卫星导航增强系统在交通运输领域的应用发展研究

　　一、卫星导航增强系统发展趋势分析

　　自卫星导航增强技术出现以来，在世界各国建设了各种类型的增强系统，近年来国内外更是掀起了建设和使用增强系统的热潮。本文从应用角度对增强系统或服务的归类、发展阶段划分以及发展趋势进行讨论。

　　1、增强系统分类

　　增强系统按照各种维度可以分为不同种类，例如按照播发链路的不同可以分为天基增强系统和地基增强系统，按照服务范围可以分为广域增强系统和区域增强系统。本文从应用服务角度出发，将增强系统分为临时服务系统和永久服务系统，其中永久服务系统又可以分为专用系统、专业公共服务系统、通用公共服务系统，商业服务系统。目前在北斗系统工程中建设的北斗地基增强系统属于通用公共服务系统，在此基础上交通运输部门需要构建专业公共服务系统。

　　2、发展趋势分析

　　目前，国内外卫星导航增强系统的发展比较显著的发展趋势如下：

　　①基础融合：基础设施方面，基准站是所有差分增强系统的基础，世界各国均推动基准站的共用共享，包括各行业间和各国间；数据产品方面，卫星导航系统状态、精密轨道、精密钟差、电离层格网等产品具有通用性，可以在增强系统间共享。欧洲的SAPOS和EGNOS在基础融合方面做了很好的尝试。②产品细分：各应用领域对增强服务的需求不尽一致，需要在基础融合的前提下，发展细分的增强服务产品。如日本QZSS系统可以播发多种差分信息和通信信息，实现从米级至厘米级的定位，还可以实现地震等自然灾害预警。随着卫星导航在智能驾驶和物联网等方面的深入应用，将会产生出更多的增强信息产品.

　　交通运输卫星导航增强系统的应用和发展应该符合上述趋势。

　　二、交通运输领域卫星导航增强应用需求

　　1、应用需求综合分析卫星导航在道路运输、水路运输、公路基础设施建设和公众交通等领域对卫星导航增强服务的应用需求主要包含以下四类：（1）、1~2m级精度增强服务需求

　　船舶监控与导航、车辆监控与导航、公路养护和公众交通出行等应用均需1~2m级的精度增强服务，且该类服务要求覆盖主要内河、沿海和公路，实时性要求也比较高。用户包含营运车辆、乘用车辆、养护车辆及手机用户，预计用户规模将达到亿级。

　　（2）、分米级精度增强服务需求

　　航道测量、航道疏浚、沿海船舶进港、车辆碰撞、事故调查、施工机械控制应用等均需提供分米级的高精度导航增强服务，根据应用的范围确定覆盖区域，且需要具备一定的实时性。分米级高精度导航位置需求发展迅速，涉及领域众多，用户规模将达到百万级。

　　（3）、厘米级、毫米级精度增强需求

　　厘米级、毫米级精密定位服务主要面向交通基础设施建设工程前期测量、桥梁边坡形变监测、大型施工机械精密控制、驾驶员培训等应用领域，对实时性和可用性有较高的要求.。

　　2、应用特点分析

　　与测绘、精准农业等应用相比，交通运输领域卫星导航增强应用有较强的特殊性，主要反映在用户规模、应用模式、使用范围和可靠性要求等方面。首先，交通用户规模巨大，如在手机用户中推广增强应用则用户量更加巨大。这一特点要求增强服务系统具有很强的处理能力，能够应对千万级甚至亿级规模用户的服务。最后，可靠性方面，交通运输涉及到公路收费、违章处理等管理性应用，甚至涉及未来的无人驾驶等应用，对增强服务的精度和可靠性要求很高，需要增强系统具有稳定可靠的服务能力。

　　三、交通运输领域卫星导航增强应用发展思路

　　面向交通运输领域高精度定位应用需求，应在国家相关基础设施的基础上，利用良好的基准站资源，结合交通运输应用需求特点，提供细分的导航增强服务和数据产品，为公路和水路交通运输用户提供专业的卫星导航增强服务。发展思路如下：

　　（1）、聚焦行业特点，打造专业服务

　　交通运输对于卫星导航增强服务的需求具有用户量巨大、可靠性高的特点，涉及安全生产和安全监管，关乎社会安全和人民群众生命安全，需要高质量、高可信的卫星导航增强服务。这就要求交通运输增强服务必须从专业角度出发，做好顶层设计，突出用户专业需求，充分考虑用户规模、用户对成本的接受能力等因素，建设专业系统，打造专业服务。

　　（2）、发布标准规范，推动业务化运行

　　研究制定并发布交通运输卫星导航增强应用系列标准规范，确保系统建设、日常运维、运营服务等环节的标准化和规范化。要充分结合交通运输各个领域的业务化运行特点与需求，以标准规范的形式，推动北斗增强服务与交通业务结合的持续性和深入性.

　　四、结论

　　“十三五”期间位置应用将从“精细导航”阶段升级为“基于位置的控制”阶段，卫星导航增强系统提供的高精度定位能力和完好性告警能力是构建位置控制服务的关键基础。在我国已有增强服务基础设施的基础上，应遵循增强服务的发展规律，建设专用的增强服务系统，发布标准规范，尽快形成功能完善、性能一致、覆盖全国的交通增强服务。

　　来源：《卫星应用》作者：张炳琪