Sbas спутниковая система что это

Sbas спутниковая система что это

В силу природы спутниковых систем навигации, ни один, самый совершенный GPS приемник не может автономно определить свое местоположение с точностью выше ± 5-15 м в плане, причем, эта точность будет постоянно изменяться в зависимости от геометрии расположения спутников в пространстве, от атмосферных условий, и от множества других факторов. В большинстве случаев такая точность позиционирования будет недостаточной даже для задач навигации.

Работу системы широкозонного дифференциального сервиcа можно представить следующим образом. Базовые станции мониторинга системы (RIMS) определяют координаты каждого спутника дифференциальной коррекции, а также осуществляют непрерывное слежение за всеми спутниками NAVSTAR и ГЛОНАСС. Далее станции RIMS передают накопленную информацию на контрольные станции системы (MCC). На станциях MCC формируются дифференциальные поправки и происходит вычисление точности сигналов навигационных систем принятых всеми станциями мониторинга и погрешностей определения их координат вследствие влияния ионосферы. Затем вычисленные поправки передаются на навигационные станции передачи данных, равномерно расположенные на обслуживаемой территории. Эти станции используются для закладки навигационной информации и управления геостационарными спутниками. После этого поправки передаются на геостационарные спутники и становятся доступны пользователям GPS-ГЛОНАСС приемников на частоте L1 GPS с модуляцией и кодированием по образцу GPS-сигнала. Сигналы являются бесплатными и принимаются практически всеми GPS приемниками, включая кодовые (навигационные). Эти системы помогают повысить точность позиционирования до ±1-5 м в плане, что вполне достаточно для задач навигации.

Более полную информацию о системе WAAS можно найти по ссылке

EGNOS

Система EGNOS обеспечивает повышение точности GPS-ГЛОНАСС позиционирования до ±1-5 м на территории стран Западной и Центральной Европы, акватории Средиземного моря и части акватории Атлантического океана. На территориях стран Восточной Европы система EGNOS работает в тестовом режиме, прием сигнала нестабилен. На территории Украины прием сигналов EGNOS возможен, с постепенным ухудшением его качества по мере перемещения от западных областей к восточным.

В будущем (к 2012 году) планируется распространить действие системы EGNOS на всю территорию Украины путем создания нескольких станций RIMS. Также планируется станции RIMS в Африке, Малайзии, Южной Америки и Канаде.

Более полную информацию о системе EGNOS можно найти по ссылке

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Источник

Sbas спутниковая система что это

Спутниковая система навигации — комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат и высоты), а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов.

Содержание

Основные элементы

Основные элементы спутниковой системы навигации:

Принцип работы

Принцип работы спутниковых систем навигации основан на измерении расстояния от антенны на объекте (координаты которого необходимо получить) до спутников, положение которых известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, которым должен располагать любой спутниковый приёмник до начала измерений. Обычно приёмник сохраняет альманах в памяти со времени последнего выключения и если он не устарел — мгновенно использует его. Каждый спутник передаёт в своём сигнале весь альманах. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно вычислить положение объекта в пространстве.

Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на определённости скорости распространения радиоволн. Для осуществления возможности измерения времени распространения радиосигнала каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени в составе своего сигнала используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы. При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащимся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты антенны. Дополнительно накапливая и обрабатывая эти данные за определённый промежуток времени, становится возможным вычислить такие параметры движения, как скорость (текущую, максимальную, среднюю), пройденный путь и т. д.

В реальности работа системы происходит значительно сложнее. Ниже перечислены некоторые проблемы, требующие специальных технических приёмов по их решению:

Современное состояние

В настоящее время работают или готовятся к развёртыванию следующие системы спутниковой навигации:

NAVSTAR (GPS. Единственная полностью работающая спутниковая навигационная система.

ГЛОНАСС

Принадлежит министерству обороны России. Является попыткой восстановить функционировавшую с 1982 года советскую систему. Находится на этапе повторного развёртывания спутниковой группировки (оптимальное состояние орбитальной группировки спутников, запущенных в СССР, было в 1993—1995 гг.). Современная система, по заявлениям разработчиков наземного оборудования, будет обладать некоторыми техническими преимуществами по сравнению с NAVSTAR. Однако в настоящее время эти утверждения проверить невозможно ввиду недостаточности спутниковой группировки и отсутствия доступного клиентского оборудования.

Бэйдоу

Развёртываемая в настоящее время Китаем подсистема GNSS, предназначенная для использования только в этой стране. Особенность — небольшое количество спутников, находящихся на геостационарной орбите.

Galileo

Европейская система, находящаяся на этапе создания спутниковой группировки.

Технические детали работы систем

Рассмотрим некоторые особенности основных систем спутниковой навигации (NAVSTAR и ГЛОНАСС):

100 м) для гражданского применения и другой высокой точности (

Дифференциальное измерение

Отдельные модели спутниковых приёмников позволяют производить т.н. «дифференциальное измерение» расстояний между двумя точками с большой точностью (сантиметры). Для этого измеряется положение навигатора в двух точках с небольшим промежутком времени. При этом, хотя каждое такое измерение имеет точность порядка 10-15 метров без наземной системы корректировки и 10-50 см с такой системой, измеренное расстояние имеет погрешность намного меньшую, так как факторы, мешающие измерению (погрешность орбит спутников, неоднородность атмосферы в данном месте Земли и т. д.) в этом случае взаимно вычитаются. Кроме того, есть несколько систем, которые посылают уточняющую информацию («дифференциальную поправку к координатам»), позволяющую повысить точность измерения координат приёмника до десяти сантиметров. Дифференциальная поправка основана либо на геостационарных спутниках либо на наземных базовых станциях, может быть платной (расшифровка сигнала возможна только одним определённым приёмником после оплаты «подписки на услугу») или бесплатной.

В настоящее время (2009 год) существуют бесплатные американская система WAAS, европейская система MSAS основанные на нескольких передающих коррекции геостационарных спутниках, позволяющих получить высокую точность (до 30 см).

Различные проекты

Различные проекты, использующие координаты, получаемые от спутниковых систем навигации.

Источник

Спутниковые системы функционального дополнения

В спутниковых системах функционального дополнения (SBAS) представляется информация о целостности, дополнительные сигналы дальности и дифференциаль­ная информация, что вместе взятое обеспечивает все виды полетов, в том числе и точные заходы на посадку AVP-I и AVP-II.

SBAS состоит из трех отдельных сегментов:

— бортовые приемники SBAS.

Наземная инфраструктура включает сеть станций слежения и обработки, кото­рые принимают данные от геостационарных спутников, рассчитывают целостность, поправки и дальномерную информацию, формирующие сигнал в пространстве спут­никовых систем функционального дополнения. Спутники SBAS ретранслируют этот сигнал от наземной инфраструктуры на бортовые приемники SBAS, которые опре­деляют информацию о координатах и времени от основной орбитальной системы GNSS и геостационарных спутников SBAS. Бортовые приемники SBAS получают дальномерную информацию и поправки и используют эти данные для определения целостности и уточнения измеренного местоположения ВС.

Предполагается использование трех широкозонных (спутниковых) систем функ­ционального дополнения:

— американская WAAS (Wide Area Augmentation System);

— европейская EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay System);

— японская MSAS (Multi-Fuirictional Satellite EJased Augmentation System)

Космические сегменты SBAS включают в себя геостационарные спутники, рас­положенные на орбитах в плоскости экватора на высоте порядка 36000 км. Наиме­нование спутников и их размещение на орбите (по состоянию на конец 2002 г.) дано в табл. 2.3.

Наземные сегменты спутниковых систем функционального дополнения США — WAAS включают (по состоянию на конец 2002 г.):

— 25 широкозонных контрольных станций, предназначенных для контроля и на­блюдения за состоянием навигационного поля;

— 2 широкозонные главные станции управления, предназначенные для обра­ботки данных мониторинга;

— 6 наземных станций передачи данных космическому сегменту и распредели­тельную сеть информационного обмена и связи.

Перечень геостационарных спутников

Спутниковые системы функционального дополнения

Размещение по долготе

Перечисленные станции объединены в единую сеть линиями передачи и обра­ботки данных.

Рабочая область — от Мексиканского залива до южной части Канады и Аляска с Алеутскими островами.

После окончания проекта по расширению WAAS планируется увеличить коли­чество контрольных станций до 48, головных — до 6, передачи данных — до 16, а ко­личество геостационарных спутников до 8.

В качестве примера на рис. 1,20 представлена схема точного захода на посадку в аэропорту NORMAN (штат OKLAHOMA, USA) с использованием спутниковых сис­тем функционального дополнения WAAS.

Спутниковая система функционального дополнения EGNOS разрабатывается по инициативе государств Европейского сообщества. Использование EGNOS улуч­шит сервис космических сегментов GPS/ГЛОНАСС в Европейском воздушном про­странстве. EGNOS способен передавать навигационный GPS-подобный сигнал, что эквивалентно увеличению числа спутников в созвездиях GPS/ГЛОНАСС. Кроме того, спутники EGNOS транслируют сигнал дифференциальной коррекции, а также сооб­щения о целостности системы, что делает возможным их использование для точного захода на посадку.

Архитектура EGNOS включает:

— космический сегмент GPS/ГЛОНАСС и три активных геостационарных спут­ника. После запуска Европейской спутниковой системы Galileo архитектура EGNOS расширится;

— 33 опорные станции, расположенные во всей зоне обслуживания;

— 4 главных центра управления, расположенные в Великобритании (Шенвик), Германии (Лангене), Испании (Торриконе) и Италии (Кьямпино);

— 7 наземных навигационных станций, находящихся в Великобритании, Герма­нии, Испании, Италии, Португалии и Франции.

Зона обслуживания — Восточная часть Атлантического океана, Европа, Среди­земноморье, Северное море.

Планируется расширение зоны обслуживания с включением районов Африки, Среднего Востока, СНГ, Южной Америки.

— 4 опорные станции мониторинга, расположенные в Японии;

— 2 станции мониторинга и измерения дальности, расположенные в Австралии и на Гавайях;

— 2 станции управления, расположенные в Японии;

— сетевую систему связи.

Рабочая область — Восточная и Юго-Восточная Азия, Западная часть Тихого океана, Северная часть Австралии.

С выводом на орбиту MSAT-2 рабочая область расширится.

Применение GnsS совместно с функциональными дополнениями позволяет выполнять операции с учетом соответствующего типа RNP, указанные в табл. 2.4.

Функциональные дополнения GNNS и типы операций

Общая архитектура функционального дополнения

Источник

Sbas спутниковая система что это

Системы дифференциальной коррекции (Дополнения глобальных навигационных спутниковых систем, англ. GNSS Augmentation ) — методы улучшения характеристик работы навигационной системы, такие, как точность, надежность и доступность, через интеграцию внешних данных в процессе расчета. Применяемое сокращение DGPS (рус. ДГНСС — дифференциальные глобальные спутниковые системы).

Содержание

Спутниковая система дифференциальной коррекции (SBAS)

Принцип работы

Работу спутниковой системы дифференциальной коррекции (ССДК) можно представить следующим образом:

GDGPS

GDGPS — это высокоточная система дифференцированной коррекции GPS, разработанная лабораторией реактивного движения НАСА (JPL) для поддержки требований к позиционированию, времени и определению в реальном времени научных миссий НАСА. Будущие планы НАСА включают использование спутниковой системы слежения и ретрансляции данных (TDRSS) для распространения через спутник сообщений о дифференцированной коррекции в реальном времени.

Система обслуживается спутниками службы коррекции TDRSS (TASS). В основе навигационной технологии GDGPS лежит крупная глобальная инфраструктура, включая систему WAAS и сегмент оперативного управления GPS следующего поколения (OCX).

Используя большую наземную сеть опорных станций, инновационную сетевую архитектуру и программное обеспечение для обработки данных. Система обеспечит субдециметровую ( [4]

Широкозонные (Региональные) ССДК обеспечивающие собственную спутниковую навигационную группировку

ГНСС	GPS	ГЛОНАСС	Galileo	Бэйдоу/BDS	QZSS	IRNSS
СДК ГНСС	WAAS (англ. Wide Area Augmentation System ); WAGE (англ. Wide Area GPS Enhancement )	СДКМ	EGNOS(англ. European Geostationary Navigation Overlay Service	SNAS (англ. Satellite Navigation Augmentation System)	MSAS(англ. Multi-functional Satellite Augmentation System )	GAGAN(англ. GPS Aided Geo Augmented Navigation )
Эксплуатирующая организация	Федеральное управление гражданской авиации США; Министерством обороны США	Роскосмос	Европейское космическое агентство	Китайское национальное космическое управление	Министерством земли, инфраструктуры, транспорта и туризма	Индийская организация космических исследований
Система координат	WGS 84 (World Geodetic System 1984) [комм. 2]	ПЗ-90 (Параметры Земли 1990) [комм. 2]	GTRF 2000 (Galileo Terrestrial Referenfce Frame 2000) [комм. 2]	CGCS 2000 (China Geodetic Coordinate System 2000) [комм. 2]	JGS (Japanese geodetic system) [комм. 2]	WGS 84
Наземный сегмент (измерительные станции)	WAAS — 20 в США (кроме Аляски); 7 на Аляске; 1 на Гавайях; 1 в Пуэрто-Рико; 5 в Мексике и 4 в Канаде	46 на территории РФ; 3 в Антарктике; 1 в Республике Беларусь; 2 в Казахстане; 1 в Армении	по 1 в Северной и Южной Америках, 6 — в Африке и 22 — в Европе	16 измерительных пунктов
Космический сегмент (спутники связи)	Спутники связи «Inmarsat 4-F3» — 98°W; «Galaxy 15» — 133°W; «Anik F1R» — 107,3°W	Спутники связи Луч-5А 167° в. д.; Луч-5Б 16° з. д.; Луч-5В 95° в. д.	Спутники связи «Inmarsat 3-F2», «Inmarsat 3-F5» и ARTEMIS	Планируется развертывание системы в составе 35 космических аппаратов к 2020 году, в числе которых: 5 спутников на геостационарной орбите; 3 спутника на наклонной геосинхронной орбите.	Спутники связи MTSAT-1R — 140° E и MTSAT-2 145° E	Спутники связи GSAT-8 GSAT-10

Глобальные Сервисы ССДК

Системы SBAS обычно используют только одно созвездие GNSS, например GPS. Глобальные Сервисы ССДК совместимы с несколькими созвездиями GNSS, включая GPS, ГЛОНАСС, Galileo, BeiDou и QZSS и обеспечивают более точное, последовательное и надежное позиционирование, чем ССДК. Услуги коррекции, также доступны по всему миру, системы WAAS, СДКМ, EGNOS и прочие ограничены определёнными регионами. Сервисы используют всемирную сеть базовых станций с избыточностью в инфраструктуре для расчета и предоставления услуг коррекции. Все базовые станции, решения для коррекции и механизмы доставки контролируются глобальной командой сетевых инженеров и ИТ-специалистов для обеспечения надежности позиционирования и вещания по большей части мира. В данных сервисах как правило применяется SDGPS-методика, труднодоступная региональным системам NDGPS (Nationwide DGPS).