王宏凱 鐘 斌 邊少鋒 李 娟

（1.海軍工程大學(xué) 武漢 430033）（2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 青島 266109）

1 引言

目前，星站差分定位系統(tǒng)己經(jīng)成為多個(gè)國家衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不可缺少的配套設(shè)施，是提高定位精度的重要手段。繼美國、歐盟之后，許多國家都在致力于衛(wèi)星定位星基增強(qiáng)技術(shù)的開發(fā)。星基增強(qiáng)技術(shù)的基本原理是差分定位。該系統(tǒng)的原理為，將己知位置的參考站獲得的數(shù)據(jù)，經(jīng)過差分改正后，上傳至衛(wèi)星并由衛(wèi)星發(fā)送至用戶，用戶定位精度可以得到顯著提高［1］。星站差分定位一般由四部分組成:地面部分、空間部分、用戶部分和支持系統(tǒng)，空間段一般由地球同步衛(wèi)星構(gòu)成；地面段包括監(jiān)測站、主控站、注入站和通信網(wǎng)絡(luò)；用戶段是由能夠接收SBAS 信號(hào)的接收機(jī)構(gòu)成［2］。SBAS 系統(tǒng)基本構(gòu)架如圖1 所示。通過地球同步衛(wèi)星或其他通訊衛(wèi)星（如Inmarsat 星）搭載衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器，可以向用戶播發(fā)星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、電離層延遲等多種改正信息，以實(shí)現(xiàn)對(duì)原有導(dǎo)航定位系統(tǒng)精度的改善和提高。

國外已經(jīng)建成并開始服務(wù)的星基增強(qiáng)系統(tǒng)有美國的廣域增強(qiáng)系統(tǒng)WAAS、歐洲地球同步衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)服務(wù)系統(tǒng)EGNOS、日本的基于多功能運(yùn)輸衛(wèi)星的增強(qiáng)系統(tǒng)MSAS、印度的GPS 輔助型靜地軌道增強(qiáng)導(dǎo)航系統(tǒng)GAGAN［3］；計(jì)劃建設(shè)中的星站差分定位系統(tǒng)有俄羅斯的差分改正監(jiān)測系統(tǒng)SDCM和韓國增強(qiáng)衛(wèi)星系統(tǒng)KASS［4～6］。中國的星站差分定位系統(tǒng)利用北斗星系統(tǒng)的通訊鏈路，向中國以及周邊地區(qū)播發(fā)差分定位信息以及衛(wèi)星可用性等信息［7］，標(biāo)志著中國在建立衛(wèi)星導(dǎo)航定位領(lǐng)域的發(fā)展已步入世界的先進(jìn)行列。

鑒于星站差分定位系統(tǒng)的重要作用和發(fā)展形勢，本文對(duì)目前國外主要星站差分定位系統(tǒng)的發(fā)展情況加以整理，進(jìn)行簡要介紹，并對(duì)北斗星站差分定位系統(tǒng)建設(shè)情況及必要性進(jìn)行了分析。

2 國外星站差分定位系統(tǒng)概況

2.1 歐洲EGNOS系統(tǒng)

星站差分定位典型的代表是歐洲地球同步衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)EGNOS（European Geostationary Navigation Overlay Service），它 通 過 增 強(qiáng)GPS 和GLONASS 兩個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度，來滿足高安全用戶的需求。EGNOS 空間部分包括3 顆GEO 衛(wèi)星，搭載導(dǎo)航增強(qiáng)轉(zhuǎn)發(fā)器，播發(fā)導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)；兩顆是Inmarsat-3 衛(wèi)星，一顆在大西洋東部，另一顆在印度洋；還有一顆是ESA在非洲上空的地球同步通訊衛(wèi)星Artemis。軌道分別為西經(jīng)15.5°、東經(jīng)65.5°以及東經(jīng)21.3°。

EGNOS 地面系統(tǒng)包括MCC（主控制中心），RIMS站（測距與完好性監(jiān)測站）和陸地導(dǎo)航地球站（NLES）。用戶部分包括:用于空間信號(hào)性能驗(yàn)證的EGNOS接收機(jī)，以及水運(yùn)、空運(yùn)和陸運(yùn)用戶專用設(shè)備；系統(tǒng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測試平臺(tái)，用于用戶接收機(jī)驗(yàn)收、系統(tǒng)性能證明、定位誤差比較分析。支持系統(tǒng)包括EGNOS 廣域差分網(wǎng)以及系統(tǒng)開發(fā)驗(yàn)證平臺(tái)、工程詳細(xì)技術(shù)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)以及問題發(fā)現(xiàn)等支持系統(tǒng)。EGNOS 系統(tǒng)構(gòu)成及空間段覆蓋示意見圖2。

EGNOS 系統(tǒng)已經(jīng)于2009 年開始正式運(yùn)行使用，并將至少工作20年以上。目前，EGNOS系統(tǒng)可以提供三種服務(wù):1）免費(fèi)的公開服務(wù)，定位精度1m，已于2009 年10 月開始服務(wù)；2）生命安全服務(wù)，定位精度1m，已于2011年3月開始服務(wù)；3）EGNOS數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，定位精度優(yōu)于1m，已于2012 年7 月開始服務(wù)［8］。EGNOS 的生命安全服務(wù)服務(wù)在2015年實(shí)現(xiàn)LPV-200 服務(wù)能力，并于2016 年利用空客A350 成功完成LPV-200 飛行進(jìn)近。截止到2016年4月，已經(jīng)公布了有261個(gè)基于EGNOS的LPV 飛行程序。歐洲具備EGNOS 能力的飛機(jī)場已經(jīng)超過了50 個(gè)，以法國和德國為主，而未來計(jì)劃配備EGNOS 能力的飛機(jī)場還將超過50 個(gè)。這樣來看，未來在歐洲將至少有100個(gè)機(jī)場具備EGNOS能力［5］。

圖2 EGNOS系統(tǒng)構(gòu)成及空間段覆蓋示意圖

2.2 Starfire系統(tǒng)

市場上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的星站差分定位系統(tǒng)Starfire 系統(tǒng)。StarFire 網(wǎng)絡(luò)是美國NAVCOM 公司在1999 年建立的在全球范圍內(nèi)提供GPS 差分信號(hào)發(fā)布服務(wù)廣域差分系統(tǒng)，它提供了獨(dú)一無二的可靠性和分米級(jí)的定位精度，具備99.99%可靠性。StarFire?DGPS 包括10 通道（雙頻GPS 信號(hào)接受），另外兩個(gè)獨(dú)立的通道，一個(gè)用于接受SBAS（Satellite Based Augmentation System）信號(hào)，另外一個(gè)用于接受L 波段差分改正信號(hào)。設(shè)備通過兩個(gè)115Kbps 數(shù)據(jù)傳輸口，原始數(shù)據(jù)的輸出可達(dá)50Hz，PVT（Position Velocity Time）數(shù)據(jù)輸出可達(dá)25Hz。改正信號(hào)通過Inmarsat 靜止衛(wèi)星進(jìn)行廣播，無須建立測區(qū)的基準(zhǔn)站或進(jìn)行后處理。

StarFire 網(wǎng)絡(luò)自從1999 年4 月開始運(yùn)行以來，基本上覆蓋了全世界［9］。在北緯76°到南緯76°的任何地球表面，都能提供同樣的精度。

StarFire 是由美國NavCom 公司建立的商業(yè)GPS 廣域差分系統(tǒng)，也是全球首個(gè)能夠提供5cm 精度實(shí)時(shí)定位的星基增強(qiáng)系統(tǒng)，可以覆蓋南北緯76°區(qū)間的任何地域。該系統(tǒng)采用多數(shù)據(jù)通道、兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理中心以及雙衛(wèi)星上傳設(shè)備，來確保向全球用戶提供連續(xù)、可靠的定位服務(wù)。

StarFire系統(tǒng)包括遍布全球的80多個(gè)參考站組成的雙頻參考站網(wǎng)，2 個(gè)數(shù)據(jù)處理中心、通信鏈路、3 個(gè)全球分布的注入站、6 顆INMARSAT 同步衛(wèi)星。系統(tǒng)提供高精度、高可靠GPS廣域差分增強(qiáng)服務(wù)，定位精度達(dá)到厘米級(jí)，具有較高的性價(jià)比，廣泛應(yīng)用于大地測量、航空攝影測量、遙感制圖、移動(dòng)目標(biāo)姿態(tài)方向測定、精確授時(shí)、工程形變監(jiān)測、機(jī)械控制、海洋測繪、港口調(diào)度、港口碼頭工程、機(jī)器人和無人機(jī)精確導(dǎo)航等行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域。

2.3 OmniSTAR系統(tǒng)

作為另外一個(gè)市場上廣泛應(yīng)用的星站差分定位系統(tǒng)，OmniSTAR 系統(tǒng)是一套可以覆蓋全球的高精度GPS 增強(qiáng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過分布在世界各地的70 個(gè)地面參考站來測定GPS 系統(tǒng)的誤差，由分別位于美國、歐洲和澳大利亞的3 個(gè)控制中心站對(duì)各參考站的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并將經(jīng)分析和確認(rèn)后的差分改正數(shù)據(jù)通過同步衛(wèi)星廣播給用戶，實(shí)現(xiàn)高精度的的實(shí)時(shí)定位［8］。OmniSTAR 提供測量、定位、環(huán)境和包括陸地和近海的衛(wèi)星服務(wù)。在陸地上新的應(yīng)用方面OmniSTAR 服務(wù)可以滿足精密定位系統(tǒng)的需求。OmniSTAR 提供了實(shí)時(shí)的DGPS 定位服務(wù)。它能夠改善GPS 接收機(jī)的精度，提高約100 倍。OmniSTAR 系統(tǒng)比部分市場上其它競爭的系統(tǒng)能提供更大的地理覆蓋。目前，在mniSTAR信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)可最高實(shí)現(xiàn)單機(jī)10cm 的實(shí)時(shí)定位精度。OmniSTAR 的應(yīng)用橫跨了眾多工業(yè)，包括農(nóng)業(yè)（精密耕作）、采礦業(yè)和大地測量等。航空業(yè)應(yīng)用包括農(nóng)作物灌溉和地理測繪等。

OmniSTAR 提供三種GPS 差分等級(jí)的服務(wù):VBS、HP、和XP。OmniSTAR VBS 是一個(gè)亞米級(jí)的服務(wù)。一個(gè)典型的24 小時(shí)的VBS 采樣顯示的2σ（95%）置信度下的水平位置偏差小于1m，而3σ（99%）的位置偏差接近于1m。新的OmniSTAR HP服務(wù)在2σ（95%）的置信度下的水平位置偏差小于10cm，3σ（99%）的水平位置偏差小于15cm［9］。在農(nóng)業(yè)機(jī)械引導(dǎo)和許多的測量任務(wù)方面，有其獨(dú)特的應(yīng)用。它操作實(shí)時(shí)，不需要當(dāng)?shù)鼗鶞?zhǔn)站或遙感鏈路。新的OmniSTAR XP 服務(wù)提供短期幾英寸和長期重復(fù)性優(yōu)于20cm（95%CEP）的精度。它特別適合農(nóng)業(yè)自動(dòng)化操縱系統(tǒng)。精度比HP 低，約20cm，全世界范圍內(nèi)可用，在測量方面，與地域性差分系統(tǒng)（如WAAS）相比，精度有所提高。用戶在購買具有OmniSTAR 功能的GPS 接收機(jī)后，可向Omni-STAR 的服務(wù)商交納服務(wù)費(fèi)用，申請(qǐng)開通服務(wù)。目前在中國地區(qū)，可支持VBS和HP/XP服務(wù)。

OmniSTAR 系統(tǒng)是由OmniSTAR 公司開發(fā)和運(yùn)營的一套覆蓋全球的高精度差分增強(qiáng)系統(tǒng)，面向單頻和雙頻高精度用戶提供基于星基播發(fā)提供GPS廣域差分服務(wù)，精度從分米級(jí)至厘米級(jí)。用戶主要分布在石油勘探、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、電力施工、礦產(chǎn)作業(yè)、水利施工等諸多非測繪行業(yè)。

OmniSTAR 系統(tǒng)由分布在全球的100 多個(gè)單頻、雙頻地面參考站，由分別位于美國、歐洲和澳大利亞的3 個(gè)控制中心以及用于播發(fā)差分改正數(shù)據(jù)的海事衛(wèi)星組成?？刂浦行膶?duì)各參考站的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并將生成的差分改正數(shù)據(jù)通過海事衛(wèi)星廣播給用戶，為陸地、空中應(yīng)用提供全天候的高精度、高可靠性實(shí)時(shí)差分定位商業(yè)服務(wù)，如圖3所示。

圖3 OmniSTAR參考站分布和衛(wèi)星覆蓋圖

除了南北緯60°以外的部分地區(qū)外，OmniSTAR系統(tǒng)服務(wù)覆蓋了全球大部分陸地，但系統(tǒng)無法提供完好性服務(wù)。OmniSTAR具體服務(wù)類型參見表1。

2.4 其他國家星站差分定位系統(tǒng)簡介

俄羅斯以及亞洲的日本、印度都在競相發(fā)展各自具有星基播發(fā)的增強(qiáng)系統(tǒng)，助力本國衛(wèi)星導(dǎo)航的建設(shè)與應(yīng)用。

1）日本GPS 連續(xù)應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)（COSMOS）和MSAS

COSMOS 系統(tǒng)是由日本國家地理院于90 年代初開始建設(shè)的地殼應(yīng)變監(jiān)測網(wǎng)逐步發(fā)展而來的。該系統(tǒng)站點(diǎn)分布密度較大，平均密度20km，最密的地區(qū)如關(guān)東、東京、京都等達(dá)到了10km～15km，到2005年底站點(diǎn)數(shù)目已經(jīng)達(dá)到1200個(gè)。該系統(tǒng)主要應(yīng)用于地震監(jiān)測和預(yù)報(bào)、控制測量、建筑、工程控制、形變監(jiān)測、測圖和地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新以及氣象測報(bào)等領(lǐng)域。

表1 OmniSTAR系統(tǒng)的服務(wù)類型及服務(wù)性能

MSAS系統(tǒng)是由日本氣象局和日本交通部組織實(shí)施的基于兩顆多功能衛(wèi)星的GPS 星基增強(qiáng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)從1996 年開始實(shí)施，主要目的是為日本飛行區(qū)的飛機(jī)提供全程通信和導(dǎo)航服務(wù)。系統(tǒng)覆蓋范圍為日本所有飛行服務(wù)區(qū)，也可為亞太地區(qū)的機(jī)動(dòng)用戶播發(fā)氣象數(shù)據(jù)信息。該系統(tǒng)包括2 個(gè)主控站（MCS）、4 個(gè)地面參考站（GMS）、2 顆GEO 衛(wèi)星、2個(gè)測距監(jiān)測站（MRS），具體見圖4。

圖4 日本MSAS系統(tǒng)組成

MSAS系統(tǒng)能夠很好地提高日本偏遠(yuǎn)島嶼機(jī)場的導(dǎo)航服務(wù)性能，滿足國際民航組織（ICAO）對(duì)非精密進(jìn)近階段（NPA）和I 類垂直引導(dǎo)進(jìn)近（APV-I）階段的服務(wù)要求［10］，在日本區(qū)域內(nèi)精度優(yōu)于1m，不在日本區(qū)域外規(guī)定精度，通常為2m～4m，且距離日本越遠(yuǎn)，精度越低。

2）印度星基增強(qiáng)系統(tǒng)（GAGAN）

GAGAN系統(tǒng)由印度航空機(jī)構(gòu)和太空研究組織于2001 年8 月共同計(jì)劃實(shí)施，于2015 年7 月14 日發(fā)布系統(tǒng)服務(wù)［11］。該系統(tǒng)在地面段有15 個(gè)參考站、3 個(gè)上行注入站和1 個(gè)任務(wù)控制中心。GAGAN系統(tǒng)的技術(shù)體制與美國的WAAS相同，目前空間部分依賴GSAT-8和GSAT-10衛(wèi)星，GSAT-15衛(wèi)星作為該系統(tǒng)空間轉(zhuǎn)發(fā)器的備份。系統(tǒng)將改善印度的空中交通安全狀況，并為印度的區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（IRNSS）建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)［12］，為50 多個(gè)機(jī)場提供服務(wù)，AAI 計(jì)劃用該項(xiàng)技術(shù)代替儀表著陸系統(tǒng)（ILS），為飛機(jī)提供更加精準(zhǔn)的航線指引，節(jié)省時(shí)間和燃料成本，同時(shí)，只有安裝了SBAS系統(tǒng)的飛機(jī)才能使用這項(xiàng)技術(shù)。

3）俄羅斯系統(tǒng)差分校正與監(jiān)測系統(tǒng)（SDCM）

SDCM 系統(tǒng)是由俄羅斯航天局開發(fā)的差分校正與監(jiān)測系統(tǒng)，并于2007 年開始試運(yùn)行。該系統(tǒng)由分布于俄羅斯境內(nèi)的19個(gè)地面監(jiān)測站網(wǎng)絡(luò)、6個(gè)海外監(jiān)測站（其中3 個(gè)位于南極），位于莫斯科的控制中心和3 顆地球靜止軌道衛(wèi)星組成［4］，可通過互聯(lián)網(wǎng)、電視通道和蜂窩網(wǎng)絡(luò)向用戶實(shí)時(shí)提供GLONASS、GPS的差分校正信息（完好性信息、廣域和局域差分改正數(shù)據(jù)）。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 SDCM結(jié)構(gòu)圖

SDCM可提供1m～1.5m的水平定位精度和2m～3m的垂直定位精度。2012年4月16在莫斯科進(jìn)行的定位精度試驗(yàn)結(jié)果表明:在觀測時(shí)間為24 小時(shí)的情況下，GPS+SDCM系統(tǒng)可以達(dá)到水平方向1.0m（95%）、垂直方向2.5m（95%）的定位精度；GLONASS+SDCM 系統(tǒng)可以達(dá)到水平方向0.98m（95%）、垂直方向1.7m（95%）的定位精度。

3 北斗星站差分定位系統(tǒng)發(fā)展概況

我國北斗衛(wèi)星的星站差分定位系統(tǒng)正在逐步建設(shè)之中，部分已在中國和亞太地區(qū)得到應(yīng)用，但精度稍低。以現(xiàn)有工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，北斗/GPS 星站差分定位系統(tǒng)定位精度可優(yōu)于1m，完好性告警時(shí)間達(dá)到10s，可為“一帶一路”沿線國家提供高精度位置服務(wù)，滿足沿線國家航空、能源開采、智慧交通、測繪等行業(yè)對(duì)高精度定位的需求［13］。

為使北斗星站差分定位系統(tǒng)達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)，將其服務(wù)推向國際，實(shí)現(xiàn)與其他星站差分定位系統(tǒng)的兼容互操作，我國代表多次參與星基增強(qiáng)互操作工作組（SBAS IWG）會(huì)議。從2015 年4 月，我國代表首次參與SBAS 兼容互操作討論，將北斗星站差分定位系統(tǒng)帶入了國際化領(lǐng)域，至2016年11月，我國及其他各國代表在DFMC SBAS定義文檔和接口控制文檔上簽字，標(biāo)志著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)作為第四個(gè)增強(qiáng)對(duì)象得到了正式確認(rèn)，奠定了北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航及北斗星站差分定位系統(tǒng)的國際地位。我國代表在參與SBAS IWG 協(xié)調(diào)的同時(shí)，還持續(xù)參與國際民航組織導(dǎo)航系統(tǒng)專家組（ICAO NSP）的多邊國際SBAS 標(biāo)準(zhǔn)制定工作，將DFMC SBAS 定義文件和接口文件的相關(guān)內(nèi)容整合到GNSS SARPs中［5］。為保證系統(tǒng)的播發(fā)信號(hào)的頻點(diǎn)資源，我國已經(jīng)啟動(dòng)了北斗GEO 衛(wèi)星的L1/B1C 和L5/B2a兩個(gè)頻點(diǎn)信號(hào)B2a信號(hào)與GPS、Galileo/EGNOS、Inmarsat 的協(xié)調(diào)工作，并已于2016 年啟動(dòng)了北斗星站差分定位系統(tǒng)B1C信號(hào)的頻率協(xié)調(diào)工作。

圖6 中國精度信號(hào)覆蓋范圍

2015 年6 月，由我國北斗導(dǎo)航企業(yè)、北京合眾思?jí)芽萍脊煞萦邢薰咀灾餮邪l(fā)的全球星基高精度增強(qiáng)服務(wù)系統(tǒng)，“中國精度”正式提供服務(wù)，并面向全球同步發(fā)布，這將使我國北斗用戶在無需架設(shè)基站的情況下，可在全球任一地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)便捷的亞米級(jí)、分米級(jí)和厘米級(jí)3 種不同精度層級(jí)的定位増強(qiáng)服務(wù)［13～14］，信號(hào)覆蓋范圍見圖6。作為首個(gè)由中國企業(yè)完全建設(shè)和完全控制的全球高精度增強(qiáng)系統(tǒng)，“中國精度”具有全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和全部控制權(quán)，打破國際企業(yè)的技術(shù)壟斷和封鎖，保障國家地理空間信息的安全性和自主權(quán)，彌補(bǔ)了我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)在精度、可用性和完好性方面的不足，從提高北斗服務(wù)精度入手提升了北斗的全球競爭力?！爸袊取弊?018 年5 月31 日起將啟用新的播發(fā)頻率進(jìn)行播發(fā)信號(hào)［15］（見表2），服務(wù)類型及定位精度見表3。且對(duì)2018年6月30日之前購買服務(wù)的用戶，終身享受免費(fèi)的亞米級(jí)增強(qiáng)服務(wù)［16］。

表2 中國精度信號(hào)播發(fā)新頻率更改

表3 服務(wù)類型及定位精度

4 發(fā)展北斗星站差分定位系統(tǒng)的必要性分析

1）是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分

持續(xù)提升北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)能力是北斗系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展的重要使命之一。目前北斗系統(tǒng)已經(jīng)完成區(qū)域組網(wǎng)，空間星座、地面控制和用戶終端三部分組成了北斗的基本系統(tǒng)，提供10m左右的定位精度，可初步滿足各行業(yè)對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)的基本需求。北斗星站差分定位系統(tǒng)將作為北斗基本系統(tǒng)的重要組成部分，通過地面參考站的修正，將定位精度提高至米級(jí)、分米級(jí)甚至厘米級(jí)，以及事后毫米級(jí)，系統(tǒng)的完好性和輔助定位能力，全面提升北斗系統(tǒng)服務(wù)性能，改善北斗服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)北斗高精度導(dǎo)航定位服務(wù)能力。

2）是解決我國關(guān)鍵行業(yè)及領(lǐng)域高精度位置安全的重要手段

長期以來，我國測繪、交通、電力、國土資源調(diào)查、城建等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域嚴(yán)重依賴基于國外GNSS的高精度定位服務(wù)，特別是在高速公路、高鐵、橋梁、水電站等大型國家重要基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)過程中基本上都是基于GPS 的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分或事后精密定位技術(shù)，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、地圖、以及地理信息產(chǎn)品都是基于國外GNSS 差分高精度服務(wù)獲得，并且工程實(shí)施基本上采用了國外測量系統(tǒng)與軟硬件設(shè)備，客觀上存在嚴(yán)重的位置安全隱患。

北斗星站差分定位系統(tǒng)的建設(shè)將為上述行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域提供同等精度的差分動(dòng)態(tài)定位服務(wù)以及事后精密定位服務(wù)，并且通過可靠穩(wěn)定的國產(chǎn)北斗星站差分定位系統(tǒng)與軟硬件設(shè)備，確保關(guān)鍵行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域高精度位置數(shù)據(jù)的安全可控，從根本上解決我國關(guān)鍵行業(yè)及領(lǐng)域高精度位置應(yīng)用安全。

3）是加快北斗應(yīng)用推廣與產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施

經(jīng)過幾年的努力，北斗應(yīng)用已經(jīng)初步解決了芯片、模塊等基礎(chǔ)產(chǎn)品核心技術(shù)的突破，相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)可以滿足行業(yè)和大眾基本需要［17］，但北斗應(yīng)用推廣與產(chǎn)業(yè)化工作仍面臨多重阻礙和不足，發(fā)展起步艱難。一方面，長期以來，基于GPS技術(shù)的導(dǎo)航、定位與授時(shí)產(chǎn)品以其穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品與服務(wù)質(zhì)量贏得了市場的絕大部分份額，占據(jù)絕對(duì)的競爭優(yōu)勢；另一方面，高可靠穩(wěn)定、低功耗、低成本、高性能的北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品的研發(fā)仍需市場需求的牽引和驗(yàn)證，而市場選擇主要依據(jù)綜合競爭力。尤其在北斗ICD 已經(jīng)公布后，國外高性能、低功耗、低成本的產(chǎn)品即將大肆沖擊民族北斗產(chǎn)業(yè)，且形勢非常迫切。

為此，盡快建設(shè)高可靠、全國無縫覆蓋的北斗星站差分定位系統(tǒng)，打造米級(jí)、分米級(jí)差異化服務(wù)優(yōu)勢，提供優(yōu)于現(xiàn)有GPS 的定位服務(wù)，彌補(bǔ)北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品其他方面不足，提升本土北斗的綜合競爭力，才能為北斗開展規(guī)模應(yīng)用推廣與產(chǎn)業(yè)化打開突破口，加速北斗應(yīng)用推廣與產(chǎn)業(yè)化步伐。

5 結(jié)語

目前，衛(wèi)星導(dǎo)航星站差分系統(tǒng)己經(jīng)成為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)必備的配套設(shè)施，是保障與提高定位精度的基礎(chǔ)設(shè)備。繼美國、歐盟之后，許多國家都在致力于星站差分技術(shù)的開發(fā)和研究。發(fā)展北斗星站差分定位系統(tǒng)，既是維護(hù)國家國土安全的重要國家基礎(chǔ)設(shè)施，又是市場潛力巨大、發(fā)展迅速的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。從當(dāng)前國際形勢來看，我國必須發(fā)展自己的星站差分定位系統(tǒng)，其系統(tǒng)建設(shè)和完善是一項(xiàng)復(fù)雜工程，同時(shí)也是一項(xiàng)重大科研課題。發(fā)展我國星站差分定位系統(tǒng)，可以增強(qiáng)北斗系統(tǒng)的導(dǎo)航和定位能力，更好地為我國北斗用戶提供全方位導(dǎo)航定位服務(wù)。尤其在地基增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)無法覆蓋的區(qū)域，如海洋、沙漠等，通過星站差分定位系統(tǒng)也能達(dá)到較高的定位精度。用戶可以接收來自北斗GEO 衛(wèi)星的廣域差分信號(hào)，來提高定位精度與可靠性。同時(shí)星站差分定位系統(tǒng)的完善還有利于對(duì)北斗二代導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的的定位精度進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展起著積極的作用。