Differentiella korrigeringssystem ( global navigation satellit systems augmentation , engelska GNSS augmentation ) är metoder för att förbättra prestandan hos ett navigationssystem, såsom noggrannhet, tillförlitlighet och tillgänglighet, genom integrering av externa data i beräkningsprocessen. Förkortningen som används är DGPS (Russian DGNSS - Differential Global Navigation Satellite Systems).
För att förbättra positioneringsnoggrannheten för GNSS - navigeringsutrustning på jordens yta eller i rymden nära jorden. Kärnan i de flesta metoder för differentiell korrigering är att med navigationsutrustning ta hänsyn till olika typer av korrigeringar som erhållits från alternativa källor. För olika typer av tillämpningar är källorna till korrigerande information USSI (unified measurement collection stations) [komm. 1] vars referenskoordinater är kända med hög noggrannhet. Som regel ger differentiella korrigeringsmetoder korrigeringar till ett begränsat område av jorden. Leveranskanaler för differentiell korrigering av data kan vara olika, traditionellt är de VHF, cellulär och satellitkommunikation.
Satellitbaserat förstärkningssystem ( SBAS ) . _ Satellitstödsystem stöder ökad signalnoggrannhet genom användning av satellitsändningsmeddelanden. Sådana system består vanligtvis av flera markstationer vars lokaliseringskoordinater är kända med en hög grad av noggrannhet. Finns även under namnet WADGPS (Wide Area Differential GPS) [1] .
Funktionen för satellitdifferentialkorrigeringssystemet (SDCS) kan representeras enligt följande:
GDGPS är ett differentiellt GPS-korrigeringssystem med hög precision som utvecklats av NASA:s Jet Propulsion Laboratory (JPL) för att stödja kraven på positionering, timing och realtidsbestämning av NASA:s vetenskapsuppdrag. NASA:s framtidsplaner inkluderar att använda Tracking and Data Relay Satellite System ( TDRSS ) för att distribuera differentierade korrigeringsmeddelanden i realtid via satellit.
Systemet betjänas av TDRSS Correction Service (TASS) satelliter. GDGPS-navigeringstekniken är baserad på en stor global infrastruktur, inklusive WAAS-systemet och segmentet Next Generation GPS Operational Control (OCX).
Använder ett stort marknät av referensstationer, innovativ nätverksarkitektur och databehandlingsprogram. Systemet kommer att ge positioneringsnoggrannhet under decimeter (<10 cm) och tidsnoggrannhet under nanosekunder var som helst i världen, på marken, i luften och i rymden, oavsett lokal infrastruktur. Ett komplett utbud av GNSS-konstellationsstatusinformation, miljödata och stödjande produkter kommer att vara tillgängliga i realtid.
Ett komplett utbud av precisionsförbättringar, GNSS ( A-GPS ) stödtjänster, situationsbedömning och miljöövervakning kommer att finnas tillgängligt för GPS, GLONASS, BeiDou och Galileo - globalt, enhetligt, exakt och tillförlitligt. [fyra]
| GNSS | GPS | GLONASS | Galileo | Beidou/BDS | QZSS | IRNSS |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SDK GNSS | WAAS ( engelsk Wide Area Augmentation System ); LÖN ( Wide Area GPS Enhancement ) | SDCM | EGNOS ( eng. European Geostationary Navigation Overlay Service | SNAS ( Satellite Navigation Augmentation System) | MSAS ( Multi -functional Satellite Augmentation System ) | GAGAN( sv . GPS Aided Geo Augmented Navigation ) |
| Driftorganisation | US Federal Aviation Administration ; USA:s försvarsdepartement | Roscosmos | Europeiska rymdorganisationen | Kinas nationella rymdförvaltning | Ministeriet för mark, infrastruktur, transport och turism | Indiska rymdforskningsorganisationen |
| Koordinatsystem | WGS 84 (World Geodetic System 1984) [komm. 2] | PZ-90 (Parameters of the Earth 1990) [komm. 2] | GTRF 2000 (Galileo Terrestrial Referenfce Frame 2000) [komm. 2] | CGCS 2000 (China Geodetic Coordinate System 2000) [komm. 2] | JGS (japanskt geodetiskt system) [komm. 2] | WGS 84 |
| Marksegment (mätstationer) | WAAS - 20 i USA (förutom Alaska); 7 i Alaska; 1 på Hawaii; 1 i Puerto Rico; 5 i Mexiko och 4 i Kanada | 46 på Ryska federationens territorium; 3 i Antarktis; 1 i Republiken Vitryssland; 2 i Kazakstan; 1 i Armenien | 1 vardera i Amerika, 6 i Afrika och 22 i Europa | 16 mätpunkter | ||
| Rymdsegment (kommunikationssatelliter) | Kommunikationssatelliter "Inmarsat 4-F3" - 98 ° W; Galaxy 15 - 133°V; Anik F1R - 107,3°V | Kommunikationssatelliter Luch-5A 167° Ö. d.; Luch-5B 16° W d.; Luch-5V 95° öst d. | Kommunikationssatelliter "Inmarsat 3-F2", "Inmarsat 3-F5" och ARTEMIS | Det är planerat att distribuera ett system som består av 35 rymdfarkoster till 2020, inklusive: 5 satelliter i geostationär omloppsbana; 3 satelliter i lutande geosynkron bana. | Kommunikationssatelliter MTSAT-1R - 140° Ö och MTSAT-2 145° Ö | Kommunikationssatelliter GSAT-8 GSAT-10 |
SBAS-system använder vanligtvis bara en GNSS-konstellation, såsom GPS. SDMS Global Services är kompatibel med flera GNSS-konstellationer inklusive GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou och QZSS och ger mer exakt, konsekvent och tillförlitlig positionering än SDDS. Korrigeringstjänster är också tillgängliga över hela världen, WAAS, SDKM, EGNOS och andra är begränsade till vissa regioner. Tjänsterna använder ett världsomspännande nätverk av basstationer med redundant infrastruktur för att beräkna och tillhandahålla korrigeringstjänster. Alla basstationer, korrigeringslösningar och leveransmekanismer övervakas av ett globalt team av nätverksingenjörer och IT-proffs för att säkerställa positionering och sändningspålitlighet över stora delar av världen. I dessa tjänster används som regel SDGPS-metoden, vilket är svårt för regionala NDGPS-system (Nationwide DGPS).
| Lösning | Tillgänglighet (räckvidd) | Leverans metod | Horisontell noggrannhet (RMS) | Vertikal noggrannhet (RMS) | Initieringstid | Valfri utrustning | Information lämnas |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SSDC Global Services | Absolut/lokal (snabb) Ephemeris och förberäkning av tid | Bredområdeskommunikation, Internet (mobil- eller satellitkommunikation) | 3 - 5 m, 2 - 50 cm (abonnemangsberoende) | 6 - 10 m, 5 cm - 1 m (beroende på abonnemangsnivå och kommunikationsmedel) | < 1 - < 20 minuter (beroende på kommunikationsmedium) | Tillgång till det globala kommunikationssystemet (Internet) | Ephemeris-temporal information |
| SBAS (WAAS, EGNOS, etc.) | Kontinental | Kommunikationssatellit, internet (i SISNet-format) | 1m | 2 m | Momentan | System radiomottagare | Ephemeris-temporal information;
information om integriteten hos navigationsfältet; vertikala jonosfäriska fördröjningsdata |
| Realtidskinematisk (RTK)(enbas-RTK) | Lokal | Radio | 8 mm + 1,0 ppm (2 cm vid 12 km från basstationen) | 15 mm + 1,0 ppm (2,7 cm vid 12 km från basstationen) | Momentan | Radiomodem (med dataabonnemang) | Fas |
| Virtual Reference Station (VRS) (Network RTK) | Regional | Radio eller mobil | 8 mm + 0,5 ppm (2 cm eller bättre på de flesta nätverk) | 15 mm + 0,5 ppm (3 cm eller bättre på de flesta nätverk) | Momentan | Modem (med dataplan) | Fas |
TerraStar är en satellitkorrigeringstjänst. Fel som kommer från GPS/GLONASS-satelliter i omloppsbana beräknas vid TerraStar-tjänstens basstationer (mer än 80 stycken). Sedan kommer denna information fram och bearbetas i Management Point of Management. Därifrån laddas den redan på geostationära satelliter, som sänder ändringen. Med tanke på att satelliterna är ovanför ekvatorn, ju längre söderut användaren befinner sig, desto högre är satelliten över horisonten och desto bättre signal. [5]
TerraStar tillhandahåller datakommunikationstjänster som tillhandahåller tillförlitliga positioneringslösningar för centimeter och decimeternivå för mark- och lufttillämpningar. Tjänsten är baserad på PPP-metoden, där tid och faktiska efemerisdata används i samband med GNSS-mottagare för att tillhandahålla lösningar på centimeternivå med endast en mottagare. Signalerna kommer från 7 satelliter jämnt fördelade längs ekvatorn (två strålar är alltid synliga från var som helst på jorden). TerraStar-nätverket har tre kontrollcenter. Data sänds separat till varje navigationssatellit.
TerraStars datakorrigeringstjänster tillhandahålls i samarbete med ledande GNSS-mottagaretillverkare.
TerraStar-M service - maximal noggrannhet är cirka 5 centimeter. TerraStar-D-tjänst - Ger en noggrannhet i storleksordningen 10 cm [6] [7] [8] [9] .
Tjänsten inkluderar TerraStar-X och RTK ASSIST integritetsmonitorer som ger kontinuitet i GNSS-konstellationsobservationer både i rum och tid.
TerraStar-X-tjänsten kombinerad med TerraStar-C PRO ger sömlös (kontinuerlig noggrannhet på centimeternivå vid kanterna av täckningsområden).
RTK ASSIST och RTK ASSIST PRO bibehåller positionering på centimeternivå i upp till 20 minuter efter att RTK-korrigering stängts av och ger oberoende positionering på centimeternivå i områden där det inte finns någon RTK-bas eller nätverkstäckning. [tio]
När det gäller tjänsten TerraStar sänds de genererade korrigeringarna till slutanvändare via Inmarsat telekommunikationssatelliter.
TerraStar servicenivåer [11]| Lösning | TerraStar-L | TerraStar-C | TerraStar-C PRO |
|---|---|---|---|
| Planerad position | 40 cm (RMS) och 50 cm (95 %) | 4 cm (RMS) och 5 cm (95 %) | 2,5 cm (RMS) och 3 cm (95 %) |
| Höjdposition | 60 cm (RMS) | 6,5 cm (RMS) | 5 cm (RMS) |
| Konvergens (initiering) tid | < 5 minuter | 30 minuter | < 18 minuter |
| Använde GNSS | GPS/GLO | GPS/GLO | GPS/GLO/GAL/BDS |
| Plattform som stöds | OEM7, OEM6 | OEM6 | OEM7 |
Tjänsten Leica Geosystems finns i två versioner som 1 eller 2 års prenumeration: SmartLink - en komplett tjänst och SmartLink fyllning - begränsad till 10 minuter. SmartLink, som inte kräver användning av RTK-korrigeringar och låter dig klara dig utan användning av basstationer och RTK-nätverk på obestämd tid. Noggrannheten för att bestämma de planerade koordinaterna vid användning av tjänsten, jämfört med RTK-NETWORK eller RTK-Single basläge, är något reducerad och låter dig bestämma positionen med 5 cm noggrannhet.
SmartLink fill är ett tillägg till RTK-tekniken för områden med instabil kommunikation, fyller automatiskt ut eventuella luckor i RTK (GSM, GPRS eller Radio), och bibehåller en noggrannhet på ca 5 cm i upp till 10 minuter.
Leica xRTK är en ny typ av positionering, med en noggrannhet på 10 till 30 cm.Tekniken bygger på användning av ytterligare L-bandssignaler från Terrastar geostationära satelliter. Samtidigt används stationer i marksegmentet i Terrastar-satellitkonstellationen (mer än 80 enheter) runt om i världen som referensstationer (bas). Tekniken stödjer arbete med lokala koordinatsystem [12] [13] [14] [15] .
TopNET GlobalTopNET globala satellittjänster som tillhandahålls av Topcon drivs av TerraStar. TopNET Global ger en noggrannhet på 4-10 cm. Prenumerationer görs genom globala L-bandssatelliter som ger GPS+GLONASS PPP-korrigering, med konvergenstider vanligtvis 20-30 minuter. Abonnemangets varaktighet är: 1, 3, 6 och 12 månader [16] [17] [18] .
SECORXSeptentrio , en tillverkare av högprecisions OEM- och GNSS-mottagare för marin navigation, tillkännagav i mars 2018 lanseringen av SECORX-korrigeringstjänsten. SECORX-tjänsten är designad för ägare av Septentrio-mottagare som kräver mycket exakt och pålitlig GNSS-positionering med PPP-algoritmer. SECORX-C och SeCoRx-D tjänster låter dig utföra arbete med centimeter- och decimeternoggrannhet på vår planets fastland. Tjänsten SECORX-60 ger en noggrannhet på 10 cm i plan och 20 cm i höjd på land och till sjöss på ett avstånd av upp till 60 km från kusten. Tjänsten använder TerraStar-teknik [19] [20] .
Trimble RTXTrimble RTX (Real Time eXtended) är en teknik utvecklad av Trimble Navigation . Tillhandahåller korrigeringstjänster till större delen av världen med hjälp av satellit- och atmosfärdata i realtid från ett globalt nätverk av spårningsstationer. Redundant systemarkitektur, modern bearbetning (bearbetning) är centrerad på 3 kontinenter (Nordamerika, Europa och Australien), tillhandahåller övervakning av globala nätverkssystem och nätverksredundans för att säkerställa oavbruten systemdrift. Säkerhetskopieringstjänst tillhandahålls av Trimble xFill-systemet. Trimble RTX-korrigeringstjänster är endast tillgängliga på land.
Trimble RTX är en exklusiv, avancerad PPP-teknik som ger horisontell positionering på centimeternivå (2-2,5 cm med 95 % tillförlitlighet). realtid, fungerar utan lokal basstation eller VRS (Precision Positioning System) nätverksbegränsningar, korrigeringar levereras över hela världen via satellit eller mobil/IP. Systemet fungerar med alla GNSS GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou och QZSS och säkerställer maximal tillförlitlighet och tillgänglighet. Minsta initialiseringstid är 15 minuter, signalavbrott är 200 sekunder. Trimble RTX är inte RTK. RTK kräver användning av antingen en tillfällig eller permanent basstation (korrigeringar kan representeras som VRS-korrigeringar), och prestandan beror på och påverkas direkt av avståndet från basstationen. En lokal RTK-basstation kan krävas för högsta noggrannhetskrav. Medan RTK fungerar genom att korrigera för GNSS-felkällor mellan den lokala basen och rover, modellerar Trimble RTX dessa fel globalt. Således är Trimble RTX tillgänglig över hela världen, sänds via satellit eller mobil, och låter användare arbeta utan begränsningarna av en lokal RTK-basstation eller STP.
Det är en familj av GNSS-korrigeringstjänster som tillhandahåller mycket exakt positionering via satellit eller Internet. Trimble RTX-korrigeringstjänster har olika initialiseringstider som sträcker sig från 1 till 30 minuter beroende på typen av korrigeringstjänst. De flesta Trimble RTX-aktiverade mottagare låter dig ställa in en "konvergenströskel" som bestämmer vilken noggrannhetsnivå som måste uppnås.
- CenterPoint (geodetisk eller grundläggande) ger 2-2,5 cm noggrannhet horisontellt och 5 cm vertikalt, med en sannolikhet på 95%. Initiering på mindre än 1 minut i snabbläge och 15 minuter i standardläge. Tillhandahålls via satellit eller Internet (till exempel via mobildataöverföring), genom en prenumerationstjänst.
- xFill Premium (premium) ger 2-2,5 cm horisontell noggrannhet, med en sannolikhet på 95%. Initiering på mindre än 1-2 minuter i snabbläge och 15-20 minuter i standardläge. Levereras endast via satellit.
- FieldPoint (fält) ger 10-20 cm horisontell noggrannhet, med en sannolikhet på 95%. Mer än 1 minuts initialisering i snabbläge och 15 minuter i standardläge.
- RangePoint (lantbruk) ger 30-50 cm horisontell noggrannhet, med en sannolikhet på 95%. Initialisering på mindre än 5 min.
- ViewPoint (enkät) ger 50-100 cm horisontell noggrannhet, med en sannolikhet på 95%. Initialisering på mindre än 5 min.
Trimble CenterPoint RTX är en efterbehandlingstjänst för att bestämma positionen för basstationen och kontrollpunkterna. Fungerar i ITRF2014 epok 2005 och finns tillgänglig på www.TrimbleRTX.com. Den nuvarande ITRF2014-epoken resulterar i en liten skillnad mellan koordinaterna för en position i ITRF och koordinaterna för samma position i WGS84.
Trimble CenterPoint RTX kännetecknas av QuickStart och CenterPoint RTX Fast Restart, vilka är funktioner som gör att du snabbt kan återinitiera CenterPoint RTX vid en exakt känd punkt. Genom att starta mottagaren på en känd plats, eller på samma plats som den var när den senast stängdes av, kan CenterPoint RTX initialiseras fullt ut på mindre än 5 minuter.
Trimble xFill - Satellitlänkar slås på smidigt om RTK Radio eller Cellular/IP försvinner i mer än 200 sekunder, medan GNSS-signaler kan förloras i upp till fyra minuter innan mottagaren kräver en fullständig återinitiering. Ger säkerhetskopiering av RTK- och VRS-data. Den kan användas för att kompensera för avbrott i korrigeringssignalen med hög noggrannhet under hela avbrottet och mildra skador. xFill körs sömlöst i bakgrunden, beräknar Trimble RTX-positioner och fyller automatiskt i positionsluckor om användarens RTK- eller VRS-korrigeringskälla avbryts på grund av cellsignalfel eller radioförlust. Trimble RTX-korrigeringar levereras via satellit, vilket gör att fältoperationer kan fortsätta under RTK/VRS-signalavbrott och under de flesta störningsperioder som gör RTK inoperabel. Xfill ger nära CenterPoint RTX positioneringsnoggrannhet under hela avbrottsperioden, vilket förlänger standardtjänsten, som är begränsad till 5-20 minuter.
| Rapportering | Markbundet segment | Frekvens |
|---|---|---|
| RTXWN | Västra Nordamerika | 1557.8614 |
| RTXCN | Centrala Nordamerika | 1557.8150 |
| RTXEN | Östra Nordamerika | 1557,8590 |
| RTXSA | Latinamerika | 1539,8325 |
| RTXAE | Europa/Afrika | 1539.8125 |
| RTXAP | Asien/Stillahavsområdet | 1539,8325 |
| RTXIO [komm. 3] | Centralasien | 1545.5300 |
Tjänsten tillhandahålls genom abonnemang.
OmniSTAR och Starfix DGPS SystemStarfix DGPS System och OmniSTAR - stöds av det holländska företaget Fugro NV (kommersiellt system) WGS84 koordinatsystem. OmiSTAR-satellittjänsten är endast avsedd för användning på land, inre vattenvägar, hamnar och hamnar, medan Starfix DGPS-systemet används på fartyg och anläggningar som drivs till havs) [22] . När man lämnar täckningsområdet stängs differentialtjänsten automatiskt av, när man återvänder till området slås den automatiskt på igen [23] . Marksegmentet av OmniSTAR består av 100 markreferensstationer, 3 satellitdatauppladdningscenter och 2 kontrollcenter (Network Control Centers). Korrigeringarna genereras med en teknik som kallas Virtual Base Station (VBS). OmniSTAR VBS Prenumerationsalternativ:
OmniSTAR driver geostationära kommunikationssatelliter från Inmarsat , Mobile Satellite Ventures (MSV) och andra i åtta regioner som täcker större delen av landmassan på alla bebodda kontinenter på jorden.
OmniSTAR-satelliter och regional täckning [25] [26] [27] [28] [29]| Rapportering | Markbundet segment | Satellitnamn | Satellittyp | Frekvens |
|---|---|---|---|---|
| MSV-zon [komm. fyra] | Östra delzonen av USA (östra USA) | MSV-E | MSV-1 (USA), MSV-2 (Kanada) och lite senare MSV-SA (Latinamerika) | 1557,8450 |
| Central USA underzon (Centrala USA) | MSV-C | MSV-1 (USA), MSV-2 (Kanada) och lite senare MSV-SA (Latinamerika) | 1557,8350 | |
| Västra delzonen av USA (västra USA) | MSV-W | MSV-1 (USA), MSV-2 (Kanada) och lite senare MSV-SA (Latinamerika) | 1557,8550 | |
| Nord-, Central- och Sydamerika, inklusive Karibien (Nord-, Central- och Sydamerika inklusive Karibien) | ASAT-zon | ASAT [komm. 5] | N/A | 1539,9325 |
| Väster om Atlanten (Atlantic Ocean West) | AORW-zon | AOR-W | Inmarsat-3 F4 | 1539,9625 |
| Europa, Afrika och Mellanöstern (Europa, Afrika och Mellanöstern) | ESAT-zon | ESAT | Inmarsat-3F2 | 1539.9125 |
| Indien, CIS, Mellanöstern (Indien, CIS, Mellanöstern) [komm. 6] | IOR-zon | IOR | Inmarsat-3F1 | 1539,9325 |
| Sydostasien, Australasien, Västra Stilla havet, Australien (Asia Pacific) | AUSAT-zon | AUSAT | Delphini 1 | 1539,9625 |
| Australia & Pacific Rim (Australia & Pacific Rim) | POR-zon | POR [komm. 7] | Inmarsat-3F3 | 1539,9525 |
Starfix DGPS System - baserat på GNSS 2-frekvenser och PPP-metod. Systemet inkluderar ett marksegment bestående av 60 markstationer (bas- eller kontroll- och korrigeringsstationer) och ett rymdsegment - 4 Inmarsat-rymdfarkoster (INMARSAT), särskilt AOR-W (Western region of the Atlantic Ocean (Inmarsat-3F4)), POR (Stillahavsområdet (Inmarsat-3F3)), IOR (Indiska oceanen (Inmarsat-3F1)), ESAT (östra (Europeiska) Atlanten (Inmarsat-3F2)). Räckvidden överstiger 2000 km från kusten. Systemets täckning är många områden i vattnet i de intilliggande haven och oceanerna på alla kontinenter, med undantag för sydöstra Afrikas kust. Nordöstra Asien (Ryssland) och de centrala delarna av världshavet. Påstådd positioneringsnoggrannhet (med en sannolikhet på 0,95) är 1-2 m på ett avstånd av upp till 1000 km och 3 m på ett avstånd, över 2000 km. Rymdsegmentet reläer korrigeringar med en frekvens på 1600 MHz. Dataformatet överensstämmer med standarden RTCM-104 version 2.0. Datainsamling sker i kontrollcenter i Houston (USA), Perth (Australien) och Eike. (samma som för OmniSTAR ), där deras tillförlitlighet analyseras och bearbetas gemensamt. Efter bearbetning vidarebefordras korrigerande information (differentiella korrigeringar, basstationsparametrar och ett speciellt meddelande från RTCM SC-104- standarden ) till användarna [30] .
StarFire navigationssystem - stöds av det amerikanska företaget John Deere (kommersiellt system), WGS84 koordinatsystem. Ger noggrannhet under en 24-timmarsperiod på mindre än 4,5 cm. Idén med avkastningskartläggning med GPS-mottagare och spannmålsräknare dök upp 1994. GPS-noggrannheten, fortfarande med selektiv tillgänglighet, var dock för låg. 1997 bildades ett team från John Deere , Stanford University och NASA-ingenjörer från Jet Propulsion Laboratory [31] . De bestämde sig för att skapa ett DGPS-system som skilde sig ganska mycket från liknande system som WAAS.
StarFire-systemet använder en dubbelfrekvensmetod. För att göra detta fångar mottagaren P(Y)-signalen, som sänds vid två frekvenser, L1 och L2, och jämför jonosfärens inverkan på utbredningstiden för båda frekvenserna (faser av 2 signaler) och beräknar korrigeringen med hjälp av specialiserad programvara. Vid tidpunkten för utvecklingen var detta en dyr metod elektronikmässigt. Efter beräkning av korrigeringarna vid basstationerna sänds informationen till användaren. StarFire sänder dessa data med 300 bitar per sekund, upprepande en gång per sekund. Tillägg träder vanligtvis i kraft inom cirka 20 minuter.
I sin första utplacering använde StarFire sju referensstationer på det kontinentala USA. Korrigeringarna som genereras vid dessa stationer skickas till två redundanta bearbetningsstationer (varav en är samlokaliserad med referens-/övervakningsplatsen) och sedan sänds den resulterande signalen från den amerikanska östkuststationen. Alla stationer är anslutna via internet, med dedikerade ISDN-linjer och VSAT-länkar som backup. De mottagna signalerna vidarebefordrades via satelliten Inmarsat III.
Senare skapades ytterligare StarFire-nätverk i Sydamerika, Australien och Europa, som var och en opererade från sina egna referensstationer och sänder data till sina egna satelliter. När användningen av detta system utökades togs beslutet att kombinera de olika "lokala" nätverken till ett enda globalt nätverk. Idag driver StarFire-nätverket tjugofem stationer runt om i världen, som beräknar och överför data.
SkyFix och SkyFix XP- systemet drivs av Racal Survey Limited och täcker alla större områden i världen där de mest aktiva processerna för utvinning och utforskning av naturresurser bedrivs. Överföringen av differentiella korrigeringar sker via Inmarsat kommunikationssatelliter . SkyFix ger en noggrannhet på ca 3 m och bättre på ett brett område; dessutom, vid användning av flera CCS, ökar noggrannheten till 1 m. SkyFix implementerar medel för övervakning av systemelementens funktion, övervakning av prestanda och integritet. Data om eventuella fel blir snabbt känd för konsumenten. Racal Survey hyr ut kanalerna för 4 Inmarsat-satelliter. KKS-nätet antas omfatta ett 60-tal stationer utspridda runt om i världen. SkyFix-systemet ska inte bara använda GPS-signaler utan även GLONASS. Systemet inkluderar två kontrollcenter (i Aberdeen och Singapore), ett nätverk av referensstationer runt om i världen och flera monitorer, 5 nedladdningsstationer finns i Houston (USA), Abu Dibi (UAE), Kapstaden (Sydafrika) Perth ( Australien), Gunhilly (Storbritannien). För att ge konsumenterna korrigerande information använder SkyFix-systemet specialiserade kanaler på satelliterna i Inmarsat-systemet - AOR-E (Atlantic Ocean Region East), AOR-W (Atlantic Ocean Region West), IOR (Indian Ocean Region), POR ( Stillahavsregionen). ). SkyFix täckningsområde täcker alla större områden av geodetiskt arbete med hög precision runt om i världen, inklusive offshoreområden. Korrigeringsstationer finns. [33]
SkyFix XP ger decimeternoggrannhet (cirka 10 cm i plan och 15 cm på höjden) för att bestämma koordinater utan begränsningar på mottagarens avstånd från referensstationerna. SkyFix XP överträffar alla befintliga system när det gäller noggrannhet och hastighet vid positionering av havs- och flodfartyg, för datainsamling och bearbetning för olje- och gasproduktion och mineralprospektering, konstruktion och hydrografiska undersökningar.
SkyFix XP implementerar en ny SDGPS-teknik som använder Thales globala nätverk av referensstationer placerade för att kontinuerligt ta emot data från alla GPS-satelliter för att kontinuerligt uppdatera differentiella korrigeringar vid referensstationerna, vilket resulterar i verkligt global täckning. GPS-data med hög precision.
SDGPS, som en teknik för att bestämma positioner baserat på GPS-data, är baserad på användningen av differentiella korrigeringar associerade med en specifik GPS-satellit i konstellationen, och inte med en specifik referensstation. Uppnås genom kontinuerlig övervakning av satelliter i deras banor från Thales Corporations spårningsstationer, och därigenom identifiera oacceptabla fel för varje satellit och förkasta opålitlig data. Samtidigt införs lokala troposfäriska och jonosfäriska korrigeringar baserade på GPS-mätningar med två frekvenser. Effekterna av flera reflektioner och interna mottagarfördröjningar tas bort under efterbehandling.
SkyFix XP-systemet skiljer sig markant från traditionella differentiella GPS-metoder, som använder exakt kända referensstationskoordinater för att bestämma differentiella korrigeringar till mätningar gjorda av rovers på för närvarande tillgängliga satelliter i GPS-konstellationen. Dessa pseudoavståndskorrigeringar sänds i RTCM SC-104-format för positionsberäkning. Detta tillvägagångssätt gör det möjligt att erhålla endast en version av korrigeringarna, som endast tar hänsyn till de felkällor som är associerade med data från de tillgängliga referensstationerna. SkyFix XP eliminerar helt sådana restriktioner på mottagarens avstånd från referensstationerna.
Placering av SkyFix centralstationer| Område | Land | Plats |
|---|---|---|
| Nordamerika | Kanada | Halifax |
| USA | San Francisco | |
| Tampa | ||
| Houston | ||
| New Orleans | ||
| Mexiko | Ciudad del Carmen | |
| Sydamerika | Brasilien | Macae |
| Panama | Panama | |
| Falklandsöarna | Port Stanley | |
| Afrika | Kenya | Mombasa |
| Sydafrika | Durban | |
| Kapstaden | ||
| Namibia | walvis bay | |
| Angola | Luanda | |
| Gabon | Port Gentil | |
| Nigeria | Port Harcourt | |
| Moçambique | beira | |
| Asien | UAE | Abu Dhabi |
| Indien | Mumbai | |
| Japan | Saporo | |
| Hong Kong | ||
| Filippinerna | Manila | |
| Malaysia | Kuala Lumpur | |
| Singapore | ||
| Ryssland | Nogliki | |
| Indonesien | Riau | |
| Australien | Australien | Darwin |
| Spjäll | ||
| kvast | ||
| Adelaide | ||
| Perth | ||
| Sydney | ||
| stenrösen | ||
| Europa | Spanien | Cadiz |
| Italien | Rom | |
| Norge | Hamerfest | |
| Bergen | ||
| Bronnoysund | ||
| Molde | ||
| Skottland | Samburg | |
| aberdeen | ||
| Holland | Den Helder | |
| Sverige | Stockholm | |
| England | Flamborough | |
| norwich | ||
| Biscayabukten | ||
Integritetsmonitorer finns i Aberdeen (norr) och Kapstaden (södra), back-up i Perth (södra) och Houston (norr) [34] [35]
Dessutom stöder det markbundna SkyFix-nätverket SDGPS-systemet, som övervakas och drivs 24 timmar om dygnet. Noggrannhetsfelet är mindre än 2 m, täckningsområdet centrerat på korrigeringsstationen är mer än 2000 km, informationsuppdateringscykeln är 5 sekunder. Starfix-system använder RTCM SC-104- meddelanden [36] .
| Rapportering | Markbundet segment | Satellitnamn | Satellittyp | Frekvens |
|---|---|---|---|---|
| Väster om Atlanten (Atlantic Ocean West) | AORW-zon | AOR-W | Inmarsat-3 F4 | |
| Öster om Atlanten (Atlantic Ocean East) | AORE-zon | AOR-E | Inmarsat-3 F5 | |
| Indien, CIS, Mellanöstern (Indien, CIS, Mellanöstern) [komm. åtta] | IOR-zon | IOR | Inmarsat-3F1 | |
| Australia & Pacific Rim (Australia & Pacific Rim) | POR-zon [komm. 9] | POR | Inmarsat-3F3 |
Markbaserat differentiellt korrigeringssystem ( GRAS - markbaserat regionalt förstärkningssystem )) är ett differentiellt korrigeringssystem ( DGPS ) i vilket ytterligare informationsmeddelanden sänds genom mark VHF-stationer inom basstationens täckning. Finns även under namnet GBAS (markbaserat augmentation system).
GBAS Ground Supplement innehåller följande huvudelement:
ADPS ( Aviation Differential Subsystem ) är ett differentiellt system/delsystem som syftar till att förbättra nivån på flygtjänsten vid inflygning, landning och avgång, samt för markoperationer och manövrering i flygfältsområdet . De har lokal täckning (till exempel runt flygplatsen). Huvudsyftet med ADPS är att säkerställa integritet, det förbättrar också noggrannheten till 1 m [38] [39] . Den ryska beteckningen är LDPS (local differential subsystem) [komm. 10] [40] . I engelska källor används förkortningarna GBAS ( English ground-based augmentation system ) eller LAAS ( English local area augmentation system ) [komm. 11] .
ADPS är ett system som är avgörande för säkerheten inom civil luftfart och består av ett markundersystem och ett flygplanspositioneringsundersystem. Markundersystemet förser flygplanet med inflygningsvägdata och, för varje satellit i sikte, korrigerings- och integritetsinformation. Korrigeringarna tillåter flygplanet att mer exakt bestämma sin position i förhållande till inflygningsvägen. Markinfrastrukturen för ADPS består av LKKS [42] . Sändningsradien är 30 kilometer. Signaltäckningen är avsedd att stödja flygplansövergång från en-route-luftrum till och genom terminalområdets luftrum [43] Sändningsfrekvenser 108 till 118 MHz. Formatet för RTCM-tillägg är SC 104. Strukturellt är det ett monoblock. Lokala DPS har maximala räckvidder från USSI (unified measurement collection station) eller datalänkssändare (LTD) - upp till 50-200 km.[ förtydliga ] LDPS inkluderar vanligtvis en USSI (det finns alternativ med flera), kommando- och kontrollutrustning (inklusive integritetskontroll), såväl som dataöverföringsfaciliteter. Placeringen av GBAS på flygfältsområdet skapar förutsättningar för utbyggnad av dess funktioner och underlättar även underhållet. Det är möjligt att utöva kontroll och förvaltning av alla mobila objekt som finns inom flygfältsområdet. [37] .
Lokal kontroll- och korrigeringsstation (LKKS)LCCS inkluderar:
VHF-radiosändaren reläer korrigeringar, integritetsparametrar och olika lokala data associerade med World Geodetic System (WGS84) [42] .
Enligt uppgifterna för 2010 rekommenderas forskningscentret "Geodynamik" av Interstate Aviation Committee (IAC) och Ryska federationens transportministerium för arbete med geodetiskt stöd för luftfart. Centret har genomfört över 70 projekt på flygplatser i OSS-länderna på mer än 40 helikopterplattor i Ryssland [45] . Ett 40-tal flygfält är utrustade med LKKSA-A-2000-systemet i Ryssland [46] .
ADPS kan ha en utökad områdestäckningsarkitektur som täcker en viss region (ERPA). Diametern på det regionala systemets arbetszon är vanligtvis från 500 till 2000 km. Den kan ha en eller flera enhetliga mätstationer. I det fall då systemarkitekturen antar flera USSI, är en kontrollpunkt dessutom organiserad. Markundersystemet sänder korrigerande information till avståndssignalerna via VHF-överföring. Exempel på sådana RDPS är det australiska markbaserade regionala förstärkningssystemet (AGRAS), som täcker Australiens och Nya Zeelands territorier, och det europeiska Eurofix-systemet, där Loran-pulsfas RSDN-sändningsstationer används för att överföra korrigeringar till konsumenter. -C (eLoran) [46] .
MDPS (Marine Differential Subsystem)MDPS ( marine differential subsystem , engelska MDGPS - maritime DGPS ) - systemet (delsystemet) bygger på sändningsstationer installerade vid olika kustpunkter, en kontrollcentral, GPS-utrustning och kommunikation på fartyg. Kompletterar globala positioneringssystem genom att tillhandahålla lokaliserade pseudo-avståndskorrigeringar och kompletterande information som sänds över ett nätverk av maritima radiofyrar. Data överförs i RTCM SC-104- format med användning av minimum shift-modulation (MSK). Sändningen görs i intervallet från 285 kHz till 325 kHz, vilket är avsatt för maritim radionavigering (radiofyrar). Alla USSI (unified measurement collection stations) har ett individuellt identifikationsnummer som överförs i DGPS-signalen. Positioneringsnoggrannheten är 10 meter eller bättre (vid en framgångsrik konstellation av satelliter för användarutrustningen, dvs DOP < 2 eller 3) [47] . Räckvidden når 500 km. Överföringshastigheten för korrigerande information sträcker sig från 25 till 200 bps.
MDPS inkluderar från en till flera USSI (unified mätning insamlingsstationer) förenade i ett kluster, fjärrkontroll och kluster kontrollutrustning (kontrollpunkt), framåt och bakåt kontroll/kontroll kommunikationslinjer. Logiken i arbetet är att ge ökad noggrannhet genom att använda en referens GPS-mottagare (basstation) placerad på en punkt med kända koordinater, genom att jämföra koordinaterna för en känd plats med vad som tas emot. Satellitavståndskorrigeringar beräknas sedan och sänds i realtid via radio till närliggande användare, som använder korrigeringarna för att förbättra sina positionsberäkningar [48] . [49] .
Traditionellt inkluderar det differentiella delsystemet:
USSI tillhandahåller bildandet av korrigeringar av GLONASS/GPS-signaler och deras överföring enligt RTCM SC-104- standarden . För att kontrollera USSI:s arbete och kontrollera överföringen av navigationsinformation skapas kontrollpunkter. Alla övervaknings- och kontrolloperationer kan utföras lokalt från var och en av DGPS-stationerna eller på distans från en kontrollpunkt eller kontrollcentral, varifrån parametrarna och variablerna för differentialkorrigeringstjänsten kan ändras. Dessutom har USSI datorapplikationer som tillåter automatisk dataregistrering. USSI är designade i en redundant konfiguration, vilket garanterar dess tillförlitlighet och autonomi i händelse av fel och överträdelser.
USSI (unified measurement collection station) inkluderar:
Huvuduppgiften för kontrollpunkten (CP) är att kontrollera driften (underhållet) av enhetliga mätstationer, kommunikationslinjer (RDSI, GSM eller Inmarsat) mellan dem och CP, och en speciell dataöverföringskanal ( eng. GIC - GPS-integritetskanal ). Samt att säkerställa integriteten för observationer av satellitbaserade radionavigeringssystem och bildandet av integritetsdata för överföring till konsumenter [54] [37] .
System Control Center (SCC)NCC eller centraliserad styrenhet NDGPS (rikstäckande DGPS) USA finns i Alexandria, Virginia.
I Ryssland för 2019 finns det inget enhetligt civilt MDPS-system, det finns inget enskilt kontrollcenter. Och marksystem fungerar oberoende av varandra.
MDPS i RysslandNär det gäller lokala differentiella delsystem är de mest utarbetade frågorna om att bygga en maritim DPS (MDPS) för lokala kustområden baserat på befintliga radiofyrar som verkar i mellanvågsområdet 283,5-325,0 kHz. Enligt dem utfördes FoU och aktiviteter för deras utplacering på Rysslands kust och längs inre vattenvägar.
Nästan alla USSI som drivs i Ryssland fungerar oberoende av varandra, de bildar inte ett kontinuerligt differentialfält, och det finns heller ingen centraliserad kontroll över driften av befintliga USSI. Ett kontinuerligt radionavigeringsfält för GLONASS differentiell korrigering bör bildas genom att bygga ett nätverk av lokala differentiella subsystem (LDPS). Samtidigt bör överlappningen av USSI:s arbetsområden säkerställas med minst 10–15 %, och 30 % anses vara tillräcklig överlappning. [55] .
Från och med januari 2010, som en del av IRPS i Ryssland, är endast IRPS i Finska viken (Shepelevsky fyr) utplacerad och är i regelbunden drift.
I försöksverksamhet är MDPS från Azov-Svartahavsregionen, Östersjön, Kaspiska havet, Barents, Vita havet och i Peter den stora bukten:
Novorossiysk USSI vid Cape Doob; Temryuk USSI på RC GMDSS Temryuk; Tuapse USSI vid Cape Kodosh; USSI MDPS om inflygningar till hamnarna i Baltiysk och Kaliningrad, i hamnen i Baltiysk; Astrakhan USSI, post nr 2 av Volga-Kaspiska kanalen; USSI av Kaspiska havet, Makhachkala bosättning; USSI av Barents hav, Rybachy halvön, Tsyp-Navolok fyr; Arkhangelsk USSI, Mudyugsky fyr; Peter den store viken, Kap Povorotny; USSI vid Van der Linda fyr; USSI i Petropavlovsk-Kamchatsky; Sakhalin USSI, i byn Korsakov; USSI på Oleniy Island; USSI vid floden. Jenisej, Lipatnikovsky rulle; USSI på Cape Sterligov, USSI på ca. Stolbovoy och Kamenka, USSI på Cape Andrei, Sabbet [56] , Indigirka.
Från och med januari 2010 på inre vattenvägar: USSI i Sheksna, Volgograd, Rostov-on-Don, Nizhny Novgorod, Kazan, Saratov, Samara, Perm, Krasnoyarsk, Irkutsk, Omsk, Khanty-Mansiysk, Pechora och Podkamennaya Tunguska [50] .
I januari 2011 slutförde Transas arbetet med att testa USSI GLONASS / GPS på Ryska federationens inre vattenvägar i regionen Omsk, Khanty-Mansiysk och Pechora [57] .
I september 2012, i Arktis, på den norra sjövägen, utöver det befintliga USSI på Oleniy Island, på Cape Sterligov och på Indigirka-floden, togs USSI i drift på öarna Andrey, Stolbovaya och Kamenka [58] .
Genom dekret från Ryska federationens regering av den 15 april 2014 nr 319 är det planerat att distribuera: USSI på öarna Vize, Wrangel och Kotelny, i bosättningarna Novorybnoye, Conduction och Pevek, på Cape Dezhnev [55 ] .
2015 installerades USSI vid Novosibirsk-slusset vid floden Ob i Novosibirsk [59] .
Under 2017 levererades utrustningen i städerna Rybinsk (FGBU "Moskvakanalen"), Surgut (FBU "Administration" Ob-Irtyshvodput "") och Barnaul (FBU "Administration of the Ob Inland Waterways Basin"), samt i byn Parkhomenko, Volgograd-regionen (FBU "Administration" Volgo-Don "") [60] .
Under 2018 slutförde Rostelecom installationen av två USSI:er för bearbetning av signaler från GLONASS/GPS-satellitsystem på stranden av floderna Ob och Tom i byn Samus, Tomsk-regionen, respektive staden Barnaul [59] .
Precision Positioning SystemSTP ( precision positioning system ) i vissa källor framstår som ( SDGS - nätverk av differentiella geodetiska stationer) - ett automatiserat hårdvaru- och mjukvarukomplex, som är ett centralt styrt nätverk av kontroll- och korrigeringsstationer, designat för att tillhandahålla korrigeringar och positioneringstjänster [61] . Räckvidden för sådana system är inte mer än 50 km, de ger en centimeter-decimeters noggrannhet. Kraven på kontinuitet, tillgänglighet och integritet för sådana system kan lättas avsevärt [62] [63] .
Hur det fungerarBasstationer (referens) för exakta positioneringssystem är jämnt fördelade över hela serviceområdet. Varje basstation är en bärare av de geografiska koordinaterna för den opererade GNSS (WGS84, PZ-90, etc.). Dessutom är parametrarna för övergången till lokalt planerade och vertikala koordinatsystem tillförlitligt kända. Precision Positioning System kan användas i både RTK- och Post Processing Kinematic -lägen . För att bestämma koordinaterna i realtid används stationer utrustade med radiosändare eller internetåtkomst. GPS - mätningar görs kontinuerligt på dessa stationer och deras resultat överförs till kontrollcentralen . De mottagna GPS-differentialkorrigeringarna sänds till systemanvändare på FM-frekvenser eller via IP-adress i RTCM SC-104- format [62] . Samtidigt uppnås noggrannheten för att bestämma de planerade koordinaterna på nivån 1 m för användare av tjänsten av den grundläggande typen (Basic) och mindre än en meter för användare av tjänsten av den förbättrade typen (Premium). Tillgång till SSTP sker genom prenumeration. För att bestämma koordinater i efterbehandlingsläge måste du ha data från minst fyra basstationer. I detta fall kan centimetrisk noggrannhet av resultaten i ett rektangulärt koordinatsystem uppnås. Data om differentiella GPS-observationer erhållna efter bearbetning av signalerna från alla stationer är tillgängliga för användare 4 timmar efter mätningarnas slut. Information kan överföras från kontrollcentret via Internet eller via modemkanaler [64] [65] .
Mål och målDet exakta positioneringssystemet arbetar på basis av permanenta geodetiska referensstationer. Systemet tillhandahåller differentiella korrigeringar för att bestämma koordinaterna för objekt i realtid ( RTK ), såväl som initiala data - RINEX-filer för den Kinematiska metoden efter bearbetning [66] .
Sammansättning av STPStrukturen för STP inkluderar: nätverk av permanent fungerande satellitdifferentialstationer, servrar med speciell programvara, kommunikationskanaler utformade för att styra driften av differentialstationer och sända satellitkorrigerande information till användare som utför satellitmätningar med relativa metoder [61] .
Autonomous differential correction system ( ABAS - flygplansbaserade augmentation systems ) är ett differential correction system ( DGPS ) i vilket ytterligare informationsmeddelanden genereras oberoende, d.v.s. från interna algoritmer.
Autonoma system, implementerade ombord på ubåtar eller ombord på flygplan, använder RAIM & AAIM autonoma integritetsövervakningsmetoder.
ABAS luftburna tillägg är i huvudsak en förbättring av det autonoma integritetsövervakningssystemet och kallas vanligtvis RAIM. Med hjälp av all navigeringsinformation som finns tillgänglig ombord, andra konsumentsystem ombord och en kraftfull processor, tillhandahålls de nödvändiga egenskaperna hos navigationsprogramvaran [37] .
Metoder för relativa GPS-bestämningar med hjälp av minst två antenner kombinerade till ett enda system. Den består i bearbetning av verkliga (erhållna) mätningar med de initiala mätdata (noggrannhet upp till 1-2 cm). Genom att känna till "geometrin" mellan antennernas fascentra - en grundläggande triangel eller en vektor, är det möjligt att göra en differentiell korrigering av de primära mätningarna och räkna om koordinaterna för systemets matematiska centrum. Algoritmen "Kallstart" upprepas flera gånger, med en viss diskrethet (frekvens), vilket gör det möjligt att förfina de initiala uppgifterna.
Efter att systemet startar börjar RAIM-systemet att fungera, vilket analyserar den inkommande informationen. Vid behov avvisar RAIM satelliter vars data inte kan användas fullt ut för beräkningar av navigationsprestanda. För varje avvisad satellit bör det finnas 5 aktiva satelliter. . Med otillräcklig kvalitet och kvantitet av observerade satelliter börjar systemet använda ytterligare information från processorn, införa korrigeringar[ vad? ] eller ersätt saknade satelliter med virtuella. Ersättningsperioden beror på processorkraft, programvara och initial statistisk information.
Systemdata måste uppdateras var 4:e timme (tidpunkten för den fullständiga uppdateringen av plejaderna / konstellationen av navigationssatelliter) och / eller var 3000:e km avstånd (täckning av pleiaderna / konstellationen av navigationssatelliter). Utförs i förväg av en redundant uppsättning mottagare (optimala avsynkroniseringsperioder är 2 timmar respektive 1500 km) .
Arkitekturen för ABAS-system är redundant och självförsörjande med dubbel redundans i all nyckelutrustning, vilket gör att du självständigt kan bestämma koordinaterna (positionering med tillräckligt hög kvalitet) och garanterar felfri drift.
För alla ABAS-system är en av de definierande parametrarna för "arkitekturen" konfigurationen. Det finns 2 huvudtyper - dynamisk och statisk.
Statisk - består av placeringen av antenner (fascentra) i en derivatform. Kräver fler antenner för bra bäring . Säkerställer redundans och långa perioder av desynkronisering.
Dynamisk - består av placeringen av antenner (fascentra) i en linje (vektor) längs bärarens axel. Den är installerad på föremål med en betydande rörelsehastighet. Kräver färre antenner. Det är vanligtvis installerat på flygplan. Ger bra resultat i rörelseprocessen. En av mottagarna är installerad på fören av bäraren och anses vara " huvudet ", den andra i aktern och definieras som " svansen ". Genom att tillämpa kvasi-differentiella metoder i direkt och omvänd ordning, med tillräcklig diskretitet (frekvens), är det möjligt att beräkna azimuterna för rörelse i förhållande till varandra. Kräver regelbunden återställning av information - ramuppdateringar.
ABAS-systemet innehåller 4 element.
Primär positioneringsalgoritm
| Navigationssystem _ | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Satellit |
| ||||||
| Jord | |||||||
| Differentiella korrigeringssystem | |||||||