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电力北斗地基增强系统基准站设备组成及技术参数要求电力北斗地基增强系统基准站是电力行业中一种重要的设备，用于提供精准的定位和时间同步服务。
它由多个关键组件组成，并遵循一定的技术参数要求，以确保系统的可靠性和性能。
电力北斗地基增强系统基准站应由以下几个主要组件组成：1. 天线系统：基准站的天线系统应具备良好的接收和传输性能，能够接收北斗卫星信号，并将传输信号发送给接收设备。
2. 接收设备：接收设备是基准站的核心部件，用于接收来自北斗卫星的信号，对信号进行处理和解码，并将解码后的数据传输给处理器。
3. 处理器：处理器是基准站的控制中心，它能够处理解码后的数据，并将数据发送给其他相关设备，如服务器或通信设备。
4. 数据存储设备：为了记录和存储基准站接收到的数据，一个可靠的数据存储设备是必不可少的。
通常情况下，硬盘或闪存驱动器可以被用作数据存储介质。
5. 电源系统：电力北斗地基增强系统基准站应配置可靠的电源系统，以确保设备的持续运行。
电源系统应提供稳定的电流和电压，同时具备过载保护功能。
除了以上组件，还有其他辅助设备，如数据传输线缆、温度控制设备等，以提高基准站的性能和可靠性。
然后，根据电力北斗地基增强系统基准站的需求，设备应满足以下技术参数要求：1. 定位精度：基准站应具备高精度的定位能力，通常要求达到厘米级，以满足电力行业对精准定位的需求。
2. 时间同步精度：基准站应提供高精度的时间同步服务，通常要求达到毫秒级，以确保各个设备的时间同步一致。
3. 支持的卫星系统：基准站应支持北斗卫星系统，并能接收足够数量的卫星信号，以提供可靠的定位服务。
4. 抗干扰能力：基准站应具备良好的抗干扰能力，能够在恶劣环境下仍然正常工作，并保持定位和时间同步的精度。
5. 通信能力：基准站应支持各种通信方式，如有线或无线通信，以便将数据传输给其他设备或上级系统。
总结而言，电力北斗地基增强系统基准站是一个关键的设备，它由多个关键组件组成，并且需要满足一定的技术参数要求。
基准站站网由155框架网基准站和2422个区域网基准站组成。
基准站遍及祖国大江南北，在“最
图1 北斗地基增强系统组成示意图
图2 基准站极端站址分布情况
南、最北、最东、最西、最高、最低、最冷、最热”环境下均有分布（图2）。
通信网络分系统包含国家数据综合处理系统与基准站、行业数据处理系统（含数据备份系统）、数据播发系统等系统间的通信网络，通信网络系统按功能分为基准站接入区、行业平台区和数据播发
区三大部分。
数据处理分系统包括计算、存储、备份、安全等基础支撑平台，和核心处理软件子系统。
核心处理软件子系统具备对北斗基准站数据的存储、。
北斗卫星导航系统在交通运输行业的应用（每日一练）单项选择题（共5题)1、道路运输领域首个北斗系统大规模民用应用示范工程是（）。
(B)∙A、交通运输单北斗系统应用示范工程∙B、重点运输过程监控管理服务示范系统工程∙C、基于北斗的国际道路运输服务信息系统工程∙D、交通运输北斗高精度导航与位置服务信息资源中心工程答题结果：正确答案：B2、实现北斗全球组网的是（）。
(C)∙A、北斗一号系统∙B、北斗二号系统∙C、北斗三号系统答题结果：正确答案：C3、基于北斗的重大基础设施健康监测主要通过在结构物合理布设（）设备对结构物状态进行监测。
(A)∙A、GNSS监测传感器∙B、视频监控∙C、气象监测∙D、感应线圈答题结果：正确答案：A4、北斗系统区别于其他卫星导航系统的特色服务是（）。
(D)∙A、定位∙B、导航∙C、授时∙D、短报文服务答题结果：正确答案：D5、北斗三号系统短报文服务在中国及周边区域单次报文长度（）。
(D)∙A、100∙B、200∙C、500∙D、1000答题结果：正确答案：D多项选择题（共7题)1、北斗系统在国际上的应用推广合作包括（）。
(ABCD)∙A、跨境运输服务∙B、推动北斗系统进入国际海事组织∙C、推动北斗系统进入国际民航组织∙D、推动北斗系统进入国际搜救卫星组织答题结果：正确答案：ABCD2、日常养护巡检中经常使用的北斗设备包括（）。
(AC)∙A、北斗工卡∙B、北斗+ETC融合终端∙C、北斗高精度锥筒∙D、北斗安全帽答题结果：正确答案：ACD3、实现北斗自由流收费的关键系统设备是（）。
(ABC)∙A、北斗车载智能终端∙B、收费云平台∙C、用户APP∙D、视频监控答题结果：正确答案：AB4、“十四五”期间，北斗交通运输行业的发展目标是（）。
(BCD)∙A、产业化∙B、全覆盖∙C、可替代∙D、保安全答题结果：正确答案：BCD5、北斗三号系统提供的全球服务包括（）。
(ABD)∙A、定位导航授时∙B、全球短报文通信∙C、星基增强∙D、国际搜救答题结果：正确答案：ABD6、北斗三号系统在中国及周边地区提供的区域服务包括（）。
第4期2024年2月无线互联科技Wireless Internet Science and TechnologyNo.4February,2024作者简介:许鹏(1986 ),男,助理工程师,学士;研究方向:卫星导航㊂北斗卫星导航地基增强系统设计与测试分析许㊀鹏,赵㊀伟,罗㊀伟,兰㊀伟,桑㊀飞(61773部队,新疆乌鲁木齐831100)摘要:文章首先回顾㊁总结了全球卫星地基增强系统的产生㊁发展和演化情况,介绍了我国北斗卫星地基增强系统的现状;其次,对网络RTK 的误差和影响定位精度的因素进行了剖析研究,并以新疆地区为例,分别将北斗卫星地基增强系统与移动网络定位和GPS 系统定位精度进行对比;最后,将北斗系统与GPS 系统组合定位精度进行评估,探索北斗卫星地基增强系统的定位效果㊂关键词:北斗;定位精度测试;地基增强系统;CORS 系统中图分类号:TN953+.7㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀随着2020年6月23日北斗3号最后一颗全球组网卫星在中国西昌卫星发生中心成功发射并顺利进入预定轨道,标志着我国北斗全球系统星座部署和北斗3号系统组网完成,同时也代表4大全球卫星导航系统划分天下的局面正式形成㊂对于4大导航系统在非遮蔽条件下的基本服务均可以满足10m 左右的精度要求㊂但随着科学技术发展和城市建设质量要求的不断提升以及对定位精度需求的提高,基本服务已经远远不能满足像测绘作业㊁国土勘探㊁精准农业等高精度领域的需求㊂为了提高定位精度并且满足各类用户的不同需求,卫星导航增强技术与系统便应运而生㊂1㊀全球卫星地基增强系统的产生和发展历程1.1㊀全球卫星导航增强技术与系统㊀㊀卫星导航增强技术最早是为了应对随着全球卫星导航系统应用的不断推广和深入,目前的卫星导航系统还不能满足一些高端用户的要求㊂而发展起来的美国GPS 系统选择可用性(SA)政策,2000年美国取消了SA 政策,在一定程度上提高了导航定位精度㊂为此各种卫星导航增强系统应运而生㊂目前,国外卫星导航增强技术主要分为2大类,一类是星基增强系统(Satellite -Based AugmentationSystem,SBAS),另一类是地基增强系统(Ground -Based Augmentation Systems,GBAS)㊂1.2㊀GBAS 地基增强系统㊀㊀局部面积增强系统(Local Area AugmentationSystem,LAAS)最早主要是为航空机场提供高完整性增强服务,由FAA 提出,后FAA 和ICAO(国际民航组织)已停止使用 LAAS 这一词,取而代之的是 GBAS ㊂相比于SBAS,单个GBAS 建设成本较低,且现有完好性相对较高[1]㊂2㊀北斗地基增强系统㊀㊀北斗地基增强系统是北斗卫星导航系统的重要组成部分,不仅能满足 技术先进㊁高效可靠㊁经济适用和易扩展 的标准,而且还能与其他技术相结合,构建一个更加完善㊁灵活的北斗导航服务体系㊂它可以根据1~2m㊁dm 级㊁cm 级的测量结果,使得北斗/GNSS 技术能够更加有效地应用于各种领域㊂3㊀网络RTK 技术3.1㊀传统RTK 定位技术㊀㊀传统的实时动态差分定位技术(Real -TimeKinamatic,RTK)基于高精度的载波相位观测值可用于快速静态定位,在应用中遇到的最大技术难题就是参照位置校正数据的有效作用距离㊂定位误差的空间相关性随着参照位置和移动位置距离的增加而逐渐失去线性,在一定距离下(单频大于10km,双频大于30km),经过差分修正处理后的用户数据还是有较大误差,导致定位精度降低而无法解算载波相位的整周模糊度问题㊂因此,为了保证所需定位精度,传统的单机RTK 使用距离十分有限[2]㊂3.2㊀网络RTK 定位技术㊀㊀在20世纪90年代中期,技术人员提出了网络RTK 定位技术的概念,以解决传统RTK 技术的不足㊂网络RTK 是在某一地区建立若干个基准站,构成对该地区的网状覆盖,并以这些基准站中的一个或多个为基准,向该地区相应地纠错信息,从而实现定位精确度的实时提升㊂与传统RTK 技术相比,网络RTK 定位技术不但扩大了覆盖范围,而且进一步压缩作业成本,提高了定位精度,减少了定位的初始化时间㊂网络RTK 系统的组成包括基准站网子系统㊁中心子系统㊁通信子系统㊁用户数据中心子系统㊁应用子系统,如图1所示㊂图1㊀网络RTK 系统组成3.3㊀连续运行参考站系统㊀㊀连续运行参考站系统(Continuous OperationalReference System,CORS)是由常年连续运行的若干固定基准站组成的网络系统,利用卫星导航定位㊁计算机㊁数据通信和互联网络等技术,按一定距离在一个个国家(区域)建立的㊂目前网络RTK 系统都是基于CORS 系统打造的,即很多CORS 系统都包含了网络RTK 定位功能㊂因此,CORS 的发展现状也体现了网络RTK 制式的发展现状㊂4㊀网络RTK 误差及导航系统精度分析4.1㊀网络RTK 误差分析㊀㊀导航信号从卫星的天线发射出来到接收机天线接收,然后由用户端接收机把测距信号量测出来,其中存在诸多影响因素,从而产生一定的误差㊂网络RTK 误差考虑到如下2方面:(1)天线相位中心偏差㊁多路径效应㊁无线电信号干扰以及与参考站㊁移动站有关的误差㊂(2)相对论效应㊁电离层误差和对流层误差等和星站间距离造成的误差㊂4.1.1㊀天线相位中心的偏差㊀㊀GNSS 测量可以用来检验天线的相位,可以通过计算卫星的质心来估算它们之间的距离㊂然而,这种方法的结果可能会受到精确星历的影响,导致它们的估算值可能会存在偏差㊂IGS 发展使得RTK 的施测变得更加精确,它通过比较使用者和被观察者的天线以及它们之间的相互影响,获取更准确的信息㊂这种方法大大提高了RTK 的精度,使其能够更好地反映实际情况㊂研究发现,天线的相位偏移主要由于它的天顶距对其产生的影响㊂然而,对于更精细的测量,笔者选择了50ʎ作为参考点㊂经过测量,可以看出随着角度的增加,数据误差也会随之增加㊂从0ʎ开始,误差几乎没有受到干扰,但是当角度达到45ʎ时,误差会达到最高,并且随着角度的增加,误差也会继续增加[3]㊂4.1.2㊀多路径效应的影响㊀㊀多路径效应(Multi Path Effect,MPE)是指各分量场在电磁波经过不同路径传播后,按各自相位相互叠加,使原有信号失真或产生错误,到达接收端的时间不同而产生的干扰㊂此类多路径现象会使接收方观察信号出现错误,造成追踪信号难度较大,该现象即为多路径效应㊂多路径效应对导航测量来说最为严重和危险,通常引起的误差约5cm 即可,而当反射系数大时则可能超过,误差值可达19cm 以上㊂特别是在多径效应的伪距离观测时,其错误可能高达10m或更高㊂多径误差和其他种类误差有所不同,除了与接收机天线圈周围存在环境及近㊁远反射物质有关外,还可以在一段时间内发生改变㊂因此多路径效应误差具有时变的复杂多样性,在实际应用中,很难用统一的模型进行描述㊂4.1.3㊀对流层延迟及其修正方法㊀㊀对流层是从地面开始向上延伸约50km 的大气层㊂在卫星信号传输过程中,对流层发生信号延迟的情况占到信号延迟的80%㊂当卫星导航信号穿过对流层时,信号的传播速度和路径就会发生变化,这种现象叫作对流层延迟(Transference)㊂对流层延时90%成因是由于大气层内的干燥分量导致的;剩下10%是由水蒸气导致的,称为湿度成分㊂因此,可通过对天顶方向干燥㊁湿度分量延时及对应投影函数表达对流层延时㊂ΔP trop =ΔP z ,dry M dry (E )+ΔP z ,wet M wet (E )(1)式中,ΔP trop 为对流层总延迟,ΔP z ,dry 为天顶方向对流层干分量延迟,M dry (E )为相应的对流层干分量投影函数,ΔP z ,wet 为天顶方向对流层湿分量延迟,M wet (E )为相应的对流层湿分量投影函数㊂当今,许多不同的对流层校验方法已被提出,而Hopfield㊁Saastamoinen 等新一代校验方法提供的数据比美国标准大气层的校验方法精度更高,误差仅为几毫米㊂在天顶方向,各模型的延迟改正误差都在20mm 以内,而湿分量部分的残余影响还是比较大㊂Hopfied 模型直接给出干分量和湿分量在传播路径上折射改正量(不再需要映射函数):ΔD trop =ΔD dry +ΔD wet(2)令i =dry ,wet ,则干湿分量用下式表示:ΔD i =10-6N i ð9k=1αk ,i k γk i éëêêùûúú(3)其中,折射指数公式为:N dry =0.776ˑ10-4P /T(4)N wet =0.373e /T 2(5)在这个方程中,用T ㊁P ㊁e 3个不同的参数来描述:大气温度(K)㊁大气压力(mbar )以及水气压(mbar)㊂r dry ㊁r wet 这些参数代表了从测量站出发,沿着干湿折射指数逐渐接近零的边缘线的距离(m),可以用下列公式来进行计算:γi =(γ0+h i )2-(γ0cos E )2-γ0sin E(6)在这公式中,边缘界面的高度(m)逐渐降至零,干湿折射指数分别为:h dry =40136+148.72(T -273.16)(7)h wet =11000(8)上面式中的系数为:g m =1.0-0.0026cos2B -0.28ˑ10-6Hα1,i =1α2,i =4a iα3,i =6a 2i+4b i α4,i =4a i (a 2i+3b i )α5,i =a 4i +12a 2i b i +6b 2i α6,i =4a i b i (a 2i+3b i )α7,i =b 2i (6a 2i+4b i )α8,i =4a i b 3i α9,i =b 4i a i =-sin Eh ib i =-COS 2E 2h i r 0在这些公式中,E 表示卫星的高度角,r 0表示测站的地心向径(m),P ㊁e 分别表示以mbar 为单位的测站大气压和水气压,T 表示测站的K 氏温度㊂Saastamoinen 模型为:ΔD dry =0.002277p g m(9)ΔD wet =0.002277g m1255T +0.05()e (10)其中,e 为水气压,可以根据测站上的相对湿度RH 来计算水气压㊂e =RH ˑexp(-37.2465+0.213166ˑT -0.000256908ˑT ˑT (11)g m 为平均重力,g m =1.0-0.0026cos(2B )-0.28ˑ10-6H ;B ㊁H 分别为用户纬度和高程㊂Saastamoinen 模型的投影函数采用了一种叫作Niell 的干分量投影函数,它的干分量投影函数为:m Hydro (ε)=1+a Hydro1+b Hydro1+c Hydro sin ε+a Hydrosin ε+b Hydro sin ε+c Hydro+1sin ε-1+a ht 1+b ht 1+c ht sin ε+a htsin ε+b ht sin ε+c ht éëêêêêêêêêùûúúúúúúúúˑH 1000(12)式中,ε为高度角,H 为正高,而干分量投影系数则由a Hydro ㊁b Hydro ㊁c Hydro 来表示;a ht =2.53ˑ10-5b ht =5.49ˑ10-3c ht =1.14ˑ10-3如果测站纬度Ø满足150ɤ|Ø|ɤ750,干分量投影系数利用下式进行内插计算,内插系数由系数表给出㊂p (Ø,t )=p avg (Øi )+[p avg (Øi +1)-p avg (Øi )]ˑØ-ØiØi +1-Øi +p amp (Øi )+[p amp (Øi +1)-p amp (Øi )]ˑØ-ØiØi +1-Øi{}ˑcos 2πt -T 0365.25()(13)式中,p 表示要计算的系数a Hydro ㊁b Hydro 或c Hydro ,Øi 表示表中与Ø最接近的纬度,t 是年积日,T 0为参考年积日,取T 0=28,a Hydro ㊁b Hydro ㊁c Hydro 的平均值及其波动值如表1所示㊂表1㊀干分量投影函数内插系数纬度a Hydro (average )b Hydro (average )c Hydro (average )a Hydro (amp )b Hydro (amp )c Hydro (amp )150.0012769930.0029153700.062610510.00.00.0300.0012683230.0029152300.062837390.000012709630.000021414980.00009012840450.0012465400.0029288450.063721770.000026523660.000030160780.00004349704600.0012196050.0029022570.063824270.000034000450.000072562720.00084795348750.0012046000.0029024910.064258460.000041202190.00011723380.00170372060㊀㊀而对于纬度Ø,|Ø|ɤ15ʎ,有:p (Ø,t )=p avg (15ʎ)+p avg (15ʎ)ˑcos(2πt -T 0365.25)(14)对于纬度Ø,|Ø|ȡ75ʎ,有:p (Ø,t )=p avg (75ʎ)+p avg (75ʎ)ˑcos(2πt -T 0365.25)(15)Niell 湿分量投影函数为:m wet (ε)=1+a wet1+b wet1+c wet sin ε+a wetosin ε+b wetsin ε+c wet(16)其湿分量投影系数a wet ㊁b wet ㊁c wet ,对于15ʎɤ|Ø|ɤ75ʎ是利用下式进行内插计算,内插系数如表2所示㊂p (Ø,t )=p avg (Øi )+[p avg (Øi +1)-p avg (Øi )]ˑØ-ØiØi +1-Øi(17)表2㊀湿分量投影函数内插系数纬度a wet (average )b wet (average )c wet (average )150.0005802180.0014275270.0434*******.00056794850.0015138630.04672951450.00058118020.0014572570.0439*******.00059727540.0015007430.04462698750.00061641690.0017599080.05473604而对于纬度Ø,|Ø|ɤ15ʎ,有:p (Ø,t )=p avg (15ʎ)(18)对于纬度Ø,|Ø|⩾75ʎ,有:p (Ø,t )=p avg (75ʎ)(19)4.1.4㊀电离层延迟及其修正方法㊀㊀随着日照㊁X 射线㊁γ射线等多种射线的照射,50~1000km 地表上的中性气体分子会经历一系列的物理现象,这些现象构成了一个复杂的物理系统,其特点是:随着射线的照射,这些物质会经历一系列物理反应,最终形成一个复杂的物理系统,它的物理特征就像一个复杂的物理系统㊂由于路线出现了轻微的变形,因此,将光速c 与时间Δt 相除,所获取的ρ与其本身的几何尺寸并无关联㊂通常电磁波在电离层中的折射率为:n 2=1-X1-Y 2T2(1-X )ʃY 4T4(1-X )2+Y 2L(20)式中,X =f 2p f2=N e e 24π2ε0mf2;Y T =f H f sin θ;Y L =f H fcos θ;ʃ的值取决于使用的电磁波的极化特性㊂N e电子密度是指每立方米空间中自由电子的数量;e 为电子电量,为1.6022E -19C;ε0为真空中的介电常数,为8.8542E -12F /m;θ代表电磁波在传播过程中与地球磁场的夹角;f 表示入射的电磁波的频率;f H 自由电子的回旋频率是指它们在受到地球磁场的影响时,其运动的特性和强度;f p 为等离子体频率,使电中性等离子平板产生振荡的特性频率时,从离子中分离出自由进行自由运动㊂因此,电离层造成的误差,主要是由信号频率㊁观测方向的仰角㊁观测时间电离层情况等因素决定,与卫星到接收机视线方向的电子密度有关㊂此外,当电离层剧烈活动时,可引起多普勒频移的变化,因为总电子含量的变化很快,从而可能造成相位的频繁脱锁㊂双频电离层修正模型,目前使用较多的电离层修正模型,可以有效地将残余误差降至总量1%以下㊂双频修正采用2个频点B 1㊁B 2,伪距观测量可以表示为:ρi =ρ0+If 2i (i =1,2)(21)可以得到:ρ0=aᶄρ1+bᶄρ2(22)其中:aᶄ=f 21/(f 21-f 22)bᶄ=f 22/(f 21-f 22)假定伪距观测量ρ1㊁ρ2的观测噪声有相同的均方差σn ,且相互独立,那么ρ0相对于单频测量下的归一化均方差可表示为:σρ0σn=aᶄ2+bᶄ2(23)由上式可计算出双频修正后得到的伪距观测量的观测噪声是单频测量的观测噪声的2.8976倍㊂如果采用频点B 1㊁B 3进行双频修正,那么双频修正后得到的伪距观测量的观测噪声是单频观测量的观测噪声3.5119倍;如果采用频点B 2㊁B 3进行双频修正,那么双频修正后得到后的伪距观测量的观测噪声是单频测量噪声的14.2866倍㊂计算电离层修正时应采用B 1㊁B 2频点上的伪距观测量,综合考虑估计精度和计算复杂度,对电离层进行修正㊂4.1.5㊀相对论效应㊀㊀在惯性空间中,被称为相对论效应的卫星时钟之间的相对运动㊂相对论效应可以划分为狭义和广义2类㊂按照狭义相对论的原则,安装在高度飞行卫星中的卫星钟频率f s 将会变为:f s =f 1-V 2s2c 2()(24)即Δf s =f s -f =-V 2s2c 2f ,式中V s 为卫星在惯性坐标系中运动的速度,f 为同一台钟的频率,c 为在真空中的光速㊂如将地球同步轨道卫星平均速度V s =3874m /s,c =299792458m /s 代入即可得:Δf s =-0.835ˑ10-10f (25)这说明,与静止在地球上的同类型时钟相比,地球同步轨道卫星的卫星时钟速度要慢一些㊂按照广义相对论,同样的时钟,在卫星上的频率会差,在地面上的频率也会差㊂Δf 2=W s -W k c 2f(26)其中,W s ㊁W k 分别为卫星所处位置的地球引力位和地面测站处的地球引力位㊂广义相对论的影响范围较小,可以将地球的重力位置视为一个单独的质点,于是有:W s =-μγW K=-μR ìîíïïïï(27)其中,μ为地球引力常数;R 为测站到地心的距离;γ为卫星到地心的距离㊂于是,Δf 2可得:Δf 2=μc 2f 1R -1γ()(28)总的相对论效应为:Δf =Δf s +Δf 2=μc 2éëêêùûúú1R-1γ()-V 2s 2c 2f (29)卫星钟比地球同类型钟的频率是增加的,解决办法是在制造卫星钟时把频率降低,以解决当这些钟进入轨道受到相对论效应影响时,频率刚好为标准频率㊂然而,上述相对论效应的影响,并不是常数的地球的运动和卫星轨道高度的改变以及地球重力场的改变㊂经上述修正后,存在残差影响卫星时间最长可达70ns,对卫星钟速影响可达0.01ns /s,这一影响必须考虑在高精度的单点定位中㊂4.2㊀导航定位精度分析㊀㊀影响导航的性能指标主要包括4个指标:精确度㊁完好度㊁可用性㊁连续性,而精确度指标是各系统为用户提供稳定可靠服务的保证,也是用户选择导航系统的重要依据,是各系统服务性能的最主要指标[4]㊂导航系统的服务精度主要取决于卫星分布的几何图形和观测量的精度,DOP 值一般作为一个卫星导航的精度㊂δAccuracy =DOP ˑδUERE(30)UERE 是由时钟误差㊁电离层延迟等因素造成的偏差,更多地反映在天空卫星的空间分布上,由于卫星接收路径产生用户等效距离误差的标准偏差,距离越远,误差放大效应也会增大㊂DOP 值作为反应星座组合和轨道参数的数值,主要包括水平DOP (HDOP )㊁垂直DOP (VDOP )㊁位置DOP (PDOP )㊁时间DOP (TDOP )和几何GDOP ㊂其中几何精度因子GDOP 是由PDOP 和TDOP 的综合影响的精度因子,可通过以下公式计算求得㊂GDOP =PDOP 2+TDOP 2(31)PDOP =σ2x +σ2y +σ2zσURE(32)给定定位精度水平,可用性取决于卫星在特定位置和一天内的几何形状㊂定位精度的高低是由DOP 所能接受的最大值来决定的,所以卫星导航系统的可用性要看定位精度的高低㊂普遍规律是PDOP ɤ6作为可用性评价系统的依据㊂利用几何精度因子的功能可预测导航系统的可用性(CFA),这就相当于在使用导航服务要求定位精度满足一定的要求㊂然而,事实上,系统完整性对于某些应用领域,尤其是航空领域来说是一个关键问题㊂因此,对系统的可用性,除了考虑DOP 门槛要求外,还应考虑组合导航系统观测卫星数量较多㊁GDOP 下降㊁组合导航系统定位时可选择最优星座即GDOP 数值最小的星座等自主完好监测和故障检测排除能力,这将有效提高导航系统定位精度[5]㊂5㊀仿真验证部分㊀㊀算例1:以2016年新疆地基增强CORS 站测试数据为例,数据来源为北斗导航新疆地基增强系统㊂通过运用北斗卫星导航新疆地基增强系统,新疆地区的事后导航定位服务区域能够实现全覆盖,同时重点区域能够获得dm 级甚至cm 级高精度定位服务㊂通过对比,可以发现新疆地基增强CORS 站系统的实时定位精度达到了5cm 以上,而且其高程精度也达到了10cm 以上,事后静态定位精度也达到了5mm 以上,而且其高程精度也不低于10mm㊂而移动网络定位精度远低于北斗卫星导航增强系统定位精度㊂算例2:北斗与GPS 联合精密定位,能够获得更高精度且系统鲁棒性更好㊂定位结果如表3所示㊂表3㊀北斗㊁GPS㊁北斗&GPS 定位精度对比单位:cm观测值N E U 北斗17.917.130.5GPS3.04.17.0北斗+GPS 4.0 3.56.26㊀结语㊀㊀北斗定位系统是中国重要的信息基础设施,它的建立为中国在导航卫星领域的国际影响力奠定了坚实的基础㊂经过模拟验证,与传统的BDS 定位方法相比,北斗地基增强系统的静态定位和动态网络RTK 测量精度都能满足要求,而且,将BDS 技术整合起来,更能体现多卫星集成技术的优越性㊂BDS 网络RTK 定位技术已经取得了巨大的进步,它的不断改进将有助于北斗地基增强系统的发挥,为北斗导航卫星的发展和应用提供坚实的基础㊂参考文献[1]郭树人,刘成,高为广,等.卫星导航增强系统建设与发展[J ].全球定位系统,2019(2):1-12.[2]刘文建.北斗/GNSS 区域地基增强服务系统建立方法与实践[D ].武汉:武汉大学,2017.[3]赵俊天.新疆维吾尔自治区CORS 系统的建设与定位服务测试[D ].西安:长安大学,2017.[4]李征航,张小红.卫星导航定位新技术及高精度数据处理方法[M ].武汉:武汉大学出版社,2009.[5]黄文德,康娟,张利云,等.北斗卫星导航定位原理与方法[M ].北京:科学出版社,2019.(编辑㊀沈㊀强)Design and test analysis of Beidou satellite navigation foundation enhancement systemXu Peng Zhao Wei Luo Wei Lan Wei Sang FeiUnit 61773 Urumqi 831100 ChinaAbstract This paper briefly reviews and summarizes the generation development history and evolution of the globalsatellite foundation enhancement system introduces the current situation of the Beidou satellite foundation enhancement system in China analyzes the error of the network RTK and the factors affecting the positioning accuracythen compares the Beidou satellite foundation enhancement system with the mobile network and the positioningaccuracy of the GPS system and explores the positioning effect of the Beidou system and GPS system.Key words Beidou positioning accuracy test ground -based enhancement system CORS system。
封面文章 |Coverstory本刊记者 赵子军北斗地基增强系统的标准化工作和国家标准建设—— 访中国兵器工业首席专家 麦绿波麦绿波——研究员，工学博士，著名标准化科学家，中国兵器工业首席专家，从事标准化研究30年，主持了兵器行业标准体系和多个行业标准化“五年规划”的编制；主持国际标准研制3项；主持重大标准化研究项目10多项；主持国家标准、国家军用标准、行业标准研制30多项；获国务院政府特殊津贴；获委部级科学技术、科技进步一等奖、二等奖10多项；获国防科技工业标准化先进个人；获首届“中国标准化杰出人物”荣誉（2011年）。
国际标准化组织（ISO）光学和光子学标准化技术委员会专家组成员；全国光学和光子学标准化技术委员会副主任委员、全国光电测量标准化技术委员会副主任委员；中国兵工学会会士/理事、中国标准化协会理事。
著有《标准化学——标准化的科学理论》和《标准学——标准的科学理论》（科学出版社出版）标准化科学专著。
日前，就北斗基地增强系统的标准化工作和国家标准建设，本刊记者采访了中国兵器工业首席专家麦绿波研究员，请他介绍了北斗地基增强系统的技术原理、定位导航服务能力、标准化工作和国家标准的建设。
北斗地基增强系统实现北斗实时定位和导航的广域米级和分米级、区域厘米级以及后处理毫米级水平什么是北斗地基增强系统呢？麦绿波介绍说，北斗地基增强系统是国家重要的信息基础设施，用于提供高精度定位服务，主要由基准站网、通信网络系统、数据处理中心、运营服务平台、数据播发系统、用户终端、信息安全防护体系、备份系统等组成。
“北斗地基增强系统通过在地面按一定距离建立的若干基准站接收导航卫星发射的导航信号，经通信网络传输至数据处理中心，处理后产生导航卫星的轨道、钟差、电离层改正数、区域差分数据、后处理数据产品等信息，通过卫星、移动2020年第9期 / 总第569期12CHINA STANDARDIZATION中国标准化通信网、数字广播等方式播发，并通过互联网提供后处理数据产品的下载服务，满足北斗地基增强系统服务范围内广域米级和分米级，区域厘米级的实时定位和导航需求，以及后处理毫米级定位服务需求。
北斗地基增强系统建设方案集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#1.1构建地基增强系统地基增强系统是基于BD/GPS卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技，通过在一定区域布设若干个GNSS连续运行参考基站（CORS），对区域GNSS定位误差进行整体建模，通过无线数据通讯网络向用户播发定位增强信息，提高用户的定位精度，且定位精度分布均匀、实时性好、可靠性高。
地基增强系统辅助空间卫星，可以显着或成倍提高定位和授时精度，可使终端的定位精度提高到米级以内。
地基增强系统由参考站、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用参考站网络，数据传输系统与定位导航数据播放系统共同完成通信传输。
北斗卫星地基增强系统是动态的、连续的空间数据参考框架，可快速、高精度的获取空间数据和地理特征，它也是区域规划、管理、决策的基础。
建设原则北斗卫星地基增强系统建设将坚持“技术先进、高效可靠、经济实用和易于扩展”的基本原则。
1）总体规划、分步实施系统建设中，应先行进行总体规划和设计，全盘考虑系统建设目标。
根据总体规划指导和要求，进行项目的分期建设的设计和实施，避免不合理的建设投入。
2）先进性系统拟采用的BDS/GPS技术融合了网络RTK技术和PPP技术的各自优势，充分借鉴了网络RTK和PPP技术的工作模式，因而其技术本身可具备以下优势：(1)北斗为主，兼容GPS、GLONASS系统。
具有BDS独立组网进行高精度定位增强的能力，同时提供CGR三系统、CG双系统、CR双系统、GR双系统等4种组合定位增强模式，实现 GEO/IGSO（高轨）卫星与MEO（GPS/GLONASS中圆轨道）卫星联合解算技术。
(2)区域网络RTK与广域PPP技术融合统一，区域CORS网内和网外用户采用同一套数据处理软件，相同的数据处理模式，实现区域增强与广域增强服务自动无缝切换，具有近海高精度定位增强服务能力。
北斗卫星导航系统在资源勘测领域的应用分析摘要：我国国土面积广大，资源的勘测工作也越来越受到重视，在资源勘测领域，北斗卫星导航系统发挥着重要的作用。
北斗卫星导航系统是我国自行研制、独立拥有的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候，全天时，高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。
本文首先分析北斗卫星定位信号特性，其次探讨北斗系统在资源勘测领域的应用，从而为更好地推进北斗系统的广泛应用提供参考。
关键词：北斗卫星导航系统;发展历程;自然资源勘测引言北斗系统增强系统包括地基增强与星基增强，地基增强原理是利用安置在地面设施基准站的北斗接收机进行观测，并根据基准站已知精度定位，计算出基准站到空间卫星的距离修正信息，由基准站实时地将修正信息发送出去，用户终端在进行卫星观测的同时，也接收到基准站发送的修正信息，对其定位结果进行修正，提高定位精度。
星基增强原理则是通过空间卫星自身搭载的卫星导航增强信号转发器，播发定位修正信息，实现对于北斗系统用户终端定位精度的改进。
1北斗卫星定位信号特性北斗卫星信号特性主要体现在接收解调过程，包括卫星信号发射、空间传输、接收解算等3个部分。
在卫星发射端，北斗卫星首先将数据码与伪码进行相关运算，实现低码率数据码（D1导航电文，码宽20ms）对高码率伪码（周期1ms）的扩频调制，并形成组合码。
在空间传输中，组合码对载波B1进行二进制相移键控（binaryphaseshiftkeying，BPSK）调制，然后将已调信号在B1中心频率上空间传输，最终到达接收机通道。
在接收机端，首先对卫星信号进行载波解调，实现组合码分离；然后将组合码与接收机内部复制的伪码进行自相关运算，依靠伪码的强自相关性，一方面剥离伪码，提取数据码，完成解扩，另一方面获取伪码的自相关峰值，测量码相位，解算伪距。
自此实现卫星信号三层结构的先组合、后分离，有效获取卫星位置、接收机钟差、伪距、大气延时等信息，完成接收机定位。
北斗星基增强系统标准
北斗星基增强系统是一种先进的导航技术，用于提高北斗卫星导航系统的精度和可靠性。
该系统采用了一系列基站和相关设备，用于接收北斗卫星的导航信号，并加以处理和增强。
北斗星基增强系统的标准是根据国家相关技术规范制定的。
它规定了系统的工作参数、功能要求、数据处理方式等内容，以确保系统能够稳定可靠地工作，并满足用户的导航需求。
在北斗星基增强系统中，基站通过接收北斗卫星的导航信号，测量信号的传播时间来计算用户接收机的位置和速度信息。
然后，基站将这些信息进行处理，并通过无线信号传输到用户的移动设备上。
除了提供高精度的导航定位服务外，北斗星基增强系统还可以提供定位辅助数据、差分修正信息等功能，以进一步提高导航的准确性和可靠性。
这些功能可以广泛应用于交通运输、航空航天、海洋渔业等领域。
北斗星基增强系统的标准确保了系统的一致性和互操作性，使得不同厂家生产的设备都能够无缝地进行互联互通。
同时，标准还规定了系统的数据安全保护措施，以防止信息泄露和非法使用。
总之，北斗星基增强系统的标准为用户提供了高质量的导航服务，为各个行业的发展提供了重要支撑。
