广域差分与星站差分

一、广域差分

WAAS 这个名词、全名为 Wide Area Augmentation System，即广域增强系统。WAAS是美国联邦*（FAA）及美国*为提升飞行度而发展出来的，因为目前单独使用 GPS 并无法达到联邦*针对飞行导航所设定的要求。WAAS 包含了约25个地面参考站台，位置散布于美国境内，负责监控 GPS 卫星的资料。其中两个分别位于美国东西岸的主站台搜集其它站台传来的资料，并据此计算出 GPS 卫星的轨道偏移量、电子钟误差，以及由大气层及电离层所造成的讯息延迟时间，汇整后经由两颗位在赤道上空之同步卫星的其中之一传播出去。此 WAAS 讯号的发送频率与 GPS 讯号的频率相同，因此任何具备 WAAS 功能的 GPS 机台都可接收此讯号，并藉此修正定位信息。WAAS 可以校正由电离层干扰、时序控制不正确以及卫星轨道错误等因素所造成的 GPS 讯号误差，也能提供各卫星是否正常运转之信息。虽然 WAAS 目前尚未正式通过美国*的飞行使用认证，但此系统已开放给一般民众使用，例如从事航海或其它休闲活动的人们。

    WAAS提供校正GPS讯号的功能，让您得到更的定位。到底能提升多少度呢？*给出的数据是，可以平均提升zui多五倍的度！目前无WAAS功能的普通GPS接收机的正常度是15米，而一台具备WAAS功能的GPS接收机能在95%的情况下提供您误差小于三公尺的定位，而且您不必为了使用WAAS功能而支付任何使用费。

    美国的WAAS这么强，欧洲人也没有闲着，欧洲正在一步步的部署计划中的“欧洲导航卫星系统”即GNSS。提到GNSS，就涉及到两个方面：一是美国的GPS体系；另一个就是俄罗斯的GLONASS体系。导航卫星系统除美国的GPS卫星系统外，能与其比拟的就是俄罗斯的GLObal NAvigation Salite System（导航卫星系统），即GLONASS卫星系统，也是24颗卫星组成的系统，由于经费困难，缺乏维护和补充，目前可能有19颗可用，但随着俄罗斯经济的复苏和军事上的需要，将会得到完善和健全。俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。所以欧洲开发了同时对GPS和GLONASS广域星基增强系统。它的原理与美国的WAAS类似，包括相应的地面设施和空间卫星，以提高GPS和GLONASS系统的精度、完好性和可用性。欧洲GNSS的目标是分二步走,GNSS－1和GNSS－2，首先发展一个民间GNSS－1，其主要内容是对现有GPS和GLONASS的星基进行增强，即利用静止卫星，面向欧洲范围内的导航提供服务，即European Geostationary Navigation Overlay Service （欧洲静地星导航重叠服务），这就是我们上文提到的EGNOS。然后再进一步建成GNSS－2，也就是通常说的"伽利略"计划，从区域性渐进地扩展成系统。

    和WAAS一样，EGNOS通过利用静止卫星，达到了一个很高的定位精度，而且由于是开放式系统，使用EGNOS功能同样不用支付任何的使用费。那这么好的功能，美国的，欧洲的，到了中国能用吗？目前，WAAS 卫星讯号的适用范围只有北美洲。在其他地方并无任何地面参考站台，所以这些地区的 GPS 使用者就算能接收到 WAAS 讯号，也会因为讯号没经过适当的校正而无法提升其机台的度。即使在美国，由于卫星位于赤道上空的缘故，若所在位置之南方地平线有树林或山脉阻挡，也会不容易收到 WAAS 讯号。而EGNOS的地面设施和静止卫星也没有覆盖到亚、非、南美和远东等地区。所以，中国国内还无法使用WAAS/EGNOS的定位服务。

   二、星站差分

   星站差分系统组成 
   整个系统有五个部分组成：

   1、参考站；

      2、数据处理中心；

      3、注入站；

      4、地球同步卫星（INMARSAT）；

      5、用户站。
        参考站网络是由双频GPS接收机组成的，每时每刻都在接收来自于GPS卫星的信号，参考站获得的数据被送到数据处理中心，经过处理以后生成差分的改正数据，差分改正数据通过数据通讯链路传送到卫星注入站并上传至INMARSAT同步卫星，向发布。
       用户站的GPS接收机实际上同时有两个接收部分，一个是GPS接收机，一个是L波段的通信接收器，GPS接收机跟踪所有可见的卫星然后获得GPS卫星的测量值，同时L波段的接收器通过L波段的卫星接收改正数据。当这些改正数据被应用在GPS测量中时，一个实时的高精度的点位就确定了。

OminiSTAR星站差分系统介绍
    OmniSTAR是由Fugro公司开发和运营的一套可以覆盖的高精度GPS增强系统。在通过卫星提供增强的GPS数据方面OmniSTAR为世界市场的者，该系统通过分布在世界各地的70个地面参考站来测定GPS系统的误差，由分别位于美国、欧洲和澳大利亚的3个控制中心站对各参考站的数据进行分析和处理，并将经分析确认后的差分改正数据通过同步卫星广播给用户，实现高精度的的实时定位。OmniSTAR提供测量、定位、环境和包括陆地和近海的卫星服务在陆地上新的应用方面OmniSTAR服务可以满足精密定位系统的需求。OmniSTAR提供了的实时的DGPS定位服务。它能够改善GPS接收机的精度提高约100倍。
　　OmniSTAR系统比部分市场上其它竞争的系统能提供更大地理覆盖。目前，在OmniSTAR信号覆盖范围内可zui高实现单机10厘米（CEP）的实时定位精度。
    OmniSTAR的应用横跨了众多工业，包括农业（精密耕作）、采矿业和大地测量等。航空业应用包括农作物灌溉和地理测量等。
　　OmniSTAR提供三种GPS差分等级的服务：VBS、HP、和 XP。
    OmniSTAR VBS 是一个亚米级的服务。一个典型的24小时的VBS采样显示的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。 
    OmniSTAR XP服务提供短期几英寸和长期重复性优于15cm（95% CEP）的精度。它特别适合农业自动化操纵系统。而它稍微比HP精度低，它是*范围内可用，在测量方面，与地域性差分系统（如WAAS）相比，精度有所提高。

    OmniSTAR HP 服务在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。在农业机械引导和许多的测量任务方面，有其*的应用。它操作实时，不需要当地基准站或遥感链路。在利用向前发展的精密定位方面，OmniSTAR HP确实比较超前。 
　　用户在购买具有OmniSTAR功能的GPS接收机后，可向OmniSTAR的服务商交纳服务费用，申请开通服务。目前在中国地区，可支持VBS和XP两种服务，暂不支持HP服务