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天上的星星参北斗,地上的导航参星基[图]
发布时间:2016/1/8 来源:Andy 导航圈 阅读:27261
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古有北斗参星

  北极附近重要的一个星座叫北斗,古人就是通过看它来决定时间,这个极星又叫帝星,古人很早就发现天上星星的运行总是围绕着一个极点来运转,而这个点不动,这个点就是极,就是现在北极星,所有的星座都围绕着北极星旋转,一年为一个周期,由于北极星并不明亮,而其附近的北斗七星却很明亮显眼,所以古人认为天上的各个星宿都是围绕北斗旋转的,于是有了“天上的星星参北斗”的说法。

今有星基指路

  何为星基
  星基全称为星基增强系统,即SBAS(Satellite-BasedAugmentation System),它是通过地球静止轨道(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,也就是我们常提的卫星差分参考站。

  星基系统组成
  参考站:由遍布全球的多频高精度GNSS接收机作为参考站,这些站连续观察和采集原始观测数据,这部分是整体系统最为关键一步。
  数据处理中心:由各参考站获得的原始观测数据通过网络传送到数据处理中心,并结合各地用户的信息,数据处理中心最终生成各地的差分改正数据。此中心有时也会承担控制中心作用管理整个系统的运作情况。
  注入站:主要负责将数据处理中心处理后的数据或控制指令,上传至INMARSAT同步卫星。
  地球同步卫星:主要由几颗INMARSAT卫星组成,以L-BAND波段向全球用户播发差分改正数据。为了提高可靠性,一般全球同一点会同时由2颗卫星进行覆盖。
  用户端:就是我们使用者的GNSS差分设备。

国际主流的星基站差分系统

  目前,国际市场广泛认可的星基差分系统有三家:OmniSTAR 、Veripos和StarFire。

  OmniSTAR

  OmniStar系统原属Fugro公司运营,于2011年3月出售给Trimble公司运营,是一套可以覆盖全球的高精度GNSS增强系统。在通过卫星提供增强的GPS数据方面OmniSTAR为世界市场的领先者,该系统通过分布在世界各地的70个地面参考站来测定GNSS系统的误差,由分别位于美国、欧洲和澳大利亚的3个控制中心站对各参考站的数据进行分析和处理,并将经分析确认后的差分改正数据通过同步卫星广播给用户,实现高精度的实时定位。OmniSTAR主要提供VBS、XP、HP、G2四种服务(据说已经有支持北斗的G4服务了)。

  Fugro海洋产品为Marinestar。

  不解的是Trimble收了OmnniSTAR后为全球农户免费推出了自己的4厘米精度的CenterPoint RTXGNSS差分服(Trimble RTX),而没有把OmniSTAR发扬光大。

  Veripos

  Veripos系统由Subsea7公司建立,2014年被全球测量大亨海克斯康收购,在全球建立了超过80个参考站,并在英国Aberdeen和新加坡拥有两个控制中心。控制中心监控Veripos通讯系统的整体性能,也能为用户提供有关系统性能的实时信息,同时,具有开启和关闭Veripos增强系统的权限。Veripos在上海、深圳、塘沽等地建有基准站。服务类型主要有Veripos Apex,Veripos Ultra,Veripos Standard Plus,Veripos Standard,Veripos Glonass,支持BDS的服务也快了。

  其陆地服务差分称TerraSTAR,完全由海克斯康子公司NovAtel运作,在国内主要由北斗星通公司营运。

  StarFire

  StarFire是美国NAVCOM公司在1999年建立的在全球范围内提供GPS差分信号发布服务广域差分系统,它提供了独一无二的可靠性和分米级的定位精度,具备99.99%的联机可靠性。StarFire™ DGPS包括10通道(双频GPS信号接受),另外两个独立的通道,一个用于接受SBAS(satellitebasedangmentationsystem)信号,另外一个用于接受L波段差分改正信号,基本上覆盖了全世界在北纬76º到南纬76º的任何地球表面,都能提供同样的精度。

  它提供两种服务:WCT、RTG。WCT定位精度为35cm。RTG定位精度为10cm。
  国内由星火北斗公司和北京美科公司营运其差分服务。

星基差分在海洋方面的应用

  星基差分最大的市场目前其实就是在石油物探和海上定位方面,但这个领域已被Fugro和Veripos瓜分了90%。

  石油物探:目前全球最大的海上石油物探公司所使用的主定位系统如下:
  WesternGeco(西部奇科,全球最大的海上石油物探公司):VERIPOS
  CGGVeritas(法国地球物理公司,与奇科并驾齐驱):VERIPOS
  PGS(挪威石油公司):FUGRO
  BGP(中石油):VERIPOS
  COSL(中海油服):FUGRO

  海上定位:随着人类向深水领域发展,一个新兴的领域:DP(动力定位)船逐渐成为海上作业的主流,在这一领域目前全球一个有6家成熟的系统提供商,其系统标配的参考定位系统如下:
  Kongsberg------Fugro
  GE coverteam-------Veripos
  Rolls-Royce-------Veripos
  Navis-------Veripos
  MT-------Veripos
  L3 -------Veripos

国内自主的星基差分系统

中国精度

  2013年11月22日,合众思壮公司在“北斗国际化应用面临的机遇与挑战”国际研讨会上,宣布计划建设基于北斗的全球高精度增强系统。将向全球用户提供完全免费的米级精度免费开放服务,以及分米级、厘米级精度的增值授权服务,被命名为“中国精度”(China CM)。

  此系统拟投入3亿元建设“中国精度”服务系统,采用自研的接收机和天线在国内和海外同步建立全球参考站网络,投入专家技术团队,在2014开始全球参考站网络的建设,2015年实现米级精度(1-2米)免费服务,2016年实现分米级精度授权服务,到2017年实现厘米级精度授权服务。

  2015年6月15日,北京合众思壮科技股份有限公司建设的全球星基高精度增强服务系统“中国精度”正式提供服务,并面向全球同步发布(国际上称Altas)。主要应用:精细农业、灾害监测、智能电网、金融医疗、移动通信、建筑工程、航空导航、航海导航、城市管理、资源环境管理、农林应用等国计民生领域。

未来星基发展趋势

  星基差分特点
  覆盖面广,用户无需建基站;
  用户设备简单易用,无需额外差分数据链路;
  相对于RTK或CORS站其精度收敛慢(平均得20分钟左右),精度不高只有4cm以上;
  信号服务费用偏高,不利于应用普及;
  国内CORS站的普及建设,其陆地应用竞争不足;

  未来发走向
  星基差分主要在海洋、物探、农业、林业、机载等CORS站无法达到的领域发挥其优势所长,逐步普及应用。或许与接收机硬件设备绑定销售,或许提供差异化的半免费半付费的模式。

  星基差分未来就在您身边,为您提供更高精度的位置参考。