我國商業航天的“坑”與“景
伽利略系統在衛星導航服務領域一直有所創新，特別是在高精度服務（HAS）方面，推進系統直接提供高精度PPP校正服務，推進高精度大眾化服務，這是具有開拓性意義的。最近，伽利略系統的HAS功能的測試結果披露，其效能超出預期，令人歎為觀止，刮目相看。
《GNSS內參》最近報道了伽利略系統高精度服務的測試成果。伽利略系統，用E6B訊號所帶的高精度電文頁面，推進伽利略高精度服務（HAS），也就是提供精密單點定位（PPP）校正資料，以實現優於20 cm的定位精度。這種精度水平以及將免費提供的事實，可能會在從農業到智慧交通系統（ITS）的多個市場領域中得到廣泛應用。
鑑於其廣泛的應用範圍，伽利略HAS電文將有可能在許多不同的傳播條件下被接收，在這些條件下，樹木或建築物等障礙物可能會影響校正資料的接收。
因此，有效的資料傳播方案對於減少資料接收時間，並提供足夠的冗餘以應對訊號阻塞和衛星低可用性至關重要。在這方面，最近提出了一種基於高奇偶的垂直Reed-Solomon碼的編碼和分發方案。
該文提供了針對Galileo E6-B訊號分量的此方案的實驗評估，重點是資料檢索時間（TTRD），即檢索完整的HAS電文所需的時間。
分析表明，在充滿挑戰的條件下，車輛動態性高且障礙物導致電文資訊的不完整，可以在30秒內接收到幾千位的Galileo E6-B PPP校正資料，其機率超過90％。這是一個非常振奮人心的好消息。這次測試使用的多頻天線是Trimble的Zephyr 3天線。實驗中使用的支援Galileo E6-B多星座功能的接收機是Septentrio的AsteRx4。
實驗過程中觀察了不同的可用性條件。在JRC校園內進行的測試最具挑戰性，許多衛星的數量從最少三顆到最多六顆不等。
在公路測試中，衛星數量從五顆變到八顆。在JRC校園中，一些障礙大大減少了E6-B頁面可解位元速率。因此，在JRC校園內進行的測試中平均觀察到更高的TTRD值。對於五個JRC校園測試和四個高速公路接收場景，在隨機開始時獲得了20,000個TTRD實現案例，並具有不同的衛星頁面接收對映。這些TTRD實現用於計算相關箱形圖。從所得圖中可以看出，在2018年3月15日和2018年3月16日進行的測試中觀察到了最差的TTRD值。
該結果僅反映了可用性條件：在這兩種情況下，只有三顆衛星可用。儘管如此，使用三顆衛星的平均TTRD始終低於11.3秒，而95％的分位數低於18秒。當衛星的可用性降低到兩顆時，平均TTRD將增加到約18秒。儘管存在這些挑戰性的接收條件，但對於JRC校園內進行的所有實驗以及降低的衛星可用性條件，TTRD小於或等於30秒的可能性始終高於91%。四種高速公路情景的結果表明，它們顯示在完全可用性條件下所有四個測試的平均TTRD均低於8.5秒。
然而，獲得了更大的95％分位數：在最壞的情況下約為25秒。較高的95％的分位數是透過在有隧道和深谷的山區進行實驗這一事實證明的。車輛在隧道下透過時，所有訊號都丟失了。
在某些情況下，由於不良的接收條件，接收機正努力恢復引起長TTRD的訊號。然而，在30秒內正確解碼HAS導航電文的可能性非常高，佔比超過94％。這裡評估了用於伽利略高精度服務透過Galileo E6-B訊號傳輸PPP校正的編碼和分發方案。E6-B訊號為HAS每秒提供448位，並且編碼方案使用具有很高奇偶校驗的垂直Reed-Solomon編碼，並將編碼訊息的不同部分分配給不同的衛星。
儘管傳播方案提供了訊息長度和內容的靈活性，但分析著重於兩頁訊息的時鐘校正和15頁訊息的剩餘資訊：掩碼，軌道校正，訊號偏差和訊號質量指示符。
TTRD（獲取資料的時間）是使用的參考指標，它測量接收必要的HAS資料以應用完整校正集的時間。
結果表明，在良好的能見度和可用性條件下，並有足夠的衛星，平均TTRD在6到9秒之間，實現的定位精度優於20釐米。在只有兩顆發射衛星處於低海拔和通道障礙的情況下，TTRD低於30秒，成功機率高於90％。受障礙和傳播影響影響較小的高空衛星的可用性對於降低TTRD特別有利。
這些結果表明，當伽利略HAS最終在SIS中傳輸時，HAS校正應該在大多數使用者環境中而言，是及時的，且切實可用。
本文轉載自“上海北斗導航創新研究院”，原標題《伽利略系統高精度服務令人刮目相看》，文 | 曹衝
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