前面详细聊过差分gps定位器的原理,在地面上建一个坐标精确标定的基准站,算出信号误差值后广播给周围设备,精度就能从几米飙到亚米级。但这里有一个非常现实的物理局限:一望无际的海洋上、人迹罕至的沙漠腹地、高海拔的无人山区,根本没法大量建设地面基准站。这时候卫星增强系统就该出场了。
卫星增强系统的英文缩写叫SBAS,它的底层逻辑和地面差分定位一脉相承,差别在于它把分散在各地的基准站数据统一汇总到一个数据处理中心,经过精密计算之后,把修正信息上传到赤道上空三万六千公里处的地球同步轨道通信卫星,再通过这颗卫星向整个覆盖区域广播。这样一来,哪怕你正航行在茫茫太平洋的中央,只要头顶上能看到那颗同步卫星,就能接收到实时修正信号并立刻改善定位精度。
目前全球投入运行的主要SBAS系统包括美国建设的WAAS、欧洲联合开发的EGNOS、日本的MSAS和印度的GAGAN。各个系统的服务覆盖区域不同,但底层的技术路线基本一致。一台支持SBAS的定位器在覆盖区域内可以将定位精度从原来的五到十米提升到一米到三米左右。
SBAS还有一个地面差分系统比不了的本事叫完好性监测。如果天上有某颗GPS卫星突然发生故障或信号异常,SBAS系统能在短短几秒钟内发出告警广播,通知所有用户立刻停用这颗卫星的数据。这在民航客机进近着陆时事关飞行安全。不过SBAS的修正精度还是不如本地RTK方案。
SBAS系统在民航和远洋航运这些安全攸关的领域的价值怎么高估都不为过,它是精密导航的可靠守护者。精密定位技术的发展离不开这些默默无闻的基础设施的支撑。
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