北斗衛星導航系統的廣域差分與完好性服務

衛星導航是運動載體通過接收導航衛星發送的導航信號，以導航衛星作為動態已知點，實時地測定自身的位置和速度，進而實現導航的過程。衛星導航的基本功能就是向各類用戶(靜止的或運動的)實時提供準確、連續的位置、速度和時間信息。

衛星導航系統是重要的空間信息基礎設施，所以我國很重視衛星導航系統的建設，已經制定了“三步走”發展戰略。第一步是北斗導航試驗系統建成運行;第二步是2012年前建成區域性無源衛星導航系統;第三步是2020年前建成全球性無源衛星導航系統。

目前正在建設區域性無源衛星導航系統。該系統融衛星導航與廣域差分為一體，向用戶實時播發衛星導航信息、廣域差分改正信息及完好性信息等。導航信息可為用戶提供基本的導航定位服務;廣域增強信息根據用戶的不同等級，可為用戶提供更高精度的定位精度，改善區域的導航性能，為所覆蓋區域導航用戶提供全天候、高性能的導航定位服務。完好性信息可為用戶提供區域導航系統的可用性信息，當系統不可用或導航精度降低時，及時向用戶告警。

北斗導航定位增強系統主要包括三部分：空間部分、地面部分和用戶部分。空間部分由攜帶導航轉發器的地球靜止軌道(GEO)衛星組成。地面部分由若干參考站和主控站組成。北斗導航定位增強系統具有三種功能，即地球靜止衛星(GEO)測距功能、完好性監測功能和廣域差分功能。測距功能就是GEO衛星發射似GPS信號，把GEO衛星作為附加的導航星，增強衛星導航的可用性。地面完好性廣播(GIB)功能可為用戶提供完好性信息，因此，具有完好性監測的衛星導航系統可用性將滿足所有飛行階段直至I類精密進場的RNP完好性要求。采用GIB方法增強后，只需4顆可見衛星，而不是6顆具有良好幾何配置的可見衛星就可確定出超差衛星。測距和完善性服務將在GEO導航轉發器的整個地跡范圍內提供服務，差分修正服務只能對應地面監測臺網的地區范圍內提供服務。

參考站采集導航衛星和GEO衛星的距離和(或)相位數據，并傳送至主站，在主站計算差分改正數，利用參考站的測量殘差確定導航衛星和GEO衛星的完好性。GEO衛星攜帶的導航轉發器向用戶播發參考站得到的衛星改正數據和完好性信息，并發射導航衛星測距信號和導航電文，GEO衛星的作用猶如又一顆導航衛星。地面部分還包括GEO衛星跟蹤站、主控站和數據發送站。用戶部分是指用戶接收機，這種接收機與普通的導航衛星接收機兼容，既能接收GEO衛星發射的信號，也能接收導航衛星信號。