В настоящее время происходит развитие систем геостационарного дополнения для навигационно-геодезических систем, таких как GPS. Подобные системы часто называют также широкозонными системами спутниковой дифференциальной навигации (SBAS - Satellite_based Аugmentation System), поскольку геостационарные спутники позволяют расширить зону, которую можно обеспечить дифференциальными поправками. Один геостационарный спутник может обеспечить поправками территорию равную по площади 1/3 поверхности земного шара. Как следствие, применение систем геостационарных спутников позволяет значительно повысить точность определения местоположения, а значит, возможность использования простых, компактных и относительно недорогих спутниковых приемников, позволяющих решать навигационные и геодезические задачи. Широкозонные системы могут найти применение при решении задач морской и прикладной геодезии, точной навигации, ГИС и т. д. В таких системах реализован принципиально иной метод формирования коррекций в виде поравок к эфемеридным данным и параметрам ионосферной модели и передаче такой информации всем пользователям через геостационарный спутник. При этом этот подход не требует какого либо дополнительного оборудования к спутниковому приемнику (например, радиомодема). Задача решается с помощью обычной спутниковой антенны и спутникового приемника. В настоящее время существует несколько систем (или, правильнее говорить, подсистем) SBAS:
- WAAS (Wide Area Augmentation System) покрывает США;
- EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) покрывает Европу;
- MSAS (Multi functional Satellite based Augmentation System) покрывает Японию;
- GAGAN (GPS and GEO (Geostationary Earth Orbit) Augmented Navigation) покрывает Индию.
Подсистема SBAS состоит из следующих элементов:
- сеть наземных станций слежения. На этих станциях стоят двухчастотные геодезические приемники, которые осуществляют непрерывный сбор данных от всех навигационных спутников. Измерения с этих станций передаются в мастер-станцию в режиме реального времени;
- мастер-станция, которая необходима для обработки данных со станций слежения и формирования коррекций;
- станции закладки корректирующей информации на геостационарные спутники;
- геостационарные спутники (ГС) для передачи поправок на большую территорию всем пользователям.
Подсистема выполняет следующие функции:
- сбор данных от всех навигационных спутников, находящихся в поле радиовидимости;
- составление карты вертикальных ионосферных задержек;
- контроль надежности навигационных спутников;
- определение и уточнение параметров орбит навигационных спутников;
- определение коррекций орбит и временных поправок для навигационных спутников;
- обеспечение потребителей корректирующей информацией и дополнительными измерениями псевдодальностей на частоте L1 (в системе GPS), позволяющими повысить надежность и точность спутниковых определений;
- обеспечение независимого контроля выходных данных предыдущих шести функций перед их использованием потребителями;
- обеспечение работоспособности и нормального функционирования подсистемы.
Таким образом, при использовании сигналов от геостационарных систем улучшается точность за счет использования:
- уточненных данных об эфемеридах навигационных спутников;
- уточненной модели ионосферы;
- дополнительного GPS сигнала на частоте L1 = 1575,42 МГц (или дополнительных сигналов, в случае, если приемник отслеживает несколько геостационарных спутников) от геостационарных спутников системы. Остановимся на корректирующей информации, передаваемой с геостационарного спутника. С целью уменьшения ошибок, вызванных неточностью эфемерид, в GPS предусмотрено обновление эфемеридной информации для навигационных спутников каждый час.
С целью получения более точной информации о положениях навигационных спутников, в подсистеме SBAS осуществляется трансляция коррекций эфемерид. При этом коррекция осуществляется не один раз в час (как в GPS), а один раз за несколько минут. Все приемники совместимые с форматом RTCA/DO/229C MOPS могут принимать и обрабатывать сигналы с SBAS (EGNOS, WAAS и MSAS).
