Системы дифференциальной коррекции (дополнения глобальных навигационных спутниковых систем, ) — методы улучшения характеристик работы навигационной системы, такие, как точность, надежность и доступность, через интеграцию внешних данных в процессе расчета. Применяемое сокращение DGPS (рус. ДГНСС — дифференциальные глобальные навигационные спутниковые системы).

Для повышения точности определения позиции навигационной аппаратуры ГНСС на земной поверхности или в околоземном пространстве. Суть большинства методов дифференциальной коррекции заключается в учете навигационной аппаратурой различного рода правок, получаемых из альтернативных источников. Для различного рода применений источниками корректирующей информации являются УССИ (унифицированные станции сбора измерений)В некоторых русскоязычных источниках встречается как контрольно-корректирующая станция (ККС) или базовая станция (БС), опорные координаты которых известны с высокой точностью. Как правило методы дифференциальной коррекции обеспечивают поправками ограниченную территорию Земли. Каналы доставки данных дифференциальной коррекции могут быть различными, традиционно это УКВ, сотовая и спутниковая связь.

Спутниковая система дифференциальной коррекции (SBAS) Спутниковая система дифференциальной коррекции (). Спутниковые вспомогательные системы поддерживают большую точность сигнала за счет использования спутниковой трансляции сообщений. Такие системы обычно состоят из нескольких наземных систем, координаты расположения которых известны с высокой точностью. Также встречается под названием WADGPS (Wide Area Differential GPS).

Принцип работы Работу спутниковой системы дифференциальной коррекции (ССДК) можно представить следующим образом: базовые станции мониторинга системы (RIMS), с заранее определенным местоположением определяют координаты, ведут непрерывное слежение за космической группировкой; далее станции RIMS передают накопленную информацию на контрольно-вычислительные станции (мастер-станции) системы (MCC); на станциях MCC по данным, принятым со всех обслуживаемых станций мониторинга, определяются погрешности и формируются дифференциальные поправки на некую ограниченную территорию; вычисленные поправки передаются на станции закладки (передачи данных), равномерно расположенные на обслуживаемой территории; после этого поправки передаются на геостационарные спутники; со спутников пользователю.

GDGPS GDGPS — это высокоточная система дифференцированной коррекции GPS, разработанная лабораторией реактивного движения НАСА (JPL) для поддержки требований к позиционированию, времени и определению в реальном времени научных миссий НАСА. Будущие планы НАСА включают использование спутниковой системы слежения и ретрансляции данных (TDRSS) для распространения через спутник сообщений о дифференцированной коррекции в реальном времени.

Система обслуживается спутниками службы коррекции TDRSS (TASS). В основе навигационной технологии GDGPS лежит крупная глобальная инфраструктура, включая систему WAAS и сегмент оперативного управления GPS следующего поколения (OCX).

Используя большую наземную сеть опорных станций, инновационную сетевую архитектуру и программное обеспечение для обработки данных. Система обеспечит субдециметровую (<10 см) точность позиционирования и субнаносекундную точность передачи времени в любой точке мира, на земле, в воздухе и в космосе, независимо от местной инфраструктуры. Полный массив информации о состоянии созвездий ГНСС, экологических данных и вспомогательных продуктов будет доступен в реальном времени.

Полный спектр услуг по увеличению точности, вспомогательных услуг ГНСС (A-GPS), ситуационной оценки и экологического мониторинга будет доступен для GPS, ГЛОНАСС, BeiDou и Galileo — глобально, равномерно, точно и надежно.

Широкозонные (Региональные) ССДК обеспечивающие собственную спутниковую навигационную группировку ГНСС GPS ГЛОНАСС Galileo Бэйдоу/BDS QZSS IRNSSСДК ГНССWAAS (); WAGE ()СДКМEGNOS(SNAS (MSAS()GAGAN()Эксплуатирующая организацияФедеральное управление гражданской авиации США; Министерством обороны СШАРоскосмосЕвропейское космическое агентствоКитайское национальное космическое управлениеМинистерством земли, инфраструктуры, транспорта и туризмаИндийская организация космических исследованийСистема координатWGS 84 (World Geodetic System 1984)Основана на ITRF (International Terrestrial Reference Frame)ПЗ-90 (Параметры Земли 1990)GTRF 2000 (Galileo Terrestrial Referenfce Frame 2000)CGCS 2000 (China Geodetic Coordinate System 2000)JGS (Japanese geodetic system)WGS 84Наземный сегмент (измерительные станции)WAAS — 20 в США (кроме Аляски); 7 на Аляске; 1 на Гавайях; 1 в Пуэрто-Рико; 5 в Мексике и 4 в Канаде46 на территории РФ; 3 в Антарктике; 1 в Республике Беларусь; 2 в Казахстане; 1 в Армениипо 1 в Северной и Южной Америках, 6 — в Африке и 22 — в Европе16 измерительных пунктовКосмический сегмент (спутники связи)Спутники связи «Inmarsat 4-F3» — 98°W; «Galaxy 15» — 133°W; «Anik F1R» — 107,3°WСпутники связи Луч-5А 167° в. д.; Луч-5Б 16° з. д.; Луч-5В 95° в. д.Спутники связи «Inmarsat 3-F2», «Inmarsat 3-F5» и ARTEMISПланируется развертывание системы в составе 35 космических аппаратов к 2020 году, в числе которых: 5 спутников на геостационарной орбите; 3 спутника на наклонной геосинхронной орбите.Спутники связи MTSAT-1R — 140° E и MTSAT-2 145° EСпутники связи GSAT-8 GSAT-10

Глобальные Сервисы ССДК Системы SBAS обычно используют только одно созвездие GNSS, например GPS. Глобальные Сервисы ССДК совместимы с несколькими созвездиями GNSS, включая GPS, ГЛОНАСС, Galileo, BeiDou и QZSS и обеспечивают более точное, последовательное и надежное позиционирование, чем ССДК. Услуги коррекции, также доступны по всему миру, системы WAAS, СДКМ, EGNOS и прочие ограничены определёнными регионами. Сервисы используют всемирную сеть базовых станций с избыточностью в инфраструктуре для расчета и предоставления услуг коррекции. Все базовые станции, решения для коррекции и механизмы доставки контролируются глобальной командой сетевых инженеров и ИТ-специалистов для обеспечения надежности позиционирования и вещания по большей части мира. В данных сервисах как правило применяется SDGPS-методика, труднодоступная региональным системам NDGPS (Nationwide DGPS).

РешениеДоступность (охват)Способ доставкиГоризонтальная точность (RMS)Вертикальная точность (RMS)Время инициализацииДополнительное оборудованиеПредоставляемая информацияГлобальные Сервисы ССДКАбсолютный/Локальный (Быстрый) Предвычесление эфемерид и времениШирокозонный средства связи, интернет (Сотовая или спутниковая связи)3 −5 м, 2 — 50 см (зависит от уровня подписки)6 — 10 м, 5 см — 1 м (зависит от уровня подписки и средства связи) < 1 — < 20 минут (зависит от средства связи)Доступ к глобальным система связи (интернету)Эфемеридно-временная информацияSBAS (WAAS, EGNOS и т. д.)КонтинентальныйСпутник связи, интернет (в формате SISNeT)1 м2 мМгновенныйПриемник радио-частот системыЭфемеридно-временная информация; информация о целостности навигационного поля;

данные о величине вертикальной ионосферной задержкиReal Time Kinematic (RTK)(Single-Base RTK)ЛокальныйРадио8 мм + 1,0 ppm (2 см при расстоянии 12 км от базовой станции)15 мм + 1,0 ppm (2,7 см при расстоянии 12 км от базовой станции)МгновенныйРадио-модем (с планом передачи данных)ФазоваяVirtual Reference Station (VRS) (Network RTK)РегиональныйРадио или Сотовая связь8 мм + 0,5 ppm (2 см или лучше в большинстве сетей)15 мм + 0,5 ppm (3 см или лучше в большинстве сетей)МгновенныйМодем (с планом передачи данных)Фазовая

Коммерческие сервисы

TerraStar TerraStar — сервис спутниковой коррекции. Ошибки, исходящие от орбитальных спутников GPS/ГЛОНАСС, вычисляются на базовых станциям сервиса TerraStar (более 80 штук). Затем эта информация поступает и обрабатывается в Контрольном Пункте Управления. Оттуда уже загружается на геостационарные спутники, которые и вещают поправку. Учитывая, что спутники находятся над экватором, чем ближе к нему находится пользователь, тем выше над горизонтом находится спутник и тем качественнее сигнал.

TerraStar предоставляет услуги передачи данных, которые обеспечивают надежные решения для позиционирования на уровне сантиметров и дециметров для наземного и воздушного применения. Сервис базируется на методе PPP, где данные о времени и фактических эфемеридах используются в сочетании с приемниками GNSS для обеспечения решений сантиметрового уровня с использованием только одного приемника. Сигналы поступают от 7 спутников, равномерно расположенных вдоль экватора (два луча всегда видны из любой точки Земли). Сеть TerraStar имеет три центра управления. Данные транслируются отдельно каждому навигационному спутнику.

Услуги по коррекции данных TerraStar предоставляются в партнерстве с ведущими производителями GNSS-приемников.

Сервис TerraStar-M — максимально возможная точность порядка 5 сантиметров. Сервис TerraStar-D — обеспечивает точность порядка 10 см.

Сервис включает в себя мониторы целостности TerraStar-X и RTK ASSIST обеспечивающие непрерывность наблюдений ГНСС-созвездий, как в пространстве так и во времени.

TerraStar-X service совмещенный с TerraStar-C PRO, обеспечивает бесшовность (непрерывную точность сантиметрового уровня по краям зон покрытия).

RTK ASSIST и RTK ASSIST PRO поддерживает позиционирование на сантиметровом уровне в течение 20 минут после отключения коррекции RTK и обеспечивает независимое позиционирование на сантиметровом уровне в районах, где нет базы RTK или покрытия сети.

В случае службы TerraStar с генерированные поправки передаются для конечных пользователей с помощью телекоммуникационных спутников Inmarsat.

+Уровни обслуживания TerraStarРешениеTerraStar-LTerraStar-CTerraStar-C PROПлановое положение40 см (RMS) и 50 см (95 %)4 см (RMS) и 5 см (95 %)2.5 см (RMS) и 3 см (95 %)Высотное положение60 cm (RMS)6.5 cm (RMS)5 cm (RMS)Время конвергенции (инициализации)< 5 min30 min< 18 minИспользуемые ГНССGPS/GLOGPS/GLOGPS/GLO/GAL/BDSПоддерживаемая платформаOEM7, OEM6OEM6OEM7 Leica SmartLink Сервис Leica Geosystems, доступен в двух вариантах в виде подписки на 1 или 2 года: SmartLink — полноценный сервис и SmartLink fill — ограниченный до 10 мин. SmartLink, не требующий использования RTK-поправок и позволяет обойтись без использования базовых станций и RTK сетей не ограничено по времени. Точность определения плановых координат при использовании службы, по сравнению с режимом RTK-NETWORK или RTK-Single base несколько снижается и позволяет определить положение с 5-сантиметровой точностью.

SmartLink fill является дополнением технологии RTK для районов с нестабильной связью, автоматически восполняет возможные срывы в RTK (GSM, GPRS или Radio), сохраняя точность порядка 5 см на время до 10 минут.

Leica xRTK — это новый тип позиционирования, с точностью от 10 до 30 см. Технология основана на использовании дополнительных сигналов L-band геостационарных спутников Terrastar. При этом в качестве опорных (базовых) станций используются станции наземного сегмента спутниковой группировки Terrastar (более 80 штук), расположенные по всему миру. Технологии поддерживает работу с местными системами координат.

TopNET Global Глобальные спутниковые сервисы TopNET предоставляемые компанией Topcon работают на базе TerraStar. TopNET Global обеспечивает точность 4-10 см. Подписка реализуется через глобальные спутники L-диапазона, обеспечивающие коррекцию GPS+ГЛОНАСС PPP, причем время конвергенции обычно составляет 20-30 минут. Длительность подписки составляет: 1, 3, 6 и 12 месяцев.

SECORX