Komitet Termodynamiki i Spalania Polskiej Akademii Nauk

Satelitarny system wspomagający

Satelitarne systemy wspomagające SBAS (ang. Satellite Based
Augmentation System)

Zadaniem systemów wspomagania satelitarnego (SBAS) jest zwiększania precyzji
i
dokładności pomiarów przeprowadzanych z wykorzystaniem globalnych systemów
nawigacji satelitarnych (GPS, GLONASS, Galileo itp.).

Dzięki funkcjonowaniu systemów wspomagania satelitarnego zdecydowanej
poprawie
ulegają podstawowe parametry nawigacyjne systemów nawigacji satelitarnej tj.:

•dokładność, czyli zdolność systemu do określania pozycji mierzonego obiektu w
granicach dopuszczalnego błędu systemu,
•wiarygodność, która określa poziom zaufania do dostarczanej przez system
informacji,
•ciągłość, czyli zdolność systemu (satelitów) do nieprzerwanej pracy podczas
całego swojego przelotu nad horyzontem użytkownika

•dostępność określaną jako prawdopodobieństwo pełnienia usług nawigacyjnych
w dowolnym momencie.

Istotną cechą systemów wspomagania satelitarnego (SBAS) jest ich

kompatybilność.

Obok systemu EGNOS wyróżnić jeszcze możemy pionierski, amerykański

system

WAAS oraz japoński MSAS. Są to systemy regionalne, jednakże na mocy

porozumienia MOPS

(Minimum Operational Performance Standards), transmitowane przez nie

informacje mają taką

samą strukturę. Dlatego też odbiorniki "rozumieją" zawartość odbieranych

sygnałów niezależnie od

systemu, który je emituje. Kooperacja ta powoduje także znaczący wzrost

terenowej dostępności ich

sygnałów, a w połączeniu z planowanymi ulepszeniami systemów satelitarnych

umożliwi w

przyszłości rzeczywisty, globalny serwis nawigacji satelitarnej.

Zasada działania SBAS

Podstawową cechą satelitarnych systemów wspomagających jest to, że

poprawki różnicowe

przesyłane są do użytkowników przez satelity telekomunikacyjne.
Systemy SBAS składają się z:
• sieci naziemnych stacji referencyjnych, odbierających sygnały satelitów;
• stacji głównych (centralnych, nadzoru), przetwarzających sygnały ze stacji

referencyjnych, oraz obliczających poprawki przesyłane do użytkowników;

• stacji utrzymujących łączność z satelitami;
• satelitów geostacjonarnych przekazujących poprawki z stacji głównych do

użytkowników.

WASS

WAAS - Wide Area Augmentation System

System ten stworzono do wspomagania systemów nawigacji satelitarnej. WAAS to

System

Wspomagający na Dużym Obszarze. Został on zbudowany na terenie USA na potrzeby

lotnictwa.

Segment naziemny systemu składa się z 25 współpracujących ze sobą naziemnych stacji
referencyjnych WRS (ang. Wide Area Reference Station). Stacje te odbierają sygnały z

satelitów

i przesyłają je do stacji głównej WMS (ang. Wide Area Master Station). Stacja główna

przetwarza

dane i określa wartość poprawek. Obliczone poprawki dzięki stacją GUS (ang. Grodnu

Uplink

System) są przekazywane do satelitów geostacjonarnych. Poprawki systemu WAAS mają

zadanie skompensowanie trzech największych, co do wartości błędów: błąd jonosfery,

zegara

i efemeryd satelitów. Dzięki systemowi WAAS dokładność wyznaczania pozycji wzrasta
do ok. 3 m

EGNOS

EGNOS - European Geostationary Navigation Overlay Service

Budowany przez Europejską Agencję Kosmiczną, Komisję Europejską i EUROCONTROL
europejski system satelitarny wspomagający systemy GPS i GLONASS, a w przyszłości
Galileo.
Głównym celem działania systemu EGNOS jest dostarczanie informacji "ulepszających"
dane generowane przez systemy globalnej nawigacji satelitarnej. Dzięki funkcjonowaniu
EGNOS zdecydowanej poprawie ulegają podstawowe parametry nawigacyjne systemów
GPS i GLONASS, tj. dokładność, czyli zdolność systemu do określania pozycji mierzonego
obiektu w granicach dopuszczalnego błędu systemu z prawdopodobieństwem 95%,
wiarygodność, która określa poziom zaufania do dostarczanej przez system informacji,
ciągłość, czyli zdolność systemu (satelitów) do nieprzerwanej pracy podczas całego
swojego przelotu nad horyzontem użytkownika i dostępność określaną jako
prawdopodobieństwo pełnienia usług nawigacyjnych w dowolnym momencie.
Pełna operacyjność systemu została osiągnięta w październiku 2009 r.

MSAS

MSAS - Multi Function Transport System

Satelitarny system transmisji poprawek różnicowych obejmuje swoim zasięgiem przestrzeń

lotniczą

wokół Japonii. Zarządzany jest przez Japońskie Biuro Lotnictwa Cywilnego oraz Japońską

Agencję

Meteorologiczną. System ten wspomaga zarządzanie ruchem powietrznym na obszarze

Japonii

poprzez wspomaganie nawigacji, nadzór przestrzeni powietrznej a także łączność. Służy on

również

do przekazywania informacji głosowych oraz innych informacji pomiędzy samolotami a

wieżą

kontroli ruchu powietrznego, a także bezpośredniej łączności między samolotami. Umożliwia

także

automatyczną lokalizację statków powietrznych i przekaz tych informacji kontrolerom ruchu
lotniczego. System używany jest również do przekazywania na Ziemię wyników obserwacji
meteorologicznych. MSAS działa na podobnej zasadzie jak system WAAS. Nadaje sygnały
odległości w formacie sygnałów GPS, poprawki pseudoodległości satelitów GPS oraz

informacje o

statusie i wiarygodności danych.

QZSS

QZSS - Quasi-Zenith Satellite System

system ten mpowstał w Japonii. Był on dpowiedzią na zapotrzebowanie japońskiego

rynku

samochodów oraz telefonii komórkowej i innych urządzeń na możliwość dokładnego

wykonywania

pomiarów pozycji za pomocą systemów nawigacji satelitarnej.
Głównym założeniem systemu jest to, aby wysokość topocentryczna przynajmniej

jednego satelity

umieszczonego nad wyspami japońskimi wynosiła co najmniej 70 stopni. Dzięki temu

system ma

zapewnić lepszą dostępność w obszarach zabudowanych niż system MSAS, którego

wysokość

topocentryczna satelitów wynosi 45 stopni Dokładność wyznaczania pozycji ma

wynosić ok. 1 metr.

Zwiększanie kąta powoduje uzyskanie większej dokładności wyznaczanej pozycji, ale

odbywa się

to za cenę spadku ilości widocznych satelitów nawet poniżej wymaganego minimum.

Inne i planowane systemy SBAS

C-WAAS (ang. Canadian WAAS) - rozszerzenie systemu WAAS obejmujące

obszar Kanady i

znajdujące się na jej terenie stacje referencyjne.

GAGAN (ang. GPS and GEO Augmented Navigation) - planowany indyjski

system SBAS.

SNAS (ang. Chinese Satellite Navigation Augmentation System) -

planowany Chiński system

SBAS.

Document Outline