青岛中海基业仪器设备有限公司

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中海基业致力于解决我国沿海RBN-DGPS系统的分布与升级改造

适用国民经济、国际贸易和社会发展的需要,满足航行在我国主要港口、重要水道和沿岸的海上公众用户、国防、海洋测绘、海洋石油开发、海洋渔业、海洋资源调查、海上交通安全管理、疏浚、引航等和其它需要高精度导航服务的用户需求,结合我国国情,根据各海区特点,拓展无线电导航服务领域,采用无线电指向标-差分全球定位系统的成熟技术,充分利用现役无线电指向标站的设施,本着全面规划、分期实施的方针,在中国沿海建立了无线电指向标-差分全球卫星导航(RBN-DGPS)系统台链。 ⒈RBN-DGPS系统概述 GPS:GPS是由美国国防部负责研制,主要满足军事需求,用于地球表面及近地空间用户的精确定位、测速和作为一种公共时间基准的全天候星基无线电导航系统。它可全天候、连续地为用户提供三维位置、速度和时间基准。出于自身安全考虑,美国人为增加卫星钟差和星历误差(SA政策),从而加剧GPS系统定位误差。此外还存在电离层、对流层传播等自然误差。要获取精准定位,就必须减少存在的干扰误差。DGPS概念便应运而生。 DGPS:所谓差分GPS(DGPS)就是把一台GPS基准接收机放在位置已精确测定的点上,它将收到的定位数据不断地与其准确位置相比较,求得GPS在该点的位置或伪距测量误差,从而推算出所有可见卫星伪距测量误差,再把这些测量误差通过数据链发射机广播出去,工作区内的GPS用户接收到这些误差校正信息,修正GPS测量值,提高定位精度。 RBN/DGPS:BN/DGPS(Radio Beacon Navigation/DGPS)即利用海事无线电信标发射机作为数据链发射机而组成的一套差分GPS系统。以信标为主载波,MSK调制的差分GPS修正信息为副载波组成的信标/差分兼容发射系统,这样既保留原信标功能,又能向覆盖区域内发播差分校正信息,以实现高精度导航和定位。 RBN-DGPS即无线电指向标/差分全球定位系统,是一种利用航海无线电指向标播发台播发DGPS修正信息向用户提供高精度服务的助航系统,属单站伪距差分,主要由基准台、播发台、完善性监控台和监控中心组成,见下图。 ⒉ 我国RBN-DGPS台链建设情况 在国家“九五”计划期间,我国交通运输部海事局建成了中国沿海无线电指向标-差分全球定位系统台链(RBN-DGPS),信号完全覆盖中国沿海领域,成为一种国际标准化、现代化的助航系统,达到九十年代国际水平。 根据中国沿海RBN-DGPS总体布局规划,统筹考虑我国航行水域现状,并结合周边国家和地区的情况,海事局计划在“九五”期间分三期在我国沿海地区共建设20座RBN-DGPS台站,按规定强度信号覆盖(或多重覆盖)整个沿海水域和部分陆域。完善性监控台与基准台和播发台同步建设,且同台址。 一期台站包括大三山、秦皇岛、北塘、王家麦、大戢山和抱虎角,共6座,在1996年改造建成。二期台站包括燕尾港、石塘、镇海角、鹿屿、三灶、硇洲和三亚,共7 座,于1998年下半年陆续安装完成。三期台站包括老铁山、成山角、蒿枝港、定海、天达山、防城和洋浦,共7座,在1999年下半年陆续建设,各台站位置见上图。 依据国际电联划分的海上无线电指向标频率(283.5~325.0kHz)范围,RBN-DGPS台站采用单频发射制,播发差分修正信息。我国RBN-DGPS向用户播发的差分信息采用最小移频键控(MSK)调制方式;播发类别为调相单信道数据传送(G1D)。依航标和灯塔管理机构的国际组织(IALA)分配给我国的基准台和播发台的识别码范围由北向南按区域进行分配,各台站的基准台和播发台的相关信息见附表。 我国基准台坐标采用WGS-84坐标系。为保证海上用户获得高精度助航服务,1995~1998年先后完成了全国20个台站位置坐标精密测定,并通过海事局科技司组织的科技成果鉴定,使我国基准台在WGS-84坐标系内的位置精度保持在0.5米以内。台站播发的所有信息均为公众服务性质,不另收费。 ⒊ RBN-DGPS系统升级改造与北斗地基增强系统 鉴于卫星导航系统的巨大作用,许多国家已经争相发展自己的导航系统。俄罗斯已拥有GLONASS卫星导航系统,欧洲正着手建设Gialilue卫星导航系统,我国也在完善“北斗”卫星导航系统。目前,我国多数RBN-DGPS台站只能播发GPS差分信息,信息源单一,易受干扰限制,针对当前世界卫星导航系统竞相发展的现状,研究对其他卫星导航系统的兼容性以提高RBN-DGPS系统的可靠性和安全性具有非常重要战略意义。 北斗卫星导航系统(BDS)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是:建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站,用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。2012年12月27日北斗卫星导航系统管理办公室正式宣布北斗卫星导航系统向亚太区域提供服务,目前在中国及周边区域平均可以观测到8~9颗北斗卫星,完全可以满足导航、精密定位用户的需求。 北斗地基增强系统可以填补国家在民用高精度导航定位服务领域的空白,消除此领域的信息安全隐患与应用服务安全隐患。北斗地基增强系统的地面基准站间距为50~300km,利用地面通信系统播发导航信号修正信息用于辅助定位和导航,可为高端接收机用户提供厘米级至亚米级精密导航定位,可辅助普通大众终端接收机实现米级精度的导航与定位。从功能上划分,本系统主要由广域米级实时伪距差分服务系统、广域分米级实时定位服务系统、区域厘米级实时精密定位服务系统、终端性能辅助服务系统四部分构成。 北斗地基增强系统建设目标:一方面,充分利用现有GNSS基准站和地面通信网络设施,建设全国统一规划的北斗地基增强服务系统,实现广域米级、分米级和区域厘米级实时精密定位增强信息服务;另一方面,结合3G移动通信网、互联网,提供北斗终端性能辅助增强服务,提高北斗接收机信号捕获、跟踪的灵敏度,缩短首次定位时间,改善终端定位精度,全面提升北斗消费类终端和行业终端应用性能,从而全面提升北斗系统的服务性能,建立在交通、气象、测绘、大众等行业的北斗应用服务。 交通运输部北海航海保障中心在2013年7月~2014年1月期间在渤海湾建立了3个北斗/GPS试验基准站,完成了北斗高精度卫星定位误差改正模型研究和高精度实时数据处理软件开发,研制了数据处理服务中心和数据中心,建立了通讯播发等系统,提供了试验区域实时厘米定位服务。系统经测试实现了事后动态定位精度其平均精度优于设计书中水平0.05m,高程0.10m的指标要求;区域网覆盖范围内实时定位的精度可以达到平面0.05m,高程0.1m的精度要求,于2014年4月28日通过了由杨元喜院士、刘经南院士为首专家组的验收。目前,中国北方海区RBN-DGPS台站技术改造工程(一期)及完善性监测项目主体工程已完工,正处于试运行状态,这标志着中国北方海区RBN-DGPS差分导航定位进入了北斗/GPS双模的高精度时代,定位精度可达到“亚米”级。 改造项目的一期,通过对秦皇岛、老铁山、成山角和北塘4座台站的技术升级,实现了在现有航海无线电指向标载频上同步播发差分北斗和差分GPS信息,而对现有的差分全球定位系统用户不产生影响,这意味着船舶上现有的GPS差分设备可继续使用,而安装了差分北斗终端的船舶则可以使用北斗和GPS双模差分导航定位,享受精度更高、稳定性更好的服务,可为渤海湾及山东半岛海域沿岸船舶提供高精度的差分导航定位服务。另据了解,对王家麦、大三山和营口3座台站的技术改造二期工程目前已经启动,到2017年底,中国北方海区将完成所有台站的升级改造,我国其他海区的升级改造已会逐步分阶段推进。 同时,由于我国多数RBN-DGPS台站都处于孤岛或犄角等沿海偏远地区,且不同程度存在设备陈旧化、人员老龄化等,对RBN-DGPS系统的正常工作造成影响。因此需要加大系统改造升级的力度,使该系统具备自动监控机房湿度温度、火情盗情和供电系统工作状况的功能,并可将实时监测情况报送上级部门,提高RBN-DGPS系统自动化管理程度。山东中海达RTK,中海达GPS,山东华测GPS,华星GPS,山东南方RTK,中海基业为你推荐。