导航定位信号弱是怎么解决(导航定位信号弱是怎么回事)

　　来源 | Ubuntu330

卫星导航潜力有多大？达到米级？分米级？厘米级？能否代替I、II、III类盲降？有哪些增强技术？让我们一起来学习：

上图纵坐标表示精度，从厘米到10米以上，注意坐标轴不是线性变化，而是刻度的跨度越来越大；横坐标表示范围，注意也是刻度的跨度越来越大。

从图中可以看到，卫星导航（GNSS）自身导航范围可以通达全球任何角落，GPS和GLONASS精度10米级，伽利略和GPS III可以达到5米左右。

其余的色块，均用来增强导航精度，有些是局地增强，有些是广域增强，特点是显著提高卫星定位精度，直至厘米级。

增强的主要原理，就是差分：

假设某个系统测出我的位置坐标是x,y，同时也测出我的桌子的坐标a,b，而桌子的位置固定且事先是知道，因此坐标a,b和桌子实际位置有位置差，这个位置差用来修正x,y，可以得到我的更精确位置，这就是所谓差分。

　　SBAS

SBAS是星基增强系统，其原理就是在地面放好桌子，然后测出位置差，交给天上的通信卫星广播，飞机收到后修正出自己的精确位置。因为有效范围辽阔，因此要放好几个桌子才行。

现在可以用的SBAS系统包括北美的WAAS、欧洲的EGNOS、日本的MSAS，建设中的包括俄罗斯的SDCM、印度的GAGAN。

有了SBAS，就可以在RNP APCH使用LPV标准，使卫星导航达到ILS I类标准。

这是巴黎戴高乐机场08R跑道的RNP APCH进近图。上面有一个EGNOS代码：Ch57500 E08B，说明带有LPV功能。注意下滑道的表达方式和ILS有所不同。

注意进进图底部的着陆标准：

LNAV CDFA：这是没有垂直引导的进近，着陆要求比较高；

LNAV/VNAV：这是带垂直引导的进近，着陆条件有所降低；

LPV：这是SBAS增强的进近，和ILS I类标准一样，DH200英尺，RVR550m.

这些都属于RNP APCH，不需要单独的进进图。

空客A-350的LPV在PFD上这样显示：

SBAS带来的最大好处，就是有效范围内可以到处建立等同于ILS I类盲降的着陆程序，而不需要任何设备、基建和费用，备降场的选择变得更加灵活，对通航更是极大利好。

　　DGNSS 和 GBAS

DGNSS和GBAS是地基增强系统，其原理是在地面的桌子翻过来，不但测量桌子的位置差，也测每条腿（至少两条腿）到卫星的无线电距离（波长乘以时间，即伪距），根据真实距离算出腿长的差，再通过甚高频设备进行广播（VDB），飞机收到后修正出自己的精确位置，这个位置已经消除了大长腿和小短腿的误差，所以精度更高，达到半米级别。

由于可以对每个单个卫星的测量校正，因此精度很高，可以实施ILS II、III类标准的进近。但因为VDB距离有限，有效范围半径20公里左右，对于多跑道枢纽机场很有用，对于单跑道机场成本相对高，对通航更是没有必要。

GBAS和传统DGNSS的差别就是完整性（什么是完整性，请查阅上一篇）的保证，所以GBAS更适合航空器导航。这里是圣彼得堡10R跑道的GLS进进图：

可以看到，现在的GLS着陆标准基本和ILS I相当。注意，GLS有专门的进近图，下滑道的表达和传统ILS的不一样。

按照FAA的计划，最早在2019年，就会出现第一个II、III类的GLS进近程序。

GBAS用卫星测距，用无线电广播差分信号；SBAS用额外的通信卫星广播差分信号。这是二者的区分。

　　RTK 和 WARTK

刚才说到，传统的DGNSS不如GBAS，被无情淘汰，然而，它又派生出新的技术，那就是RTK，Real Time Kinematic，实时动态载波相位差分。

腿长不一定个子高，因为腿型有不同。RTK，就是在DGNSS的基础上，进一步利用卫星信号的载波相位，对这种情况进行了修正，因此定位精度进一步达到厘米级。

下面是拓攻的RTK飞行展示，直观的表现出RTK的精准程度。

RTK利用的载波相位，距离参考站（那个桌子）远了就失去参考意义，一般也就10KM-30KM，解决距离问题的方法，就是网络化，即用多个参考站组成的GPS网络来估计一个地区的GPS误差模型，并为网络覆盖地区的用户提供校正数据。而用户收到的也不是某个实际参考站的观测数据，而是一个虚拟参考站的数据，和距离自己位置较近的某个参考网格的校正数据。这就是广域RTK，简称WARTK。

提供校正数据的最佳方式，就是利用移动通信的铁塔，而国内的中国移动、华为公司等已经把WARTK变为现实。

　　PPP展望

PPP，Precise Point Positioning，精密单点定位，指的是利用全球若干地面跟踪站的GPS 观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差, 对单台GPS 接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。

利用这种预报的GPS 卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据；同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GPS 定位观测值方程中的卫星钟差参数；用户利用单台GPS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4mm级的精度，进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位。

这里需要提到IGS，这是一个国际合作组织，是实现这个目标的重要组织，网址：

http://www.igs.org/

精密单点定位技术，是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术，也是GPS 定位方面的前沿研究方向。希望这个国际合作有个成功的未来。

　　本文转载自“新丝路金融（www.nsrwm.com）”，原标题《中国军工产业市场前瞻与投资战略规划分析》

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