Satellite Based Augmentation System (SBAS)

Rozšíření GNSS

Rozšíření globálního navigačního satelitního systému (GNSS) je metoda zlepšování vlastností navigačního systému, jako je přesnost, spolehlivost a dostupnost, prostřednictvím integrace externích informací do procesu výpočtu. Existuje mnoho takových systémů a jsou obecně pojmenovány nebo popsány na základě toho, jak senzor GNSS přijímá externí informace. Některé systémy přenášejí další informace o zdrojích chyb (jako je posun hodin , efemerida nebo ionosférické zpoždění ), jiné poskytují přímá měření toho, jak moc byl signál v minulosti vypnutý, zatímco třetí skupina poskytuje další informace o vozidle, které mají být integrovány do výpočetní proces.

• Satelitní augmentační systém
  Satelitní augmentační systém
  Servisní oblasti satelitních augmentačních systémů (SBAS)Seznam satelitů GNSS a SBAS přijímaných telefonem

  Satelitní rozšiřující systémy ( SBAS ) podporují plošné nebo regionální rozšiřování prostřednictvím použití dodatečných zpráv družicového vysílání. Pomocí měření z pozemních stanic jsou vytvářeny korekční zprávy a odesílány na jeden nebo více satelitů pro vysílání koncovým uživatelům jako rozdílový signál. SBAS je někdy synonymem pro WADGPS, širokoúhlý diferenciální GPS.

  Mezi GBAS a SBAS, které byly implementovány nebo navrženy, patří:

  • Wide Area Augmentation System (WAAS), provozovaný Federálním úřadem pro letectví Spojených států (FAA).
  • Evropská geostacionární navigační překryvná služba (EGNOS) , provozovaná ESSP ( jménem GSA EU).
  • Multifunkční satelitní augmentační systém (MSAS), provozovaný japonským ministerstvem půdy, infrastruktury a dopravy Japonský úřad pro civilní letectví (JCAB).
  • Satelitní systém Quasi-Zenith Satellite System (QZSS), provozovaný Japonskem, zahájil první provoz v listopadu 2018. QZSS také funguje v režimu bez SBAS zvaném PNT, který v podstatě funguje jako další satelity GNSS.
  • GPS -Aided GEO Augmented Navigation (GAGAN), provozovaný Úřadem letišť Indie.
  • Systém pro diferenciální korekce a monitorování ( SDCM), provozovaný ruským Roskosmosem .
  • BeiDou Satellite-Based Augmentation System (BDSBAS), navržený Čínou.
  • Southern Positioning Augmentation Network (SouthPAN), vyvíjená Austrálií a Novým Zélandem s počátečními službami očekávanými v roce 2022.
  • Wide Area GPS Enhancement (WAGE), provozovaný ministerstvem obrany Spojených států pro použití vojenskými a autorizovanými přijímači.
  • Komerční navigační systém StarFire , provozovaný společnostmi John Deere a C-Nav Positioning Solutions ( Oceaneering).
  • Komerční systém Starfix DGPS a OmniSTAR provozovaný společností Fugro.
  • Komerční systém Atlas GNSS Global L-Band Correction Service , provozovaný společností Hemisphere GNSS .
  • GPS ·C , zkratka pro GPS Correction, byl rozdílový zdroj dat GPS pro většinu Kanady, spravovaný kanadským Active Control System, součástí Natural Resources Canada – nyní vyřazený z provozu.
  • Australský SBAS využívající geostacionární satelit Inmarsat 4F1, který utrpěl výpadek v dubnu 2023.

  Pozemní augmentační systém

  Pozemní augmentační systém ( GBAS ) poskytuje diferenciální korekce GPS (DGPS) a ověřování integrity v blízkosti letiště a poskytuje přiblížení např. pro přistávací dráhy, které nemají ILS . Referenční přijímače v měřených polohách měří odchylky GPS a vypočítávají korekce vysílané při 2 Hz prostřednictvím vysílání dat VHF (VDB) do 23 nmi (43 km). Jeden GBAS podporuje až 48 přiblížení a pokrývá mnoho konců dráhy s větší flexibilitou instalace než ILS s lokalizačními a sestupovými anténami na každém konci. GBAS může poskytnout více přístupů ke snížení turbulence brázdy a zlepšení odolnostizachování dostupnosti a kontinuity provozu.

  V prosinci 2008 Port Authority of New York and New Jersey investovala 2,5 milionu $ do instalace GBAS na letišti Newark (EWR), přičemž Continental (nyní United ) vybavil 15 letadel za 1,1 milionu $, zatímco FAA vyčlenila 2,5 milionu $ na posouzení technologie. Design Honeywell SLS-4000 GBAS byl schválen FAA v září 2009 a je stále jediný. Nabízí Cat. 1 přístrojové přistání s výškou rozhodnutí 200 stop (61 m).a lze jej upgradovat na 100 stop (30 m) Cat. 2 s monitorováním ionosférických podmínek v reálném čase prostřednictvím SBAS, zatímco přesnější Cat. 3 SLS-5000 čeká na kompatibilní letadla. První instalace byly schváleny v EWR v roce 2012 a Houston / IAH v roce 2013. Port Authority doporučuje GBAS pro New York JFK a LaGuardia (LGA) ke zmírnění kongescí. Newark a Houston GBAS byly modernizovány na Cat. 2, Seattle-Tacoma , San Francisco SFO , JFK a LGA se očekávají jako další.

  Mezi 20 instalacemi GBAS Honeywell po celém světě jsou další instalace v USA: Testovací zařízení Honeywell v Johnson County , Kansas; technické centrum FAA na mezinárodním letišti Atlantic City , New Jersey; Testovací zařízení Boeingu v Grant County , Washington; závod B787 v Charleston International , Jižní Karolína; a Anoka County-Blaine Airport poblíž Minneapolis. Vybavená letiště v Evropě jsou Brémy , Frankfurt , Málaga a Curych . v Asii a Tichomoří, letiště s instalacemi jsou Chennai , Kuala Lumpur , Melbourne ,Soul-Gimpo , Shanghai-Pudong a Sydney . Dalšími místy jsou Svatá Helena v jižním Atlantiku, Punta Cana v Dominikánské republice a Rio de Janeiro–Galeão . Existuje asi 100 Cat. 1 Instalace přistávacích systémů GBAS (GLS) v Rusku s technologií specifickou pro Rusko.

  V USA byl GBAS dříve známý jako Local-area augmentation system, zatímco SBAS s pozemní referenční sítí poskytující korekce GPS se nazývá WAAS.

  V USA bylo více přiblížení WAAS LPV dosahujících 200 stop (61 m) než Cat. 1 přiblížení ILS do března 2018. 1 GBAS stojí 3–4 miliony USD; a dalších 700 000 $ za Cat. 2.

  Do jara 2018 Boeing dodal 3 500 letadel s podporou GLS, z toho 5 000 na objednávku: GLS Cat. 2/3 je standardem pro Boeing 747-8, 787 a 777, zatímco GLS Cat. 1 je volitelná u 737NG/MAX a GLS Cat. 2/3 bude nabízen od roku 2020. Airbus nabízí GLS Cat. 1 s automatickým přistáním na A320, A330, A350 a A380.

  FAA NextGen podporuje GBAS a GLS ke zvýšení kapacity letišť a ke snížení hluku a zpoždění počasí. Boeing preferuje podporu FAA než financování, zatímco National Air Traffic Controller Association tvrdí, že rigidní přístupy sníží flexibilitu řízení provozu, ztratí propustnost a kapacitu, což je názor sdílený Delta Air Lines . Někteří členové ICAO přezkoumají [ je zapotřebí vysvětlení ] GBAS Approach Service Types-D (GAST-D) podporující Cat. 2/3 přiblížení a přistání.

  Na systémy GBAS jsou ve srovnání se systémy SBAS přísnější bezpečnostní požadavky, protože GBAS je určen hlavně pro fázi přistání, kde je kritická přesnost a kontrola integrity signálu v reálném čase, zvláště když se počasí zhorší do té míry, že není viditelnost (CAT-I/ II/III podmínky), pro které SBAS není určen nebo vhodný.

  Mimo letiště

  US Nationwide Differential GPS System (NDGPS) byl rozšířený systém pro uživatele na pozemních a vodních cestách v USA. Byl nahrazen systém NASA Global Differential GPS (GDGPS), který podporuje širokou škálu GNSS sítí nad rámec GPS. Stejný systém GDGPS je základem implementace WAAS a A-GNSS v USA.

  Pozemní stanice mohou být také použity k akumulaci nepřetržitých GNSS pozorování pro dosažení post-hoc korekce dat na centimetrovou úroveň. Dva příklady systémů jsou US Continuously Operating Reference Stations (CORS) a International GNSS Service (IGS).

  Aircraft-based augmentation system (ABAS)

  Rozšíření může mít také formu dodatečných informací z navigačních senzorů, které se přidávají do výpočtu polohy, nebo interních algoritmů, které zlepšují výkonnost navigace. Mnohokrát doplňková avionika funguje na základě oddělených principů od GNSS a nemusí nutně podléhat stejným zdrojům chyb nebo rušení. Systém, jako je tento, je organizací ICAO označován jako letadlový augmentační systém (ABAS). Nejrozšířenější formou ABAS je monitorování autonomní integrity přijímače (RAIM), které využívá redundantní signály GPS k zajištění integrity řešení polohy a k detekci chybných signálů.

  Další senzory mohou zahrnovat:

  • přijímače eLORAN
  • Automatizované nebeské navigační systémy
  • Inerciální navigační systémy
  • Zařízení pro měření vzdálenosti , často se používá více systémů pro vytvoření pozičního fixu (DME/DME). Lze použít také s INS (DME/DME/INS).
  • Jednoduché systémy mrtvého zúčtování (skládající se z gyroskopického kompasu a měření vzdálenosti)

Assisted GNSS

sistovaný GNSS ( A-GNSS ) je rozšiřující systém GNSS , který často výrazně zlepšuje spouštěcí výkon – tj. čas do první opravy (TTFF) – globálního navigačního satelitního systému (GNSS). A-GNSS funguje tak, že poskytuje potřebná data zařízení prostřednictvím rádiové sítě namísto pomalého satelitního spojení, což v podstatě "zahřívá" přijímač pro opravu. Při aplikaci na GPS je známá jako asistovaná GPS nebo rozšířená GPS (obecně zkrácená jako A-GPS a méně běžně jako aGPS ). Mezi další místní názvy patří A-GANSS pro Galileo a A-Beidoupro BeiDou.

A-GPS je široce používán s mobilními telefony s GPS , protože jeho vývoj byl urychlen požadavkem US FCC 911 na zpřístupnění dat o poloze mobilních telefonů dispečerům tísňového volání.

Pozadí

Každé zařízení GPS vyžaduje pro výpočet své polohy orbitální údaje o satelitech . Přenosová rychlost satelitního signálu je pouze 50 bit/s, takže stahování orbitálních informací, jako jsou efemeridy a almanach přímo ze satelitů, obvykle trvá dlouho, a pokud se satelitní signály během získávání těchto informací ztratí, jsou zahozeny a samostatný systém musí začít od nuly. Ve výjimečně špatných podmínkách signálu, například v městských oblastech, mohou satelitní signály vykazovat vícecestné šíření , kde signály přeskakují struktury nebo jsou oslabeny meteorologickými podmínkami nebo korunami stromů. Některé samostatné GPS navigacepři použití ve špatných podmínkách nemůže fixovat polohu z důvodu poruchy satelitního signálu a musí čekat na lepší satelitní příjem. Běžná jednotka GPS může potřebovat až 12,5 minuty (doba potřebná ke stažení almanachu GPS a efemerid ), aby problém vyřešila a byla schopna poskytnout správnou polohu.

Operace

V A-GPS nasadí provozovatel sítě server A-GPS , server mezipaměti pro data GPS. Tyto servery A-GPS stahují orbitální informace ze satelitu a ukládají je do databáze. Zařízení s podporou A-GPS se může připojit k těmto serverům a stáhnout tyto informace pomocí rádiových nosičů mobilní sítě, jako je GSM , CDMA , WCDMA , LTE , nebo dokonce pomocí jiných rádiových nosičů, jako je Wi-Fi nebo LoRa . Rychlost přenosu dat těchto nosičů je obvykle vysoká, takže stahování orbitálních informací trvá kratší dobu. Využití tohoto systému může být pro uživatele nákladné. Pro účely účtování to poskytovatelé sítí často počítají jako apřístup k datům , který může v závislosti na tarifu stát peníze.

Abychom byli přesní, funkce A-GPS závisí většinou na internetové síti nebo připojení k ISP (nebo CNP, v případě CP/mobilního telefonu připojeného k datové službě poskytovatele mobilní sítě). Mobilní zařízení pouze s předním rádiovým přijímačem L1 a bez GPS získávání, sledování a určování polohy funguje pouze v případě, že má internetové připojení k ISP/CNP, kde se fixace polohy vypočítává mimo samotné zařízení. Nefunguje v oblastech bez pokrytí nebo internetového připojení (nebo v blízkosti základnové stanice(BTS) věže, v případě oblasti pokrytí službou CNP). Bez těchto prostředků se nemůže připojit k serverům A-GPS, které obvykle poskytují CNP. Na druhou stranu mobilní zařízení s čipovou sadou GPS nevyžaduje žádné datové připojení k zachycení a zpracování dat GPS do řešení polohy, protože přijímá data přímo ze satelitů GPS a je schopno samo vypočítat fixaci polohy. Dostupnost datového připojení však může pomoci zlepšit výkon čipu GPS v mobilním zařízení.

Provozní režimy

Pomoc spadá do dvou kategorií:

Na základě mobilní stanice (MSB)Informace používané k rychlejšímu získávání satelitů.

• Může dodávat orbitální data nebo almanach pro satelity GPS do přijímače GPS, což v některých případech umožňuje přijímači GPS rychleji se uzamknout k satelitům.
• Síť může poskytnout přesný čas.

Mobilní stanice s asistencí (MSA)Výpočet polohy serverem pomocí informací z přijímače GPS.

• Zařízení zachytí snímek signálu GPS s přibližným časem, aby jej server později zpracoval do polohy.
• Asistenční server má dobrý satelitní signál a bohatý výpočetní výkon, takže může porovnávat fragmentární signály, které jsou na něj přenášeny.
• Přesné, měřené souřadnice pro věže stanovišť buněk umožňují lepší znalost místních ionosférických podmínek a dalších podmínek ovlivňujících signál GPS než samotný přijímač GPS, což umožňuje přesnější výpočet polohy.

Ne každý server A-GNSS poskytuje provoz v režimu MSA kvůli nákladům na výpočetní techniku ​​a klesajícímu počtu mobilních terminálů, které nejsou schopny provádět vlastní výpočty. Server SUPL společnosti Google je server, který ne.

Typický přijímač s podporou A-GPS používá datové připojení (internetové nebo jiné) ke kontaktování asistenčního serveru pro informace aGPS. Pokud má také fungující autonomní GPS, může používat samostatný GPS, který je někdy pomalejší, pokud jde o první opravu , ale nezávisí na síti, a proto může pracovat mimo dosah sítě a bez poplatků za využití dat. Některá zařízení A-GPS nemají možnost vrátit se k samostatnému nebo autonomnímu GPS.

Související technologie

Mnoho mobilních telefonů kombinuje A-GPS a další služby určování polohy, včetně systému určování polohy Wi-Fi a multilaterace mezi buňkami a někdy i hybridního systému určování polohy.

High-Sensitivity GPS je spojenecká technologie, která řeší některé z těchto problémů způsobem, který nevyžaduje další infrastrukturu. Na rozdíl od některých forem A-GPS však vysoce citlivá GPS nemůže poskytnout opravu okamžitě, když je GPS přijímač nějakou dobu vypnutý.

standardy

Protokoly A-GPS jsou součástí protokolu pro určování polohy definovaného dvěma různými standardizačními orgány, 3GPP a Open Mobile Alliance (OMA) .

Protokol řídicí rovinyDefinováno 3GPP pro různé generace systémů mobilních telefonů. Tyto protokoly jsou definovány pro sítě s přepojováním okruhů . Byly definovány následující polohovací protokoly.

• RRLP – RRLP definovaný 3GPP (Radio Resource Location Protocol) pro podporu protokolu určování polohy v sítích GSM.
• TIA 801 – rodina CDMA2000 definovala tento protokol pro sítě CDMA 2000.
• RRC position protocol – 3GPP definovalo tento protokol jako součást standardu RRC pro síť UMTS .
• LPP – 3GPP definovaný LPP nebo LTE polohovací protokol pro LTE sítě.

Protokol uživatelské rovinyDefinováno OMA pro podporu polohovacích protokolů v sítích s přepínáním paketů . Byly definovány tři generace protokolu SUPL ( Secure User Plane Location ) od verze 1.0 do 3.0.

SUPL

Protokol SUPL (Secure User Plane Location), na rozdíl od svých ekvivalentů řídicích rovin omezených na mobilní sítě, běží na infrastruktuře TCP/IP Internetu . Výsledkem je, že jeho aplikace přesahuje původní zamýšlené použití mobilních zařízení a mohou být používány počítači pro všeobecné použití. SUPL 3.0 legitimizuje takové použití přidáním povolenek pro WLAN a širokopásmová připojení.

Akce definované SUPL 3.0 zahrnují širokou škálu služeb, jako je geofencing a fakturace. Funkce A-GNSS jsou definovány ve funkční skupině polohování SUPL. Obsahuje:

• Funkce SUPL Assistance Delivery Function (SADF), která poskytuje základní informace odeslané do zařízení v obou režimech A-GNSS.
• Funkce SUPL Reference Retrieval Function (SRRF), která říká serveru, aby připravil výše uvedené informace příjmem ze satelitů.
• Funkce SUPL Position Calculation Function (SPCF), která umožňuje klientovi nebo serveru požádat o umístění klienta. Umístění generované serverem může být výsledkem MSA nebo mobilní buňky. Pokud je použit režim MSB (založený na SET), klient místo toho ohlásí své umístění serveru.

Specifika komunikace jsou definována v substandardu ULP (Userplane Location Protocol) sady SUPL. Od prosince 2018 podporované systémy GNSS zahrnují GPS, Galileo, GLONASS a BeiDou. 

Vylepšení GNSS

Vylepšení GNSS se týká technik používaných ke zlepšení přesnosti informací o poloze poskytovaných Global Positioning System nebo jinými globálními navigačními satelitními systémy obecně, sítí družic používaných pro navigaci. Metody vylepšení pro zlepšení přesnosti spoléhají na externí informace, které jsou integrovány do procesu výpočtu. Existuje mnoho takových systémů a jsou obecně pojmenovány nebo popsány na základě toho, jak GPS senzor přijímá informace. Některé systémy přenášejí další informace o zdrojích chyb (jako je posun hodin, efemeridy nebo ionosférické zpoždění), jiné poskytují přímá měření toho, jak moc byl signál v minulosti vypnutý, zatímco třetí skupina poskytuje další navigační informace nebo informace o vozidle, které mají být integrovány do procesu výpočtu.

Pozadí

Global Positioning System (GPS) je americký satelitní systém pro určování polohy a navigaci. Přijímače na zemském povrchu nebo v jeho blízkosti mohou určit svou polohu na základě signálů přijatých z libovolných čtyř nebo více satelitů v síti.

Všechny satelity GPS vysílají na stejných dvou frekvencích, známých jako L1 (1575,42 MHz) a L2 (1227,60 MHz). Síť využívá vícenásobný přístup s kódovým dělením (CDMA), aby bylo možné rozlišit samostatné zprávy z jednotlivých satelitů. Používají se dvě odlišná kódování CDMA: hrubý/získaný (C/A) kód, který je přístupný široké veřejnosti, a přesný (P) kód, který je zašifrován, takže k němu má přístup pouze americká armáda. Zprávy odeslané z každého satelitu obsahují informace od zdraví satelitu, orbitální dráhy satelitu, stavu hodin satelitu a konfigurace celé satelitní sítě.

Přesné sledování

Přesnost výpočtu lze také zlepšit přesným sledováním a měřením stávajících signálů GPS dalšími nebo alternativními způsoby.

Poté, co byla selektivní dostupnost vládou USA vypnuta, největší chybou v GPS bylo obvykle nepředvídatelné zpoždění v ionosféře. Kosmická loď vysílá parametry ionosférického modelu, ale ty jsou nutně nedokonalé. To je jeden z důvodů, proč kosmická loď GPS vysílá na nejméně dvou frekvencích, L1 a L2. Ionosférické zpoždění je dobře definovanou funkcí frekvence a celkového obsahu elektronů (TEC) podél cesty, takže měření rozdílu v době příchodu mezi frekvencemi určuje TEC a tím i přesné ionosférické zpoždění na každé frekvenci.

Přijímače s dešifrovacími klíči mohou dekódovat P(Y)-kód přenášený na L1 i L2. Tyto klíče jsou však vyhrazeny pro armádu a autorizované agentury a nejsou dostupné veřejnosti. Bez klíčů je stále možné použít bezkódovou techniku ​​k porovnání P(Y) kódů na L1 a L2, aby se získalo mnoho stejných chybových informací. Tato technika je však pomalá a v současnosti je omezena na specializované geodetické vybavení. V budoucnu se počítá s vysíláním dalších civilních kódů na frekvencích L2 a L5 (viz modernizace GPS ). Všichni uživatelé pak mohou provádět dvoufrekvenční měření a přímo počítat chyby ionosférického zpoždění.

Druhá forma přesného monitorování se nazývá zesílení nosné fáze (CPGPS). Chyba, kterou to opravuje, vzniká tím, že přechod pulsů PRN není okamžitý, a proto je korelace (shoda sekvence satelit-přijímač) nedokonalá. Přístup CPGPS využívá nosnou vlnu L1, která má periodu

1 s1575,42×106=0,63475 ns≈1 ns,

což je asi jedna tisícina bitové periody C/A Gold kódu

1 s1023×103=977,5 ns≈1000 ns,

fungovat jako další hodinový signál a vyřešit nejistotu. Chyba fázového rozdílu v normálním GPS činí 2 až 3 metry (6 až 10 stop) nejednoznačnosti. CPGPS pracující s přesností 1 % dokonalého přechodu snižuje tuto chybu na 3 centimetry (1 palec) nejednoznačnosti. Odstraněním tohoto zdroje chyb CPGPS ve spojení s DGPS běžně dosahuje absolutní přesnosti mezi 20 a 30 centimetry (8 až 12 palců).

Kinematické polohování v reálném čase

Hlavní článek: Kinematika v reálném čase

Kinematické určování polohy v reálném čase (RTK) je další přístup k přesnému systému určování polohy založenému na GPS. V tomto přístupu může být určení signálu vzdálenosti vyřešeno s přesností menší než 10 centimetrů (4 palce). To se provádí vyřešením počtu cyklů, ve kterých je signál vysílán a přijímán přijímačem. Toho lze dosáhnout použitím kombinace korekčních dat diferenciálního GPS (DGPS), přenosu informací o fázi signálu GPS a technik rozlišení nejednoznačnosti prostřednictvím statistických testů, případně se zpracováním v reálném čase.

Sledování nosné fáze (průzkum)

Bylo diskutováno využití navigační zprávy k měření pseudovzdálenosti. Další metodou, která se používá v aplikacích GPS průzkumu, je sledování nosné fáze. Perioda nosné frekvence krát rychlost světla udává vlnovou délku, která je u nosné L1 asi 0,19 metru. Při 1% přesnosti vlnové délky při detekci náběžné hrany může být tato složka chyby pseudovzdálenosti jen 2 milimetry. To je srovnatelné se 3 metry pro kód C/A a 0,3 metru pro kód P.

Tato 2milimetrová přesnost však vyžaduje měření celkové fáze, celkového počtu vlnových délek plus zlomkové vlnové délky. To vyžaduje speciálně vybavené přijímače. Tato metoda má mnoho aplikací v oblasti geodézie.

Nyní popisujeme metodu, která by mohla být potenciálně použita k odhadu polohy přijímače 2 vzhledem k poloze přijímače 1 pomocí trojitého diferencování následovaného hledáním numerické odmocniny a matematickou technikou nazývanou nejmenší čtverce . Podrobná diskuse o chybách je vynechána, aby nedošlo k odvrácení pozornosti od popisu metodiky. V tomto popisu jsou rozdíly brány v pořadí rozdílů mezi satelity, rozdílů mezi přijímači a rozdílů mezi epochami. To by nemělo být vykládáno tak, že se jedná o jediný příkaz, který lze použít. Ve skutečnosti jsou stejně platné i jiné příkazy k převzetí rozdílů.

Celková fáze satelitního nosiče může být měřena s nejednoznačností ohledně počtu cyklů. Nechat označují fázi nosiče satelitu měřeno přijímačem v čase. Dále definujeme tři funkce: které provádějí rozdíly mezi přijímači, satelity a časovými body. Každá funkce má lineární kombinaci proměnných se třemi dolními indexy jako argumentem. Tyto tři funkce jsou definovány níže:

Také pokud a jsou platné argumenty pro tři funkce a jsou tedy konstanty je platný argument s hodnotami definovanými jako

Chyby hodin přijímače mohou být přibližně eliminovány odlišením fází měřených ze satelitu 1 s fází naměřenou ze satelitu 2 ve stejné epoše. Tento rozdíl je označen jako

Dvojité diferencování lze provést tím, že vezmeme rozdíly mezi rozdílem satelitů pozorovaným přijímačem 1 a rozdílem pozorovaným přijímačem 2.Chyby satelitních hodin budou přibližně eliminovány tímto rozdílem mezi přijímačem. Tento dvojí rozdíl je

Trojité diferencování lze provést tak, že se vezme rozdíl dvojitého diferencování provedeného v čase 2s tím provedeným v době 1. Tím se odstraní nejednoznačnost spojená s celočíselným počtem vlnových délek v nosné fázi za předpokladu, že se tato nejednoznačnost s časem nemění. Výsledek trojitého rozdílu tedy eliminoval všechny nebo prakticky všechny chyby zkreslení hodin a celočíselnou nejednoznačnost. Také chyby spojené s atmosférickým zpožděním a satelitními efemeridami byly výrazně sníženy. Tento trojitý rozdíl je

Výsledky trojitého rozdílu lze použít k odhadu neznámých proměnných. Pokud je například poloha přijímače 1 známá, ale poloha přijímače 2 je neznámá, může být možné odhadnout polohu přijímače 2 pomocí numerické odmocniny a nejmenších čtverců . Výsledky trojitého rozdílu pro tři nezávislé časové páry dost možná budou stačit k vyřešení pro tři složky polohy přijímače 2. To může vyžadovat použití numerického postupu, jako je jeden z těch, které najdete v kapitole o hledání kořenů a nelineárních množinách rovnic v Numerických receptech. Pro použití takové numerické metody je nutná počáteční aproximace polohy přijímače 2. Tato počáteční hodnota by pravděpodobně mohla být poskytnuta aproximací polohy na základě navigační zprávy a průsečíku povrchů koulí. Ačkoli vícerozměrné numerické hledání kořenů může mít problémy, tato nevýhoda může být překonána tímto dobrým počátečním odhadem. Tento postup využívající trojnásobné páry a poměrně dobrou počáteční hodnotu následovanou iterací povede k jednomu pozorovanému výsledku trojitého rozdílu pro polohy přijímače 2. Větší přesnosti lze dosáhnout zpracováním výsledků trojitého rozdílu pro další sady tří nezávislých časových párů. To bude mít za následek předefinovaný systém s více řešeními. K získání odhadů pro přeurčený systém lze použít nejmenší čtverce.

Rozšíření GNSS

Tato část je výňatek z rozšíření GNSS . Rozšíření globálního navigačního satelitního systému (GNSS) je metoda zlepšování vlastností navigačního systému, jako je přesnost, spolehlivost a dostupnost, prostřednictvím integrace externích informací do procesu výpočtu. Existuje mnoho takových systémů a jsou obecně pojmenovány nebo popsány na základě toho, jak senzor GNSS přijímá externí informace. Některé systémy přenášejí další informace o zdrojích chyb (jako je posun hodin , efemerida nebo ionosférické zpoždění ), jiné poskytují přímá měření toho, jak moc byl signál v minulosti vypnutý, zatímco třetí skupina poskytuje další informace o vozidle, které mají být integrovány do výpočetní proces.

Co je SBAS?

Satellite-Based Augmentation Systems (SBAS) se staly preferovanou metodou pro korekce GNSS v reálném čase. Dnes existují čtyři hlavní SBAS, o kterých se obecně mluví a používají se v této oblasti. Tyto zahrnují:

1. WAAS – Severní Amerika
2. EGNOS – Evropa
3. MSAS – Japonsko
4. GAGAN – Indie
5. SDCM — Rusko (ve vývoji)

Je SBAS skutečně přesný a spolehlivý?

WAAS, EGNOS, MSAS a GAGAN byly všechny navrženy primárně pro použití v letectví. V letectví je prvořadá spolehlivá přesnost přiblížení a přistání. Životy závisí na spolehlivosti těchto signálů SBAS, aby bylo zajištěno bezpečné přistání. Výsledná integrita, kterou SBAS nabízí, přesahuje jakékoli jiné zdroje diferenciální korekce na světě. To je důvod, proč se SBAS stal preferovanou metodou pro spolehlivé a přesné korekce GNSS v reálném čase. To platí zejména pro prostředí s vysokým počtem cest, jako je hustý vrchlík, kde mohou být signály GNSS rušeny.

Kde mohu získat tuto přesnost pomocí signálů SBAS?

Na rozdíl od LBAS nevyžaduje SBAS k dosažení vysoké přesnosti měření blízkost k pozemním monitorovacím stanicím. (LBAS, neboli Local Based Augmentation Systems, zahrnuje věci jako základnové stanice).

Jaká doba obsazování je potřebná k získání přesnosti submetru v prostředí s překážkami pomocí SBAS?

Jedna sekunda.

Ne, nežádáme vás, abyste čekali, než odpovíme na tuto otázku. Získání přesnosti submetru z korekcí SBAS v reálném čase v terénu trvá jen jednu sekundu. Tedy pokud používáte GNSS Arrow Series ® .

Chcete-li to provést, postupujte podle několika jednoduchých kroků:

1. Zapněte přijímač.
2. Nechte 3–5 minut sledování — Co se děje během této doby? Nejprve si váš přijímač stáhne ionosférickou mapu ze satelitu SBAS. Dále to převede na přesnější mapu SBAS. Kromě toho to také umožní zapojit vyhlazování nosné fáze. Poté, co k tomu dojde, bude nyní každá oprava shromážděná v prostředí bez více cest submetrem.
3. Jakmile vyjdete z prostředí s vysokým počtem cest, počkejte 15–20 sekund, než získáte bod.

Vše připraveno!

Jak Arrow Series® využívá SBAS?

Na rozdíl od jiných přijímačů, Arrow Series ® využívá signál SBAS v plném rozsahu. SBAS je sám o sobě docela přesný. Řada Arrow ® však nabízí zvýšenou přesnost polohování zpracováním signálu SBAS.

Ve skutečnosti se Arrow může pochlubit přesností 60 cm 2dRMS (takže 95 %) pouze při použití signálů SBAS. Tím, že využívá signál SBAS na plný potenciál, potřebuje řada Arrow k zajištění diferenciální korekce pouze SBAS.

Tato jedinečná a inovativní metoda umožňuje uživateli Arrow celodenní provoz v diferenciálních globálních polohových systémech (DGPS).

Arrow nabízí ještě jednu výhodu: rozšiřuje oblast pokrytí konstelace SBAS. Jak? Další extrapolací přijaté ionosférické mapy z SBAS může Arrow rozšířit oblast pokrytí konstelace SBAS. To se stává zvláště užitečné v oblastech s okrajovým pokrytím SBAS.