מערכת המיקומים הגלובלית (GPS) הפכה להיות כלי בלתי נראה תחת פיקוח על החיים המודרניים.מכיוון נהיגה מהירה וחקלאות מדויקת לסנכרון של רשתות פיננסיות ובקרת התנועה האווירית, אותות GPS מדריך אינספור פעולות, עם זאת, האות האזרחי הסטנדרטי, בעוד אות שווה ערך, הוא לא מושלם. Aאטמוספירה הפרעות, שעון לווייני, ופגמים של מעבר יכול להציג שגיאות החל מכמה מטרים לפתח - במיוחד עבור רזולוציה גבוהה של כלי רכב אוטונומיים - במיוחד.

מה הן מערכות הגנה מבוססות לוויין?

מערכות הנדסת חשמל מבוססות מערכות הן רשתות קרקעיות ומרחביות שדרות הודעות תיקון שונות ויושרה ערנות למקבלי GPS על שטח גיאוגרפי רחב.בניגוד מערכות של הגדלת אוויר מקומי, המבוססות על משדרים לטווח קצר, SBAS משתמש בלווינים גיאוסטציונריים כדי לכסות יבשות שלמות או אזורים.הרכיבי הליבה כוללים רשת של תחנות התייחסות קרקעיות סקרו, לשלוט בתחנות תיקון זה, ולאחר מכן לשלוח הודעות רדיו-S מעובדות, כך, כך, כך, כך, כך, כך שברשותן, כך שברשותן, כך, כך שברשותן, כך שברשותן, כך שברשותן, כך שברשותן, כך, כך שברשותן, כך, כך שברשותן, כדי לאפשר לתחנות שידור נתונים של לוויינים אלה, כדי לתחנות שידורים, כדי לתחנות רדיוטים של לוויינים מעובדים, כך שברשותם, כך שברשותם, כך שברשותם, כדי לתחנות שידורים, כך, כך, כך שברשותם, כך שברשותם, כך שברשותם, כך שברשותם, כך שברשותם, כך שברשותם, כך, כך שברשותם, כך שברשותם, כך שברשותם, כך שברשותם של

הרעיון שמקורו בצורך לספק הדרכה מדויקת לתעופה, שם בטיחות דורשת לא רק דיוק אלא גם יושרה קפדנית - המערכת חייבת להזהיר את המשתמש בתוך שניות אם האות הופך לא אמין.לאורך זמן, SBAS אומץ בחקלאות, סקר קרקעות, ניווט ימי ומכשירים צרכניים הדורשים דיוק של 3 מטרים.הארגון התעופה הבינלאומי (ICAO) תקן SBAS תחת הריסות מסגרת ניווט גלובלית (GNSS)

כיצד SBAS Differs ממערכות אחרות

זה עוזר להבחין SBAS מטכניקות אחרות של הגדלת קרקע מבוססת מערכות (GBAS), כגון אלה המשמשים בשדות תעופה, לספק תיקונים מקומיים עם דיוק גבוה מאוד (sub-meter), אבל הרדיוס שלהם מוגבל ל -50 ק"מ, הגדלת לוויין מבוסס על פני שטח, לעומת זאת, מכסה גישה אחרת, GPS (DGPS), מסתמכת על תחנות מונחה על רקע הקרקע ודרדרדרדרומי רדיו שונים, אך ורק לאחר מכן, באמצעות התקני רדיו SBA, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, עם מגבלות אחידות של פורמטים של פורמטים שונים של פורמטים של פורמטים של פורמטים שונים של רשת רדיו SBA, לעומת זאת, לעומת זאת, באמצעות לוויינים, לעומת זאת, עם רמות ה-S.

כיצד SBAS משפר את ה- GPS

כדי להבין את השיפור המדויק המסופק על ידי SBAS, יש צורך לבחון את מקורות השגיאה כי degrade GPS סטנדרטי. דיוק GPS טיפוסי לא מחוסן הוא בערך 5 עד 10 מטרים אופקית (95% הסתברות) עם תיקון SBAS, דיוק אופקי משתפר ליותר מ -1.5 מטרים במערכות רבות, ודיוק אנכי הופך מספיק עבור גישות כלי תעופה (כנמוך כ -3 מטרים).

תיקון אטמוספירי

ה- ionosphere ו- troposphere מעכב ו-GPS Refract, הוספת שגיאות טווח שיכולות לעלות על 10 מטרים במהלך פעילות השמש שיא. המקלטים כפול- ⁇ GPS יכול לפצות על שגיאות ionospheric, אבל רוב המקלטים הצרכנים הם יחיד- ⁇ SBAS מנצל רשת צפופה של תחנות התייחסות המדידה הכוללת את העיכוב הכולל לאורך כל קו הראייה של לוויין אלה משמשים כדי ליצור רשת של דחיסה יחידה, כולל שיפור סטנדרטי של מיקום זה.

לוויינים אוביט ותיקוןי שעון

לווייני GPS לשדר את המסלולים החזויים שלהם (ephemeris) ואת קטעי שעון מחוץ לחשבונות, אבל התחזיות האלה מכילות שגיאות קטנות המצטברות לאורך זמן. תחנות שליטה מאסטר עוקבות ברציפות אחר הסבבים והשעוןים של לווייני GPS באמצעות רשת ההתייחסות.הם מבצעים תיקונים מדויקים ושולחים אותם ללוויינים הגיאוגרפיים של SBAS בכל כמה שניות.ה המקלט מחיל תיקונים אלה לשידורי האטמוספירה, ממרחק של 12 מטרים, ומעט שגיאות.

פיקוח ואזהרות

שיפור התקינה הוא רק חלק אחד של המשוואה.ליישומים קריטיים לבטיחות, המשתמש חייב לדעת אם לוויין מספק נתונים פגומים.SBAS משלב פונקציה ניטור יושרה הבודקת את בריאותו של כל לוויין GPS וכל לוויין SBAS. אם לוויין עולה על מוטציות המוגדרות מראש, המערכת מגדירה "לא משתמש" בדגל התיקון ומשדרת התראה בתוך שניות (בדרך כלל 6 שניות) כדי למנוע את מצב הנחיתה קשה עבור כלי לוויינים קריטיים.

תיקון שונה ב-The Acceptr

כל התיקונים המקובעים - תקני ביצועים מינימליים, אמפיריים, שעון - ארוזים לתוך פורמט הודעה המוגדר על ידי תקני ביצועי ביצועים מינימליים של ICAO (MOPS) SBAS-enabled המקלט לפענח את ההודעה, ליישם את התיקונים במדידות פסאודודור, ולאחר מכן למקם עמדה מדויקת יותר, כי התיקונים נגזרים מרשת שיכולה לקשור במהירות את הדיוק של תחנת ה- GPS, אפילו באופן קבוע, כאשר מדובר על פני כל דיוק אחיד.

ראשי התיבות של Major SBAS Systems Around the World

כמה מערכות SBAS אזוריות הן תפעוליות או תחת פיתוח, כל אחת מהן משרתת את האזור הגיאוגרפי שלה.כולם חולקים את אותם עקרונות יסוד אבל שונים בחומרה לווינית, צפיפות רשת הקרקעית, פיקוח רגולטורי.

מערכת השיקום של אזור ה-Wide Area Augmentation System - צפון אמריקה

מופעל על ידי מינהל התעופה הפדרלי (FAA), WAAS היה הראשון התפעולי SBAS, הכריז פונקציונלי לחלוטין בשנת 2003 הוא משתמש ברשת של מעל 38 תחנות התייחסות קרקע ברחבי ארצות הברית, קנדה ומקסיקו, בתוספת שני לווייני גיאוסטרציה. WAAS מספקת דיוק אופקי טוב יותר מ-1.5 מטרים ודיוק אנכי מתאים לביצועים מקומיים עם גישות Vertical Gui (V) אשר מביאות ל-250 רגל בלבד, כמו כן, על בסיס עבודה בפועל, כלומר, על בסיס עבודה ב-Fipine, כלומר, על ידי מיפוי עצמי, כלומר, על ידי מיפוי של יותר מ-250 רגלים, כלומר, כלומר, על ידי מיפוי של 11.5Fipine, על בסיס אוטומטי, כלומר, על ידי מעבדים, על ידי מעבדים, כלומר, על ידי מעבדים, על ידי מעבדים, על ידי מעבדים, על ידי מעבדים, 000 רגל ודיוק אווירי תיבות של יותר מ-FattiFattiFattiFattiFattiFattiFattiFattiFattiFattiFattier מקומי, יותר מ-ידי ביצועים מקומיים, לעומת למעלה מ-ידי ביצועים מקומיים, לעומת יותר מ-ידי ביצועים מקומיים, 000 רגל מקומי, 000 רגל מקומי, 000, 000, 000 רגל מקומי,

EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) - אירופה

(ה-EGNOS, שפותחה במשותף על ידי סוכנות החלל האירופית (ESA), הוועדה האירופית, ו-Eurocontrol, מכסה את כל אירופה ומרחיבת לחלקים של צפון אפריקה והמזרח התיכון, היא משתמשת בארבעה לווייני גאוסטרציה ולמעלה מ-40 תחנות קרקע.EGNOS תומך באותה גישות LPV כ- WAAS ומשמשת ביישומים החל מחקלאות מדויקת לניווט ימי בשנת 2021, EGNOS הפכה ל-SBA הראשונה ל-S ל-S ל-S ל-SBAS ל-S ל-S, כדי לאפשרות גישה מרחוק:0.

MSAS (מערכת התפוצה של לוויין) - יפן ואסיה-פסיפיק

Powered by Japan Civil Aviation Bureau (JCAB), MSAS משתמשת בשני לווייני גאות (MTSAT-1R ו- MTSAT-2) כדי לכסות את יפן ולהרחיב כיסוי לחלקים מדרום מזרח אסיה והמערב האוקיינוס השקט מספק דיוק אופקי של 1-2 מטרים ותומך בגישות תעופה.יפן מפתחת גם SBAS מתקדמות יותר הנקרא QZSS (Qasi-Zth Satellite System), הכוללות שירות נפרד.

GAGAN (GPS Aided GEO Augmented Navigation) - הודו

GAGAN היא ה-SBAS ההודי, שפותחה על ידי ארגון המחקר החלל ההודי (ISRO) ורשות שדות התעופה של הודו (AAI) היא משתמשת בשלושה לווייני גאוסטרציה ו-15 תחנות התייחסות קרקעיות התפשטו ברחבי הודו ומדינות שכנות. GAGAN מספקת ל- LPV-level הדרכה למטוס ומשמשת גם בחקלאות, רכבות וניהול.

SDCM (מערכת לתיקון והמשך) - רוסיה

SBAS של רוסיה, המכונה SDCM (המכונה לעתים קרובות המקבילה הרוסית ל- WAAS), מופעלת על ידי Roscosmos.זה משתמש בתחנות קרקע ברחבי רוסיה וטריטוריות שכנות, עם תיקונים משודרים באמצעות לווייני גיאוסטרציה (סדרה Luch). SDCM מגביר את ה- GPS ו- GLONASS, ומספק דיוק של 1-2 מטר.

BDSBAS (BeiDou Satellite Based Augmentation System)

סין מפתחת את ה-SBAS שלה בתוך מערכת הניווט של BeiDou (BDS) מסגרת ה-BDSBAS תשתמש לווייני BiDou במסלול הגיאוגרפי לשידור תיקונים עבור GPS, GLONASS, גלילאו, וב-BiDou עצמו. היא שואפת לספק יכולת גישה מדויקת I ומצפה להיות מבצעית לחלוטין בתחילת 2030s Preliminary מעידה על דיוק טוב יותר מ-1.5 מטרים.

יישומים והטבות של SBAS

הערך של SBAS משתרע הרבה מעבר לתעופה, שבו הוא מאפשר גישות בטוחות ויעילות יותר בשדות התעופה ללא מערכות נחיתה קרקעיות יקרות.כאן הם מגזרים מרכזיים שייהנו דיוק ושלמות SBAS-enhanced:

תעופה

SBAS הוא עמוד השדרה של ניווט באזור מודרני (RNAV) ותפקוד ניווט נדרש (RNP) .זה מאפשר למטוס לטוס מסלולים ממוטבים, חיסכון דלק וצמצום פליטות. במהלך הגישה, SBAS מספק הדרכה אנכית לנמוך כמו 200 מטרים, אשר שווה ערך למגוון מערכות נחיתה כלי I (ILS) אבל ללא עלות ותחזוקה של קרקע מבוססת ILS לשדר עבור תעופה כללית וקיבולת קטנה, אשר מאפשרת גישה מדויקת SBAS.

החקלאות

חקלאות קדם מבוססת על מיקום מדויק של משימות כגון ראיית משנה, דשן, ריסוס. עם SBAS, טרקטורים יכולים לעקוב אחר נתיבים מתוכננים מראש עם דיוק תת-מטר, אפילו ללא תחנת בסיס בתוך שדה.יכולות אלה מפחיתות חפיפות, חוסכות קלטות, ולהגדיל את החקלאים בצפון אמריקה, אירופה, ובאופן שגרתית השימוש ב- WAAS, EGNOS, או GAN עבור הדרכה אוטומטית.

סקר ומיפוי

סקרים משתמשים לעתים קרובות ב-SBAS כבדיקה איכותית בזמן אמת או עבור משימות בינוניות, שבו דיוק תת-מטר מספיק. בשילוב עם תיקונים מקומיים, SBAS יכול לעזור להשיג דיוק ברמת סנטימטר לאחר עיבוד. עבור איסוף נתונים GIS ומיפוי תשתיות, SBAS משפר את המורכבות של לתאם בין אזורים גדולים.

ניווט ימי

חוף ויבשה מים הטבות ניווט מן האזהרות של SBAS, אשר מזהיר ימי של תקלות מערכת.הארגון הימי הבינלאומי (IMO) מזהה SBAS כאמצעי לציית לדרישות הקררה עבור תצוגת תרשים אלקטרוני ומערכות מידע (ECDIS). SBAS מסייע גם בביצועים מדויקים של פעולות עגינה וייבוש.

רכב אוטונומי ותחבורה חכמה

מכוניות אוטונומיות ומערכות ניהול מתקדמות (ADAS) מסתמכות רבות על GPS עבור מיקום ברמת נתיב. בעוד canyons עירוניים ומנהרות דורשות חיישנים נוספים, SBAS מספק את הדיוק הדרוש עבור נתיב שמירה ומיקום הצטלבות. כמו קבוצות SBAS להרחיב ולתמוך בקונסטלציות GNSS מרובות, את העוצמה של ניווט אוטונומי ישפר.

תשתיות Rail and Service Infrastructure

רכבות משתמשות ב-SBAS לרכבת מיקום והימנעות מהתנגשות, במיוחד במסדרונות נמוכים-טרגנטיים שבהם ציוד מעקב יקר אינו כלכלי.חברות שירותים ליישם SBAS כדי למפות צינורות חשמל וקווי חשמל עם דיוק עקבי מעבר לגבולות המדינה או המדינה.

אתגרים ופיתוח עתידי

למרות הצלחותיו, SBAS ניצבת בפני מגבלות.הכיסוי המשמעותי ביותר הוא: המערכות הנוכחיות הן אזוריות, משאירות חלקים גדולים של העולם - כגון אפריקה, דרום אמריקה, והרבה מהים הפתוחים - ללא SBAS הגדלת האותות של לווייני גיאוסטרציה יכולים גם חסום על ידי בניינים גבוהים או שטח, אשר גבולות ביצועים בסביבות עירוניות צפופות.

העתיד של SBAS כרוך רב-תחומיות ורב-הגדילה.הדור הבא של מערכות יתקן לא רק GPS אלא גם גלילאו, GLONASS, וביוידו בו-זמנית, שיפור זמינות ו אדמומיות. לדוגמה, EGNOS v3, המתוכנן עבור סוף 2020, יהיה שדרוג כפול- ⁇ - ⁇ - ⁇ -constellation המספק שירות על פני האזור עם רגישות דרום-S, אשר יביא פחות דיוק ל-קוריאנית (הגבול) ובאופן דומה, אשר יביא להתפרצות של אוסטרליה, אשר יביא את רמת הדיוק של אוסטרליה, אשר יביא ל-S).

כיוון מבטיח נוסף הוא שילוב של SBAS עם רשתות מבוססות קרקע ושירותי קריומטי בזמן אמת (RTK) להציע דיוק ברמה גבוהה יותר על אזורים רחבים. גישה היברידית זו כבר מופרסת בצורה של שירותי "PPP-RTK", המשלבים את ההגעה הגלובלית של מיקום נקודתי מדויק עם ההתכנסות המהירה של RTK. בעוד שלא רק SBAS, שירותים אלה משתמשים לעתים קרובות באותו זמן לאספקת חשמל עבור תשתיות לוויין.

מסקנה

מערכות הנדסת חשמל מבוססות מערכות הפכו את GPS כלי שימושי אך בלתי מזיק לתוך משאב ניווט אמין, בטיחותי ברמה גבוהה. על ידי תיקון אטמוספרי, מסלול שגיאות שעון, ועל ידי ניטור של יושרת אות, SBAS מספק את הדיוק והאמינות הנדרשת על ידי תעופה מודרנית, חקלאות, סקרים, אינספור תעשיות אזוריות, שדרוג למגוון רחב של יכולות כפולות, בשמים, אפילו על ידי נוכחות גלובלית נגישה של משתמשים.