導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)在現(xiàn)代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。它就像是衛(wèi)星導(dǎo)航的“助推器”，能夠極大地提升系統(tǒng)的服務(wù)能力。信息型增強(qiáng)系統(tǒng)如同一位精準(zhǔn)的“數(shù)據(jù)分析師”，通過(guò)地面監(jiān)測(cè)站對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算出誤差改正數(shù)或完好性信息，然后通過(guò)天基或地基通信鏈路傳輸給用戶。這種方式在不改變現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的基礎(chǔ)上，為用戶提供更準(zhǔn)確的定位服務(wù)。而信號(hào)型增強(qiáng)系統(tǒng)則更像是一個(gè)“強(qiáng)力伙伴”，其導(dǎo)航增強(qiáng)源能夠產(chǎn)生測(cè)距信號(hào)，與現(xiàn)有GNSS信號(hào)聯(lián)合定位，進(jìn)一步提升衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)的可用性、可靠性和連續(xù)性。無(wú)論是信息型還是信號(hào)型增強(qiáng)系統(tǒng)，都可分為地基增強(qiáng)和星基增強(qiáng)兩種方式，為不同的應(yīng)用場(chǎng)景提供了多樣化的選擇。
一、導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)發(fā)展歷程
1、差分GPS(DGPS)技術(shù)的誕生
早期，美國(guó)GPS的選擇可用性政策給用戶帶來(lái)了一定的定位精度困擾。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，差分GPS技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它巧妙地利用了基準(zhǔn)站與用戶之間的幾何相似性，通過(guò)測(cè)站間偽距差分的方法，有效地消除了公共測(cè)量誤差，大幅提升了偽距定位精度。這就像是在茫茫大海中為船只找到了更準(zhǔn)確的航向。
2、廣域DGPS(WADGPS)技術(shù)的突破
然而，DGPS在大范圍增強(qiáng)時(shí)需要布設(shè)大量的基準(zhǔn)站，這在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的局限性。為了解決這個(gè)問(wèn)題，廣域DGPS技術(shù)閃亮登場(chǎng)。它創(chuàng)新性地采用地球同步軌道衛(wèi)星來(lái)播發(fā)GPS等導(dǎo)航衛(wèi)星的改正數(shù)產(chǎn)品，不僅定位精度達(dá)到了約1-3m，滿足了航空領(lǐng)域?qū)鹊膰?yán)格要求，還能提供安全完好性服務(wù)。當(dāng)GNSS出現(xiàn)異?；蚬收蠒r(shí)，它能夠及時(shí)檢測(cè)并向用戶發(fā)出告警，如同一位忠實(shí)的守護(hù)者。
3、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)則更進(jìn)一步，它通過(guò)用戶與基準(zhǔn)站之間載波相位測(cè)量值差分，消除了絕大多數(shù)與傳播路徑相關(guān)和與衛(wèi)星軌道鐘差相關(guān)的公共偏差。這使得它能夠?qū)崿F(xiàn)瞬時(shí)厘米級(jí)定位，為高精度測(cè)量、工程建設(shè)等領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變化。就像為精密工程安裝了一雙“精準(zhǔn)之眼”。
二、PPP-RTK精密單點(diǎn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)
1、非差定位系統(tǒng)PPP的出現(xiàn)
隨著衛(wèi)星精密定軌和鐘差估計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及載波相位觀測(cè)值的廣泛應(yīng)用，各類誤差模型也得到了精化。在此基礎(chǔ)上，非差定位系統(tǒng)PPP應(yīng)運(yùn)而生。它不受限于站間距離，能夠在廣域范圍內(nèi)為用戶提供分米至厘米級(jí)的高精度服務(wù)，就像是為用戶打開(kāi)了一扇通往高精度定位世界的大門(mén)。
2、PPP-AR技術(shù)提升精度與可靠性
但PPP也并非完美無(wú)缺，受各類硬件延遲偏差的影響，其模糊度通常僅作為浮點(diǎn)常數(shù)估計(jì)，精度和可靠性還有待提高。為了解決這個(gè)問(wèn)題，載波相位小數(shù)偏差估計(jì)分離技術(shù)以及非差模糊度固定技術(shù)得以發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了PPP模糊度解算(PPP-AR)。這顯著提升了解的精度與可靠性，為高精度定位提供了更堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。
3、PPP-RTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速厘米級(jí)動(dòng)態(tài)定位
此外，為了解決PPP收斂時(shí)間長(zhǎng)的瓶頸，基于區(qū)域密集地面站大氣信息增強(qiáng)的精密單點(diǎn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(PPP-RTK)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它能夠?qū)崿F(xiàn)一分鐘甚至數(shù)秒的快速厘米級(jí)動(dòng)態(tài)定位，為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。
三、北斗系統(tǒng)的星基增強(qiáng)服務(wù)
1、北斗系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)
北斗系統(tǒng)在頂層設(shè)計(jì)中獨(dú)具慧眼，將星基增強(qiáng)納入六大服務(wù)之中。與傳統(tǒng)的導(dǎo)航增強(qiáng)信息傳輸方式不同，北斗系統(tǒng)通過(guò)GNSS星座的GEO衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào)播發(fā)SBAS和PPP所需的各類增強(qiáng)信息。這一創(chuàng)新舉措顯著提升了中國(guó)及周邊地區(qū)用戶的定位性能和使用便捷性，為用戶帶來(lái)了全新的體驗(yàn)。
2、國(guó)際上的星基增強(qiáng)服務(wù)發(fā)展
日本QZSS也不甘落后，基于其L6D信號(hào)實(shí)現(xiàn)了星基PPP-RTK厘米級(jí)增強(qiáng)服務(wù)(Centimeter-LevelAugmentationService,CLAS)。目前，Galileo、GLONASS等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也紛紛提出將在統(tǒng)一衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)平臺(tái)播發(fā)高精度增強(qiáng)服務(wù)。這表明星基增強(qiáng)服務(wù)已成為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢(shì)。
四、導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)的未來(lái)展望
導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)的發(fā)展前景一片光明。隨著科技的不斷進(jìn)步，我們可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)的導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)將更加智能化、高效化和精準(zhǔn)化。例如，人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用將進(jìn)一步提高誤差改正數(shù)的計(jì)算精度和速度，為用戶提供更加實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的定位服務(wù)。同時(shí)，新型的通信技術(shù)和衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展也將為導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)提供更廣闊的發(fā)展空間。此外，導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)將與更多的領(lǐng)域深度融合，如智能交通、無(wú)人駕駛、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等，為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮更大的作用。
總之，導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)作為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分，正不斷推動(dòng)著衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)向更高水平邁進(jìn)。它的發(fā)展將為我們的生活帶來(lái)更多的便利和驚喜，讓我們拭目以待。
