卫星导航增强系统：sbas

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1、GPS理论与应用（20.卫星导航增强系统：SBAS）刘瑞华中国民航大学电子信息与自动化学院GPS理论与应用20.卫星导航增强系统：SBAS授课内容1.国外卫星导航增强系统发展2.SBAS系统原理3.卫星导航差分增强技术GPS理论与应用20.卫星导航增强系统：SBAS1、国外卫星导航增强系统发展：星导航增强系统是卫星导航系统建设中的一项重要内容，堪称卫星导航系统的“能力倍增器”。目前的卫星导航系统尽管已经在各个民商用领域应用广泛，并且成为各大强国发展所不可或缺的一环，但由于技术和系统的局限性，在某些领域如航空精密进近等仍无法满足需求，需要增强系统将其能力

2、加以提升。目前，国外卫星导航增强系统主要分为星基增强系统（SBAS）地基增强系统（GBAS）星基增强系统（SBAS）通过地球静止轨道（GEO）卫星搭载卫星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，实现对于原有卫星导航系统定位精度的改进，从而成为各航天大国竞相发展的手段。目前，全球已经建立起了多个SBAS系统，如美国的广域增强系统（WAAS）、俄罗斯的差分校正和监测系统（SDCM）、欧洲的欧洲地球静止导航重叠服务（EGNOS）、日本的多功能卫星星基增强系统（MSAS）以及印度的GPS辅助静地轨道增强导航系统（GAGA

3、N）。各SBAS系统全球分布图GPS理论与应用20.卫星导航增强系统：SBAS这些系统综合使用了各种不同增强效果的导航增强技术，最终实现了其增强卫星导航服务性能的目的。从增强效果上看，这些增强系统所使用的卫星导航增强技术主要包括精度增强技术、完好性增强技术、连续性和可用性增强技术。其中，精度增强技术主要运用差分原理，进一步可分为广域差分技术、局域差分技术、广域精密定位技术和局域精密定位技术；完好性增强技术主要运用完好性监测原理，进一步可分为系统完好性监测技术、广域差分完好性监测技术等等。连续性和可用性增强技术主要是增加导航信号源，进一步可分为天基卫星增

4、强技术、地基伪卫星增强技术等。当前卫星导航增强系统所采用的各种增强技术分类见下表。当前卫星导航增强系统所采用的增强技术分类GPS理论与应用20.卫星导航增强系统：SBAS1.1美国广域增强系统广域增强系统（WideAreaAugmentationSystem，简称WAAS）是由美国联邦航空局（FAA）开发建立的一个主要用于航空领域的导航增强系统，该系统通过GEO卫星播发GPS广域差分数据，从而提高全球定位系统的精度和可用性。美国WAAS利用遍布北美和夏威夷的地面参考站（Wide-areaReferenceStation，WRS）采集GPS信号并传送给主

5、控站（Wide-areaMasterStation，简称WMS）。WMS经过计算得出差分改正（DeviationCorrection，DC）并将改正信息经地面上行注入站传送给WAAS系统的GEO卫星。最后由GEO卫星将信息播发给地球上的用户，这样用户就能够通过得到的改正信息精确计算自己的位置。GPS理论与应用20.卫星导航增强系统：SBAS第1阶段为初始运行能力阶段（IOC）其研发始于20世纪90年代，2003年7月10日完成，实现WAAS信号对95%的美国领土的覆盖，动态定位水平精度3~5m，垂直精度3~7m。WAAS发展阶段部署与GEO卫星时间表G

6、PS理论与应用20.卫星导航增强系统：SBAS第2阶段（2003年—2008年）和第3阶段（2009年—2013年）将实现WAAS系统对航空进场着陆能力的改善，通过WAAS实现飞机的LPV（垂直指引功能定位信标）和LPV-200能力，可以使飞机在不具备仪表着陆系统（InstrumentLandingSystem，ILS，又译为仪器降落系统，是目前应用最为广泛的飞机精密进近和着陆引导系统。它是由地面发射的两束无线电信号实现航向道和下滑道指引，建立一条由跑道指向空中的虚拟路径，飞机通过机载接收设备，确定自身与该路径的相对位置，使飞机沿正确方向飞向跑道并且平

7、稳下降高度，最终实现安全着陆）的飞机场仍可实现类似于仪表着陆的高安全性着陆。而开通LPV-200认证的飞机能够使降落判决最小高度降低至200英尺，从而提高了跑道的可用性。GPS理论与应用20.卫星导航增强系统：SBAS第4阶段（2014—2028年）WAAS系统将增加L5频段信号，并实现L1和L5的双频跟踪能力。按照计划，此项能力将在2019年左右初步实现。GPS理论与应用20.卫星导航增强系统：SBAS在WAAS建立之初，其空间段由两颗国际海事卫星Inmarsat-3-F4(西太平洋地区AOR)和Inmarsat-3-F3(太平洋地区，POR)组成，

8、两颗GEO卫星的轨道分别位于西经133°和西经107°。现在，这两颗卫星已经分别被另外两颗GE