《国家工程技术研究中心评估.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国家工程技术研究中心评估.ppt（36页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、卫星导航增强系统与方法的新进展,刘经南武汉大学,2010-1-11,WuhanUniversity,内容提要,1,2,增强系统发展历程和趋势,系统软件,3,5,总结与展望,4,导航卫星增强系统概念,卫星定位增强系统发展,导航卫星增强系统概念,利用局域、区域和广域的卫星跟踪基准站数据对导航卫星系统信号的星历、钟差、电离层大气层传播延迟等误差进行确定并向用户播报，供实时用户进行定位修正,为克服导航卫星系统在精度、可靠性和可用性方面的脆弱性,甚至通过增加卫星或地面的测距信号源,以提高系统的导航定位的精度、可用性、可靠性的相关技术、方法和系统,导航卫星增强系统发展历程和趋势,广域增强系统（WAAS）局
2、域增强系统（LAAS）,广域和区域统一的非差网络RTK,北美：WAAS欧洲：EGNOS日本：MSAS（MTSATSatellite-baseAugmentationSystem）QZSS印度：GAGAN中国：北斗一代/二代增强系统,卫星定位增强系统的发展,广域差分GPS系统和WAAS,世界已建或在建WAAS系统,SA/WAAS,WAAS,EGNOS,GAGAN,MSAS,China,WAAS的全球进展,卫星定位增强系统发展,卫星定位增强系统发展,美国WASS系统,欧洲EGNOS系统,卫星定位增强系统发展,MTSAS系统结构,IbarakiMCS,SapporoGMS,FukuokaGMS,Na
3、haGMS,User,AustraliaMRS,HawaiiMRS,KobeMCS,TokyoGMS,GPSConstellation,MTSAT,KDD128Kbs,NTT64Kbs,卫星定位增强系统发展,日本气象局和交通部实施,为日本飞行区的飞机提供全程通讯与导航服务,日本QZSS,日本政府和企业联合开发的准天顶卫星系统满足日本山地、峡谷和城市高楼区高精度车载用户导航需求的另一增强系统，系统拥有3颗高椭圆轨道IGSO卫星能确保60度以上仰角空间至少可见到1颗IGSO卫星将为日本及邻近国家的GNSS服务提供与GPS兼容的额外测距信号，从而提高定位的可用性、精确度和可靠性,卫星定位增强系统发展
4、,北斗一代增强系统,卫星定位增强系统发展,JPL全球差分GPS系统-IGDG,NASAsglobalrealtimenetwork,卫星定位增强系统发展,它是一个全球性精密非差定位系统,局域差分增强系统(LASS),卫星定位增强系统发展,卫星定位增强系统发展,提高系统完好性(可靠性)的相关技术建立卫星系统卫星健康状态的实时监测接收机对卫星信号状态的自主监测,卫星导航广域差分和广域增强系统的关键技术,提高定位精度的相关技术计算并发播卫星轨道和钟差的实时修正数计算并发播广域的电离层实延迟时修正数,提高系统可用性的相关技术发射带有测距码的通信卫星(GEO/IGSO/LEO)地面安置带有测距码的伪卫星
5、,区域连续运行卫星定位服务系统-CORS,CORS是利用GNSS技术、计算机网络技术、通信和移动通信技术组成的基准站网络，提供移动定位、动态框架等空间位置信息的服务系统,卫星定位增强系统发展,区域性CORS不仅是动态的、区域的空间数据参考框架，同时也是快速、高精度获取空间数据和地理特征的信息基础设施之一,建设中的我国区域GNSS连续运行参考站服务系统,深圳,东莞,武汉,昆明市,广东省,江苏省,沈阳市,湖北省,河南省,湖南省,杭州市,兰州市,福建省,山东省,西安市,乌鲁木齐,江西省,成都,广西省,哈尔滨,上海市,重庆,北京市,河北省,天津市,山西省,呼和浩特,刘经南、刘晖，2008,卫星定位增强
6、系统发展,全国已建地区CORS网,刘经南、刘晖，2008,研究试验中的中国广域实时精密定位系统,卫星定位增强系统发展,增强系统关键技术发展,结构：一个参考站+若干流动站通信：VHF，UHF，扩频，跳频关键技术：动态双差相位模糊度搜索与固定（OTF）精度：水平：1至3厘米；垂直：2至5厘米工作距离：小于10千米,意义：实现了实时动态精密定位，从而提供了快速测量、精密测图、工程放样和工程监控的新技术,常规RTK技术,常规RTK存在的问题,工作距离短定位精度随距离的增加而显著降低单参考站模式可靠性差大的区域内作业需要多次设站或设立多个参考站,增强系统关键技术发展,依靠通信网络将多个基准站数据实时传输
7、到计算中心，联合若干基准站数据解算电离层、对流层影响并用移动通讯告知用户，以提高RTK定位可靠性和精度的方法,网络RTK,增强系统关键技术发展,网络RTK技术种类,VRS:Trimble推出,软件:GPS-NETWORK需要双向通信，支持GSM、GPRS通信用户无须添置其它设备MAX和iMAX:LEICA开发,软件:SPIDER支持双向或单向通信，支持GSM、GPRS通信用户无须添置其它设备FKP:汉诺威Geo+开发,软件:GNSMart单向通信；用户需要专用解码器CBI:武汉大学研发，软件:POWER-NETWORK支持RTK和PPP；单向或双向通信；用户可选专用解码器,增强系统关键技术发展
8、,精密单点定位技术PrecisePointPositioning，记为PPP,增强系统关键技术发展,利用某一广域的基准站网络提供的预报卫星精密星历或事后精密星历作为已知坐标；同时利用某种方式得到的精密卫星钟差作为已知钟差；用户利用单台双频双码甚至单频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2-4dm级的精度进行实时动态定位或以2-4cm级的精度进行较快速的静态定位,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，也是卫星定位方面的前沿研究方向,精密单点定位技术挑战问题,基本观测方程,卫星和接收机伪距/相位硬件延迟（UHD），非差方法无法消除，利用网的差分信息可
9、消除,初始化时间整周模糊度固定问题,增强系统关键技术发展,非差技术只能解实数模糊度,利用基准站估计UHD方法，可望解决非差模糊度固定问题,宽巷WL组合观测值的UHD影响-常数、稳态,增强系统关键技术发展,整周模糊度固定问题,窄巷NL组合观测值的UHD影响-非常数、但在一段时间符合很好,增强系统关键技术发展,整周模糊度固定问题,BJFS站利用此方法验证的结果,增强系统关键技术发展,整周模糊度固定问题,ChristianRocken等学者于2000年提出了HiRIM区域电离层模型，该电离层模型将双差电离层残差转化为非差电离层残差，并对其进行平面拟合建模。,HiRIM模型在反算非差电离层残差时关键是
10、基于以下两个假设：对于任意一组测站对，其全部共视卫星的站间单差电离层残差加权和为零；对于某颗共视卫星，在全部参考站处的非差残差加权和为零,利用CORS确定区域电离层模型内插测站非差电离层改正,增强系统关键技术发展,网络RTK与HiRIM方法在理论上基本是一致的，只是具体实现时有细微区别。,增强系统关键技术进展,区别:网络RTK：基于双差残差构建误差改正模型HiRIM：每颗卫星分别构建误差改正模型联系:当电离层薄层高度设定为0时，HiRIM方法所得非差残差中包含的双差残差关系并未发生变化,基于非差电离层改正数的网络RTK方法,将全部参考站划分为若干三角子网，分别对各子网构建每颗可视卫星的基于非差
11、电离层改正数的网络RTK方法由于对每个子网内任意测站每颗可视卫星方向精确内插其非差电离层改正，故本方法可用于单频机基于该方法实现了对全球PPP与区域RTK在技术上的统一和服务上的无缝连接。使网内和网外用户基于同一种PPP数据处理模式获得不同精度需求的精密定位服务，在此可称之为基于PPP的统一广域与区域网络RTK定位,增强系统关键技术进展,基于非差的全球/局域网络统一RTK方法,增强系统关键技术进展,基于非差电离层改正数的网络RTK服务流程,增强系统关键技术进展,试验及结果分析基于非差电离层改正数的单频网络RTK方法,注：数据采样间隔为30s,试验及结果分析基于非差电离层改正数的单频网络RTK方法,注：数据采样间隔为30s,总结与展望,实时卫星精密轨道、钟差，非差模糊度搜索和完好性方法仍然是增强系统研究的重点和热点,基于非差电离层改正和硬件延迟分离技术的网络RTK方法实现了精密单点定位PPP和网络RTK技术的统一,基于区域非差电离层改正和硬件延迟分离技术的网络RTK方法实现了区域增强系统和广域增强系统的统一,GNSS在实时定位精度、可靠性和可用性方面存在脆弱性，局域、区域和广域增强系统是现在和未来都有许多需求而要研究和发展的系统,谢谢大家！,感谢提供图片的网络!,