【GNSS】星基与地基增强系统

星基增强系统这几个字在RTK里出现的频率越来越高，之前有人问小编星基增强系统对我们测量时到底有没有帮助，这到底是个什么系统？今天小编就为大家仔细讲解一下星基增强系统，顺便也讲解一下地基增强系统，以及两者的区别。

 

星基增强系统与地基增强系统都是全球主流卫星导航系统的“补充”，司南的董事长王永泉说过它们最主要的区别在于接收信号来源的不同，一个是在“天上”，一个是在“地下”。为什么这么说呢，因为它们是一个用地球同步轨道卫星一个用地面通信手段。

 

其实从服务对象来看最能区分两者的不同。

 

地基增强系统

 

既然地基增强系统是卫星导航系统的补充，那么就先讲一下卫星导航系统，卫星导航系统如何定位的，相信大家都知道了，当接收装置接收到4颗及以上导航卫星信号时，即可计算出其所在位置。但是这种定位方式精度为10m左右。

 

可是，单纯的卫星导航定位精度(10m)对于大部分的行业应用和军用领域而言，还远远不够。

 

为了提高定位精度，人们通过在地面建立固定的参考站(CORS站)来获取卫星定位测量时的误差。进而将卫星定位坐标与自身精确坐标对比后的“改正数”结果，发送给接收机。这就有了后来的地基增强系统。

 

例如各地测绘、国土、气象等部门负责建设国家连续运行基准站CORS网就是属于地基增强系统。后来由中国兵器工业集团，国土资源部、交通部、国家测绘局、国家地震局、中国气象局、中国科学院及千寻位置网络有限公司负责建设的中国国家北斗地基增强系统同样也属于地基增强系统。

 

地基增强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。通过提供差分修正信号，可达到提高卫星导航精度的目的；

 

地基增强系统主要服务于地面应用，涵盖测绘勘探、监测控制、驾考驾培、精准农业、航空航海等专业领域，及交通导航、旅游、应急救援等大众领域。通过接收地面基准站网提供的差分修正信号、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。

 

地基增强的精度虽然很高，但覆盖范围却有一定限制。定位目标必须处在通信信号覆盖的范围之内，但在通信信号难以覆盖的高空、海上、沙漠和山区，则形成了大范围的定位盲区。

 

而为了解决更大范围的高精定位需求，人们把从参考站获取到的改正参数上传至卫星，再通过卫星向全球播发。这样，用户终端不必再受到通信能力的限制。星基增强也是由此而来。

 

 

星基增强系统

 

星基增强系统，英文名SBAS（Satellite-Based Augmentation System），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。

 

星基增强系统为什么会出现，上面也叙述了，主要原因就是为了弥补地基增强系统的不足，解决因地域限制而出现通信能力限制的问题。

 

说仔细一点，就是因为空中与海上无法建立连续运行参考站（CORS）作为基准站，无法使用地面上的局域差分技术。

 

因此只能通过广域差分技术将定位误差中的各个部分（星历误差、大气延迟等）通过模型计算出来，再以卫星信号的形式将这些修正信息发送给用户，最后用户根据修正信息并结合具体位置来计算出各个误差并对观测值进行改正。

 

 

SBAS工作原理

 

如果说地基增强系统主要服务于地面应用，那么星基增强系统在航空航海应用上则更具备优势。这也是区别两者关系最直接的体现。

 

关于星基增强系统，国内RTK厂商其实也有在做。“中国精度”(Atlas)，合众思壮的用户肯定听过，作为国内首个星基增强服务系统，由合众思壮公司在2013年11月首先提出，并且于2015年正式对全球用户提供商业服务。后来的中海达也推出了“全球精度（Hi-RTP）”星基增强服务。以及千寻位置更加“激进的”星地一体“天音计划”，把星基增强+地基增强融合在一起，为用户提供高精度、高可靠、实时无缝的高精度时空服务。

 

地基增强系统改变了传统RTK测量作业方式，用户在测量时不需要架设参考站，可以单机作业，并且扩大了工作范围，还能提高了工作效率等。

 

星基增强系统的出现弥补了地基增强系统的不足，在沙漠、海域等难以建立地面基站或者通信信号不足的地方，星基增强系统能为我们提供高精度定位服务。