广域差分简介

1、SBAS 即Space Based Augmentation System,是利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域差分增强系统。目前全球发展的SBAS系统有：欧空局接收卫星导航系统(EGNOS)，欧洲大陆美国雷声公司的广域增强系统(WAAS)，美洲大陆日本的多功能卫星增强系统（MSAS），亚洲大陆三者具有完全兼容的互操作性。其特点是：1、通过地球静止卫星（GEO）发布包括GPS卫星星历误差改正、卫星钟差改正和电离层改的信息；2、通过GEO卫星发播GPS和GEO卫星完整的数据；3、GEO卫星的导航载荷发射GPS L1测距信号。SBAS覆盖图WAAS 这个名词、全名为 Wide Area Augm

2、entation System，即广域增强系统。WAAS是美国联邦航空局（FAA）及美国交通部为提升飞行精确度而发展出来的，因为目前单独使用 GPS 并无法达到联邦航空局针对精确飞行导航所设定的要求。WAAS 包含了约25个地面参考站台，位置散布于美国境内，负责监控 GPS 卫星的资料。其中两个分别位于美国东西岸的主站台搜集其它站台传来的资料，并据此计算出 GPS 卫星的轨道偏移量、电子钟误差，以及由大气层及电离层所造成的讯息延迟时间，汇整后经由两颗位在赤道上空之同步卫星的其中之一传播出去。此 WAAS 讯号的发送频率与 GPS 讯号的频率相同，因此任何具备 WAAS 功能的 GPS 机台都可

3、接收此讯号，并藉此修正定位信息。WAAS 可以校正由电离层干扰、时序控制不正确以及卫星轨道错误等因素所造成的 GPS 讯号误差，也能提供各卫星是否正常运转之信息。虽然 WAAS 目前尚未正式通过美国航空局的飞行使用认证，但此系统已开放给一般民众使用，例如从事航海或其它休闲活动的人们。 WAAS提供校正GPS讯号的功能，让您得到更精确的定位。到底能提升多少精确度呢？官方给出的数据是，可以平均提升最多五倍的精确度！目前无WAAS功能的普通GPS接收机的正常精确度是15米，而一台具备WAAS功能的GPS接收机能在95%的情况下提供您误差小于三公尺的精准定位，而且您不必为了使用WAAS功能而支付任何使

4、用费。 美国的WAAS这么强，欧洲人也没有闲着，欧洲正在一步步的部署计划中的“欧洲全球导航卫星系统”即GNSS。提到GNSS，就涉及到两个方面：一是美国的GPS体系；另一个就是俄罗斯的GLONASS体系。导航卫星系统除美国的GPS卫星系统外，能与其比拟的就是俄罗斯的GLObal NAvigation Satellite System(全球导航卫星系统)，即GLONASS卫星系统，也是24颗卫星组成的系统，由于经费困难，缺乏维护和补充，目前可能有19颗可用，但随着俄罗斯经济的复苏和军事上的需要，将会得到完善和健全。俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。所以欧洲开发了同时对G

5、PS和GLONASS广域星基增强系统。它的原理与美国的WAAS类似，包括相应的地面设施和空间卫星，以提高GPS和GLONASS系统的精度、完好性和可用性。欧洲GNSS的目标是分二步走,GNSS1和GNSS2，首先发展一个民间GNSS1，其主要内容是对现有GPS和GLONASS的星基进行增强，即利用静止卫星，面向欧洲范围内的导航提供服务，即European Geostationary Navigation Overlay Service （欧洲静地星导航重叠服务），这就是我们上文提到的EGNOS。然后再进一步建成GNSS2，也就是通常说的"伽利略"计划，从区域性渐进地扩展成全

6、球系统。 和WAAS一样，EGNOS通过利用静止卫星，达到了一个很高的定位精度，而且由于是开放式系统，使用EGNOS功能同样不用支付任何的使用费。那这么好的功能，美国的，欧洲的，到了中国能用吗？目前，WAAS 卫星讯号的适用范围只有北美洲。在其他地方并无任何地面参考站台，所以这些地区的 GPS 使用者就算能接收到 WAAS 讯号，也会因为讯号没经过适当的校正而无法提升其机台的精确度。即使在美国，由于卫星位于赤道上空的缘故，若所在位置之南方地平线有树林或山脉阻挡，也会不容易收到 WAAS 讯号。而EGNOS的地面设施和静止卫星也没有覆盖到亚、非、南美和远东等地区。所以，中国国内还无法使用WAAS

7、/EGNOS的精确定位服务。虽然目前中国的 GPS 使用者暂时无法享受到 WAAS 带来的好处。但目前已有许多国家正在发展类似的卫星校正系统，例如日本的 Multi-Functional Satellite Augmentation System（MSAS）系统。基于多功能的卫星增强系统（MSAS）是由日本气象局和日本交通部组织实施的基于2颗多功能卫星（MTSAT）的GPS星基增强系统，类似于美国的广域差分增强系统（WAAS）。该系统从1996年开始实施，主要目的是为日本飞行区的飞机提供全程通信和导航服务。系统覆盖范围为日本所有飞行服务区，也可为亚太地区的机动用户播发气象数据信息。 MTSAT

8、卫星是一种地球静止同步卫星（GEOs），定点位置分别在东经140度和145度编号129 、137。采用Ku波段和L波段两个频点。其中，Ku波段频率主要用来播发高速的通信信息和气象数据。L波段频率与GPS的L1频率相同，主要用于导航服务。 MSAS于2007年9月完成了地面系统与2颗MTSAT卫星的集成、卫星覆盖区测试以及MTSAT卫星位置的安全评估和操作评估测试（包括卫星信号功率测试、动静态定位测试和主控站备份切换测试等）。测试结果表明，MSAS能够很好地提高日本偏远岛屿机场的导航服务性能，满足国际民航组织（ICAO）对非精密进近阶段（NPA）和I类垂直引导进近（APV-I）阶段的水平位置误差

9、（HPE），垂直位置误差（VPE）以及相应的报警限值（HLA和VLA）的规定，具备了试运行能力。 MSAS覆盖图经实际测试，在西安以西信号就比较弱了。在兰州也能收到。在乌鲁木齐的空旷地方也能收到，时有时无，非常微弱。在阿拉山口地区测试没有收到。低纬度地区应该会好些！值得提示的是，在信号不稳定的地方，在收到差分信号，或信号失锁时，精度会有较大的波动。SBAS 即Space Based Augmentation System,是利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域差分增强系统。目前全球发展的SBAS系统有：欧空局接收卫星导航系统(EGNOS)，欧洲大陆美国雷声公司的广域增强系统(WAAS)，美洲大

10、陆日本的多功能卫星增强系统（MSAS），亚洲大陆三者具有完全兼容的互操作性。其特点是：1、通过地球静止卫星（GEO）发布包括GPS卫星星历误差改正、卫星钟差改正和电离层改的信息；2、通过GEO卫星发播GPS和GEO卫星完整的数据；3、GEO卫星的导航载荷发射GPS L1测距信号。SBAS覆盖图WAAS 这个名词、全名为 Wide Area Augmentation System，即广域增强系统。WAAS是美国联邦航空局（FAA）及美国交通部为提升飞行精确度而发展出来的，因为目前单独使用 GPS 并无法达到联邦航空局针对精确飞行导航所设定的要求。WAAS 包含了约25个地面参考站台，位置散布于美

11、国境内，负责监控 GPS 卫星的资料。其中两个分别位于美国东西岸的主站台搜集其它站台传来的资料，并据此计算出 GPS 卫星的轨道偏移量、电子钟误差，以及由大气层及电离层所造成的讯息延迟时间，汇整后经由两颗位在赤道上空之同步卫星的其中之一传播出去。此 WAAS 讯号的发送频率与 GPS 讯号的频率相同，因此任何具备 WAAS 功能的 GPS 机台都可接收此讯号，并藉此修正定位信息。WAAS 可以校正由电离层干扰、时序控制不正确以及卫星轨道错误等因素所造成的 GPS 讯号误差，也能提供各卫星是否正常运转之信息。虽然 WAAS 目前尚未正式通过美国航空局的飞行使用认证，但此系统已开放给一般民众使用，

12、例如从事航海或其它休闲活动的人们。 WAAS提供校正GPS讯号的功能，让您得到更精确的定位。到底能提升多少精确度呢？官方给出的数据是，可以平均提升最多五倍的精确度！目前无WAAS功能的普通GPS接收机的正常精确度是15米，而一台具备WAAS功能的GPS接收机能在95%的情况下提供您误差小于三公尺的精准定位，而且您不必为了使用WAAS功能而支付任何使用费。 美国的WAAS这么强，欧洲人也没有闲着，欧洲正在一步步的部署计划中的“欧洲全球导航卫星系统”即GNSS。提到GNSS，就涉及到两个方面：一是美国的GPS体系；另一个就是俄罗斯的GLONASS体系。导航卫星系统除美国的GPS卫星系统外，能与其比

13、拟的就是俄罗斯的GLObal NAvigation Satellite System(全球导航卫星系统)，即GLONASS卫星系统，也是24颗卫星组成的系统，由于经费困难，缺乏维护和补充，目前可能有19颗可用，但随着俄罗斯经济的复苏和军事上的需要，将会得到完善和健全。俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。所以欧洲开发了同时对GPS和GLONASS广域星基增强系统。它的原理与美国的WAAS类似，包括相应的地面设施和空间卫星，以提高GPS和GLONASS系统的精度、完好性和可用性。欧洲GNSS的目标是分二步走,GNSS1和GNSS2，首先发展一个民间GNSS1，其主要内容是对

14、现有GPS和GLONASS的星基进行增强，即利用静止卫星，面向欧洲范围内的导航提供服务，即European Geostationary Navigation Overlay Service （欧洲静地星导航重叠服务），这就是我们上文提到的EGNOS。然后再进一步建成GNSS2，也就是通常说的"伽利略"计划，从区域性渐进地扩展成全球系统。 和WAAS一样，EGNOS通过利用静止卫星，达到了一个很高的定位精度，而且由于是开放式系统，使用EGNOS功能同样不用支付任何的使用费。那这么好的功能，美国的，欧洲的，到了中国能用吗？目前，WAAS 卫星讯号的适用范围只有北美洲。在其他地方

15、并无任何地面参考站台，所以这些地区的 GPS 使用者就算能接收到 WAAS 讯号，也会因为讯号没经过适当的校正而无法提升其机台的精确度。即使在美国，由于卫星位于赤道上空的缘故，若所在位置之南方地平线有树林或山脉阻挡，也会不容易收到 WAAS 讯号。而EGNOS的地面设施和静止卫星也没有覆盖到亚、非、南美和远东等地区。所以，中国国内还无法使用WAAS/EGNOS的精确定位服务。虽然目前中国的 GPS 使用者暂时无法享受到 WAAS 带来的好处。但目前已有许多国家正在发展类似的卫星校正系统，例如日本的 Multi-Functional Satellite Augmentation System（M

16、SAS）系统。基于多功能的卫星增强系统（MSAS）是由日本气象局和日本交通部组织实施的基于2颗多功能卫星（MTSAT）的GPS星基增强系统，类似于美国的广域差分增强系统（WAAS）。该系统从1996年开始实施，主要目的是为日本飞行区的飞机提供全程通信和导航服务。系统覆盖范围为日本所有飞行服务区，也可为亚太地区的机动用户播发气象数据信息。 MTSAT卫星是一种地球静止同步卫星（GEOs），定点位置分别在东经140度和145度编号129 、137。采用Ku波段和L波段两个频点。其中，Ku波段频率主要用来播发高速的通信信息和气象数据。L波段频率与GPS的L1频率相同，主要用于导航服务。 MSAS于2007年9月完成了地面系统与2颗MTSAT卫星的集成、卫星覆盖区测试以及MTSAT卫星位置的安全评估和操作评估测试（包括卫星信号功率测试、动静态定位测试和主控站备份切换测试等）。测试结果