WAAS电离层格网播发特性及其性能评估

常志巧，陈金平，刘 利，胡小工，郭 睿，辛 洁，曹月玲，马岳鑫

(1.32021部队，北京100094；2.中国科学院 上海天文台，上海200030)

1 引言

为提高GPS导航性能，降低使用风险，美国联邦航空局(federal aviation administration,FAA)于1992年启动了广域增强系统(wide area augmentation system,WAAS)建设，2003年7月被FAA正式应用于生命安全领域[1]。WAAS由38个参考站，3个主站，6个上行注入站及3个GEO卫星有效载荷组成[2]，已广泛应用于美国大陆和阿拉斯加大部分地区，为航空用户提供从航路阶段到有垂直引导的LPV-200增强服务。其精度、完好性、连续性和可用性较基本导航得到大幅提升。欧洲、日本、俄罗斯、印度相继建立相似的广域增强系统。这些广域增强系统采用GEO L1C/A信号播发卫星星历、钟差、电离层改正数和修正后误差范围，为GPS L1C/A单频用户提供星基增强服务，信息编排遵循航空无线电技术委员会(radio technical commission for aeronautics,RTCA)发布的RTCA DO-229E[3]标准。

电离层延迟信息是单频非差分定位最主要的误差源之一。在广域增强服务中，格网电离层决定了增强系统服务等级，RTCA DO-229E标准中规定若未收到电离层格网信息，则增强系统只能提供非紧密进近(non-precision approach,NPA)服务。我国正在建设的北斗星基增强系统(BeiDou satellite-based augmentation services,BDSBAS)，将实现与国际其他增强系统兼容互操作，提供包括基于L1/CA信号播发的单频和基于L5播发的双频多星座(dual frequency multi-constellation,DFMC)增强服务[4]。研究成熟增强系统WAAS的电离层格网信息编排方式、播发特性，格网可用性以及格网电离层垂直延迟改正精度等有利于用户正确使用格网电离层改正信息，对我国正在建设的单频星基增强系统有参考价值。

2 基于RTCA协议的电离层格网信息编排方法

增强电文的每个电文数据帧由250 bit构成，播发时间为1 s。……