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国际星基增强系统发展现状及趋势

邵搏 丁群 张键 李平力 吴显兵

邵搏, 丁群, 张键, 李平力, 吴显兵. 国际星基增强系统发展现状及趋势[J]. 全球定位系统. doi: 10.12265/j.gnss.2024104
引用本文: 邵搏, 丁群, 张键, 李平力, 吴显兵. 国际星基增强系统发展现状及趋势[J]. 全球定位系统. doi: 10.12265/j.gnss.2024104
SHAO Bo, DING Qun, ZHANG Jian, LI Pingli, WU Xianbing. Development status and trend of international satellite based augmentation systems[J]. GNSS World of China. doi: 10.12265/j.gnss.2024104
Citation: SHAO Bo, DING Qun, ZHANG Jian, LI Pingli, WU Xianbing. Development status and trend of international satellite based augmentation systems[J]. GNSS World of China. doi: 10.12265/j.gnss.2024104

国际星基增强系统发展现状及趋势

doi: 10.12265/j.gnss.2024104
基金项目: 陕西省重点研发计划(2021ZDLGY08-01);陕西省创新能力支撑计划(2021TD-03)
详细信息
    作者简介:

    邵搏:(1983—),男,博士,高级工程师,研究方向为星基增强技术和差分完好性算法. E-mail:shaobo@cetc-pnt.com

    丁群:(1967—),男,硕士,研究员,研究方向为卫星导航技术、北斗卫星导航系统工程. E-mail:13991202985@139.com

    张键:(1993—),男,硕士,工程师,研究方向为星基增强技术差分完好性处理和性能评估. E-mail:1063865346@qq.com

    通信作者:

    邵 搏E-mail: shaobo@cetc-pnt.com

  • 中图分类号: P228

Development status and trend of international satellite based augmentation systems

  • 摘要: 为推动GNSS在高生命安全领域的应用,出现了以星基增强系统(Satellite-Based Augmentation System,SBAS)为代表的增强手段,全面提升了GNSS服务的精度、完好性、连续性和可用性. 美国、日本等国家及欧洲均已启动了SBAS性能提升工作,从单频增强系统向双频增强系统进行过渡,以期进一步提升星基增强服务能力. 本文对国际SBAS的组成、服务性能、进展情况和后续发展规划进行了总结, 并重点介绍了我国北斗星基增强系统(BeiDou Satellite-Based Augmentation System,BDSBAS)的系统架构、服务能力、应用验证评估工作和国际化推进情况. 随着国际民用航空组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)最新版国际民用航空公约附件10的生效,BDSBAS已成为国际认可的星基增强服务系统. 后续,为了推动BDSBAS在高生命安全领域的应用,需要尽快完成民航应用验证评估工作,使得BDSBAS跻身正式服务行列.

     

  • 图  1  SBAS分布示意图

    表  1  GNSS应用于民用航空的性能要求[6]

    飞行阶段 水平/垂直精度 完好性 连续性 可用性
    完好性风险 水平/垂直
    告警门限
    告警
    时间
    航路 3.7 km 1×10−7/h 3.7 km 5 min 1-10−4~1-10−8/ h 0.99~0.99999
    终端区 3.7 km 1×10−7/h 1.85 km 15 s 1-10−4~1-10−8/ h 0.99~0.99999
    非精密进近(NPA) 220 m 1×10−7/h 556 m 10 s 1-10−4~1-10−8/ h 0.99~0.99999
    一类垂直引导进近(APV-I)/决断高度
    75 m垂直导航信标性能(LPV-250)
    16 m/20 m 2×10−7/150 s 40 m/50 m 10 s 1-8×10−6/15 s 0.99~0.99999
    决断高度60 m垂直导航信标性能(LPV-200) 16 m/4 m 2×10−7/150 s 40 m/35 m 6.2 s 1-8×10−6/15 s 0.99~0.99999
    二类垂直引导进近(APV-II) 16 m/8 m 2×10−7/150 s 40 m/20 m 6 s 1-8×10−6/15 s 0.99~0.99999
    一类精密进近(CAT I) 16 m/4~6 m 2×10−7/150 s 40 m/10~15 m 6 s 1-8×10−6/15 s 0.99~0.99999
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    表  2  国际SBAS系统综合比对

    SBAS系统 服务供应商标识 单频增强服务 双频增强服务
    增强对象 服务等级 服务状态 增强对象 预期服务等级 服务状态
    WAAS 0 GPS L1 LPV-200 正式运行 GPS L1/L5 CAT I 建设中
    EGNOS 1 GPS L1 LPV-200 正式运行 GPS L1/L5
    Galileo E1/E5
    CAT I 建设中
    MSAS 2 GPS L1 NPA 正式运行 论证中
    LPV-250 测试中
    LPV-200 论证中
    GAGAN 3 GPS L1 APV-I 正式运行
    SDCM 4 GPS L1 APV-I 试运行 GLONASS L1/L3
    BDS B1C/B2a
    建设中
    APV-II 试运行 GPS L1/L5
    Galileo E1/E5
    BDSBAS 5 GPS L1 APV-I 试运行 GPS L1/L5
    BDS B1C/B2a
    CAT I 试运行
    KASS 6 GPS L1 正式运行 论证中
    ANGA 7 GPS L1 LPV-200 测试中 GPS L1/L5
    Galileo E1/E5
    CAT I
    (LPV-200)
    测试中
    SouthPAN 8 GPS L1 LPV-200 测试中 GPS L1/L5
    Galileo E1/E5
    LPV-200 测试中
    Pak-SBAS 申请中 GPS L1 建设中 GPS L1/L5
    BDS B1C/B2a
    建设中
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    表  3  BDSBAS增强服务性能指标

    性能指标 单频增强服务 双频增强服务
    精度 水平 16 m 16 m
    垂直 20 m 4 m
    完好性 告警时间 10 s 6 s
    完好性风险 2×10−7/150 s 2×10−7/150 s
    水平告警门限 40 m 40 m
    垂直告警门限 50 m 10 m
    连续性 1-8×10−6/15 s 1-8×10−6/15 s
    可用性 99% 99.9%
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  • 收稿日期:  2024-06-04
  • 网络出版日期:  2024-11-13

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