北斗衛星導航系統的廣域差分與完好性服務(wù)

衛星導航是運動(dòng)載體通過(guò)接收導航衛星發(fā)送的導航信號，以導航衛星作為動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)，實(shí)時(shí)地測定自身的位置和速度，進(jìn)而實(shí)現導航的過(guò)程。衛星導航的基本功能就是向各類(lèi)用戶(hù)(靜止的或運動(dòng)的)實(shí)時(shí)提供準確、連續的位置、速度和時(shí)間信息。

衛星導航系統是重要的空間信息基礎設施，所以我國很重視衛星導航系統的建設，已經(jīng)制定了“三步走”發(fā)展戰略。第一步是北斗導航試驗系統建成運行;第二步是2012年前建成區域性無(wú)源衛星導航系統;第三步是2020年前建成全球性無(wú)源衛星導航系統。

目前正在建設區域性無(wú)源衛星導航系統。該系統融衛星導航與廣域差分為一體，向用戶(hù)實(shí)時(shí)播發(fā)衛星導航信息、廣域差分改正信息及完好性信息等。導航信息可為用戶(hù)提供基本的導航定位服務(wù);廣域增強信息根據用戶(hù)的不同等級，可為用戶(hù)提供更高精度的定位精度，改善區域的導航性能，為所覆蓋區域導航用戶(hù)提供全天候、高性能的導航定位服務(wù)。完好性信息可為用戶(hù)提供區域導航系統的可用性信息，當系統不可用或導航精度降低時(shí)，及時(shí)向用戶(hù)告警。

北斗導航定位增強系統主要包括三部分：空間部分、地面部分和用戶(hù)部分?？臻g部分由攜帶導航轉發(fā)器的地球靜止軌道(GEO)衛星組成。地面部分由若干參考站和主控站組成。北斗導航定位增強系統具有三種功能，即地球靜止衛星(GEO)測距功能、完好性監測功能和廣域差分功能。測距功能就是GEO衛星發(fā)射似GPS信號，把GEO衛星作為附加的導航星，增強衛星導航的可用性。地面完好性廣播(GIB)功能可為用戶(hù)提供完好性信息，因此，具有完好性監測的衛星導航系統可用性將滿(mǎn)足所有飛行階段直至I類(lèi)精密進(jìn)場(chǎng)的RNP完好性要求。采用GIB方法增強后，只需4顆可見(jiàn)衛星，而不是6顆具有良好幾何配置的可見(jiàn)衛星就可確定出超差衛星。測距和完善性服務(wù)將在GEO導航轉發(fā)器的整個(gè)地跡范圍內提供服務(wù)，差分修正服務(wù)只能對應地面監測臺網(wǎng)的地區范圍內提供服務(wù)。

參考站采集導航衛星和GEO衛星的距離和(或)相位數據，并傳送至主站，在主站計算差分改正數，利用參考站的測量殘差確定導航衛星和GEO衛星的完好性。GEO衛星攜帶的導航轉發(fā)器向用戶(hù)播發(fā)參考站得到的衛星改正數據和完好性信息，并發(fā)射導航衛星測距信號和導航電文，GEO衛星的作用猶如又一顆導航衛星。地面部分還包括GEO衛星跟蹤站、主控站和數據發(fā)送站。用戶(hù)部分是指用戶(hù)接收機，這種接收機與普通的導航衛星接收機兼容，既能接收GEO衛星發(fā)射的信號，也能接收導航衛星信號。