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地基增强系统应用简述
1. 背景
地基增强系统,即ground-based augmentation systems(缩写:GBAS),通过提供差分修正信号,可达到提高卫星导航精度的目的;优化后的定位精度可以从毫米级至亚米级不等;该系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。
鉴于GBAS存在的诸多优势,在国内外得到了大力的发展,简述如下;
系统名称 美国CORS系统 EPN系统 所述国家 美国 欧洲 参考站数量 超过1900个 未知 其他 由NGS负责管理 覆盖整个欧洲大陆,由连续观测高精度的GPS/GLONASS接收机构成的若干站组成,是由多国参加实现精确地理参考大地测量的基础 SAPOS系统 德国 200个左右 平均40km间距,广泛用于测量、运输、建筑、房屋和国防等领域 GeoNet系统 日本 超过1200个 平均密度20km,主要用于地震监测和预报,控制测量,建筑及工程测量 中国地壳运动观测网络 中国 永久站: 25+200个 由中国地震局牵头,中科院、总参测绘局、国家测绘局、国家气象局、教育部参与 上海CORS服务网 北京CORS服务网 北斗地基增强系统 中国 中国 中国 14+9个 28个 计划1300个 由北京市信息资源管理中心建立 由中国兵器工业集团作为总体研制单位
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欧洲EPN系统示意图
德国SAPOS系统示意图
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日本GeoNet系统
地基增强系统和CORS系统的关系,简要描述如下:
系统名称 CORS系统 系统特点 基于永久参考站计算差分修正数,通过移动网络/UHF电台等向用户播发 地基增强系统 基于连续运行的永久参考站,解算出的修正数包括区域信号(类似CORS信号)和广域差分信号(类似SBAS),播发方式包括移动网络/UHF电台/同步卫星等; 相互关系 地基增强系统比CORS内容更丰富,应用更广泛。 2. 系统组成
地基增强差分系统由连续运行基准站网、系统控制与数据中心、数据通信网络以及用户应用子、系统等组成,各子系统的定义与功能介绍如下。
1) 连续运行基准站子系统; 2) 系统控制与数据中心子系统;
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3) 数据通信网络子系统; 4) 用户应用子系统;
各子系统功能定义
系统名称 连续运行基主要工作内容 卫星信号的捕获、跟踪、采集设备构成 单个基准站(含北斗接收知识产权的北准站子系统; 与传输;设备完好性监测 数据分流与处理;系统管理与系统控制与数据中心 维护;服务生成与用户管理 管理各播发站、差分信息编计算机、软件 码、形成差分信息队列 数据通信网络 子系统 用户应用子系统 把基准站北斗观测数据传输气象专网、SDH 等 至数据中心 把系统差分信息传输至用户 按照用户需求进行不同精度(B1\\B2\\B3的接收机)、数定位 据通信终端、软件系统 RTK等 公众移动通信网 兼容北斗信号的接收设备适于DGPS、无线网络 GSM、GPRS等 软件实现 机、计算机、UPS 等) 斗接收机 计算机、网络设备、数据通一个中心 信设备、电源设备 主要技术 采用我国自主
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卫星系统基准站BDSGPSGLONASSGallieo光纤专网Internet卫星通讯数据中心GPRS/3GUHF/VHF平台软件卫通用户终端驾考GIS导航测绘海洋航空农业 地基增强系统示意图
其中,基准站子系统主要由天线、接收机、通信设备、供电设备、避雷设备、气象设备及观测室等组成,见下图:
地基增强基准站子系统示意图