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北斗百问丨如何判断卫星导航系统是否可靠?

日期:2020-12-09 / 人气:

从手机导航、电子围栏,到电网的无人机巡查作业、精准物流配送再到为体育赛事提供赛事保障,高精度、全覆盖、全天候的北斗卫星导航系统已经逐步融入到我们的日常生活。然而在实际生活中,我们在使用卫星导航服务时,接收的并不只是单一的卫星导航系统的信号,在遇到“信号不佳”、“当前卫星信号弱”的时候,我们又该如何判断这个卫星导航系统是否可靠呢?

 

如果有这么一个平台或者系统,能够帮助我们获取到卫星导航系统的定位精度、可靠性等性能信息,对于我们普通人亦或是专业的科研人员都大有益处。其实还真有这么一个中心干这事,那就是国际GNSS检测评估系统(iGMAS)。

 

图源丨国际GNSS检测评估中心官网

 

 

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iGAMS大有来头

我国早在2011年就向国际全球卫星导航系统委员会(ICG)提出了开展国际GNSS公开服务监测评估的倡议,提交了成立IGMA子工作组的提案并获得通过,我国主导的国际GNSS监测评估工作正式成为ICG 行动计划之一。在2014年12月,国际GNSS监测评估系统(第一阶段)研制建设工作圆满完成。从这个时间起,系统便开始为全球广大用户提供服务,进而提升GNSS用户使用的安全性和可靠性。

 

 

国际GNSS监测评估系统(iGMAS)是国际上第一个涵盖四大导航系统的监测平台,是我国第一个在联合国框架下发起并主导的科学工程,是国际第一个全球分布的卫星导航系统跟踪网络,也是全球第一个提供四系统高精度服务的开放系统。

 

 

图源丨国际GNSS检测评估中心官网

 

其中,iGMAS分为了跟踪站、数据中心、分析中心、监测评估中心、运行控制管理中心以及产品综合与服务中心这六个组成部分。

 

 

如果想要获得卫星导航系统的第一手监测资料,可以通过iGMAS的检测评估中心获得。监测评估中心一般从卫星导航的用户角度出发,对四大卫星导航系统的性能作实时的检测评估,并通过长期的检测评估,积累独立于运行系统的相关资料,为系统维持、发展决策的提供依据。换句话说,无论你是专业的科研人员还是普通的吃瓜群众,都可以通过检测评估中心获得你所需要的导航系统性能信息。当然,是否能看懂就是另外一个话题了。

 

 

 

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监测评估中心主要做什么?

上文有提到,监测评估中心能够快速帮助判断卫星导航系统是否可靠,因此监测评估中心会对卫星导航系统实现星座可用性监测、空间信号质量监测评估、导航信息监测评估和导航服务性能监测评估这四项服务。

  • 星座状态参数主要描述导航星座的整体运行状态和每颗卫星的健康情况。一般可以了解到某颗卫星在用户所在地区的定位精度以及卫星的在轨位置以及速度;
  • 空间信号参数主要描述导航信号在频域、时域等的特性;
  • 空间信息参数主要描述通过导航电文所携带信息的情况,其中的广播星历计算的轨道和钟差误差,可用于间接评估系统的定位、测速和授时性能;
  • 服务性能参数主要用于评估服务区内导航系统的服务性能,包括定位、测速、授时精度的描述。

 

图源丨国际GNSS检测评估中心官网

 

一般来说,iGMAS的监测评估中心会先从数据中心在全球分布的30个iGMAS跟踪站以及部分IGS跟踪站那里获取到海量的卫星观测数据,然后对数据进行处理和分析,生成相对应的监测评估产品,最后发送至产品综合与服务中心进行统一的发布。

 

 

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监测评估中心的作用

随着全球卫星导航系统进入多GNSS时代,各国GNSS系统走向兼容互操作成为大势所趋。国际GNSS监测评估系统一方面可以监测评估各GNSS系统的开放服务性能,另一方面还可以促进各国GNSS系统之间的兼容与互操作。

 

图源丨国际GNSS检测评估中心官网

 

远的不说,2019年7月,伽利略卫星导航系统的停摆,监测评估中心通过平台的数据资源迅速找到了系统异常的所在。在伽利略卫星导航系统出现服务中断不久,监测评估中心针对伽利略卫星导航系统的星历异常,进一步进行星历更新异常期间伽利略卫星导航系统的卫星信号特征分析。结果表明,广播星历更新异常未对导航信号质量造成影响,从而找到了此次异常为地面运控系统存在问题,不是星上载荷的问题。

 

可以看出,监测评估中心的这些工作都在完善并促进GNSS系统自身的可持续发展,对全球GNSS系统整体性能提升影响深远。同时监测评估中心的存在,也方便了我们快速判断卫星导航系统是否可靠。

编辑:河南北斗


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