/L5双频。

EGNOS增强系统包括40个地面站点和3颗地球同步静止卫星,同步卫星的覆盖范围如下图所示。

 

EGNOS增强系统的3颗卫星的状态如下表,EGNOS系统建设用过的一颗星目前已废弃。

卫星名称 PRN NMEA 位置 播发频点 发射时间 运行状态
Astra Ses-5 136 / 5 E L1&L5 2012/7/9 正常
ASTRA 5B 123 / 31.5 E L1 2014/3/22 正常
INMARSAT 4F2 EMEA 126 39 64 E L1 2005/3/11 正常
Inmarsat 3F2 AOR-E 120 / 15.5 E L1 Sep-96 停止服务

 

3. MSAS增强系统 

 

MSAS,全称为:Multi-Functional Satellite Augmentation System,是日本的多功能卫星增强系统,主要用于GPS误差的纠正。

 

MSAS 系统包括2个主控站(MCS)、4 个地面参考站(GMS)、2 颗 GEO卫星、2 个测距监测站(MRS),同步卫星的覆盖范围如下图所示

 

MSAS增强系统的2颗卫星的状态如下表:

卫星名称 PRN NMEA 位置 播发频点 发射时间 运行状态
MTSAT-1R 129 NMEA#42 140 E L1 2005/2/26 正常
MTSAT-1 137 NMEA#50 145 E L1 2006/2/18 正常

 

4. GAGAN增强系统

GAGAN,全称为:The GPS Aided GeoAugmented Navigation ,GPS辅助型近地轨道增强系统,是印度部署的广域增强系统

 

GAGAN包括15个地面站点、2个控制中心、3个上行站和3颗地球同步静止卫星,同步卫星的覆盖范围如下图所示

 

GAGAN增强系统的3颗卫星的状态如下表:

卫星名称 PRN NMEA 位置 播发频点 运行状态
GSAT-8 127 40 55 E L1&L5 正常
GSAT-10 128 41 83 E L1&L5 正常
GSAT-15 132   93.5 E L1&L5 正常

 

5. SDCM增强系统

 

SDCM增强系统,全称为:The System for Differential Corrections and Monitoring (SDCM) 差分校正和监测系统。SDCM为GLONASS以及GPS卫星导航系统提供性能强化,以满足所需的高精确度及可靠性。SDCM由24个监测站、1个中央处理站和3颗地球同步静止卫星组成,同步卫星的覆盖范围如下图所示:

 

SDCM增强系统的3颗卫星的状态如下表:

卫星名称 PRN NMEA 位置 发射时间 运行状态
Luch-5A 141 54 167 E 2011/12/11 正常
Luch-5B 125 38 16 E 2012/11/3 正常
Luch-5 140 53 95 E 2014 正常

 

6. NSAS增强系统

 

NSAS增强系统,全称为NIGERIAN SATELLITE AUGMENTATION SYSTEM。NSAS是尼日利亚的通信卫星NIGCOMSAT-1R转发增强信号实现,也是非洲、中东地区实现的首个SBAS系统,对于非洲、中东地区的增强服务意义重大。

NSAS增强系统目前只有一颗在轨卫星,播发L1和L5频段,覆盖范围如下图:

 

NSAS增强卫星的卫星状态如下表:

卫星名称 PRN NMEA 位置 播发频点 发射时间 运行状态
NIGCOMSAT 1R 147 42 42.5 E L1&L5 2011/12/19 正常

7. BDSBAS增强系统

 

BDSBAS增强系统建设按照目前北斗三号导航系统的建设,BDSBAS隶属于北斗三号导航系统的一部分,由北斗三号3颗GEO提供SBAS增强服务,用于提供B1C频点和B2a频点的增强服务,最早的一颗星于2018年11月1日发射。

BDSBAS增强系统目前2颗在轨卫星,播发L1和L5频段,覆盖范围如下图:

 

BDSBAS增强系统2颗卫星的状态如下表所示: 

卫星名称 PRN NMEA 位置 播发频点 发射时间 运行状态
GEO-1 130 - 140 E L1&L5 2018/11/1 正常
GEO-2 - - - - 2020/3/9 测试

目前很多国家都在积极发展SBAS系统的建设用于提升导航系统的服务性能,SBAS系统的提升的定位性能的提升可以用下表看出:

序号 位置精度 服务 运行状态
1 100m GNSS导航服务 GPS+SA
2 15m GNSS导航服务 GPS-SA
3 3~5m GNSS导航服务 DGPS
4 <3m GNSS导航服务+SBAS系统 GPS+SBAS

 

如果目前正在规划和建设的SBAS系统都能够建设完成并能够通过相关的测试认证,未来的SBAS系统之间将会实现无缝切换,国际民航、远洋船等将会实现基于SBAS系统的无缝的巡航。

 

SBAS 即Satellite Based Augmentation Systems (DGNSS/DGPS/WAAS/EGNOS),星基增强系统。

它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。

SBAS 系统主要由四部分组成:地面参考基站,主控站,上传站和地球同步卫星等。

目前全球发展的SBAS系统有

欧空局接收卫星导航系统(EGNOS),覆盖欧洲大陆;

美国的DGPS(Differential GPS),美国雷声公司的广域增强系统(WAAS FAA),覆盖美洲大陆;

日本的多功能卫星增强系统(MSAS),覆盖亚洲大陆;

印度的GPS辅助型静地轨道增强导航(GAGAN)。

SBAS四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正信息;

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电离层改正信息:

电离层改正信息主要由两条报文组成: 

1、Ionospheric Grid Point Mask Message Type 18

2、Ionospheric Delay Corrections Messages Type 26 

 

 

 

 

posted @ 2020-03-11 22:33  Silly-man  阅读(7659)  评论(0编辑  收藏  举报