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1、三灶RBN/DGNSS系统建设概况与问题探讨1.引言 RBN/DGNSS 是 Radio Beacon Navigation/Differential Global Navidation Satellite System的缩写，指的是能播发GPS和北斗 两种差分信号的系统设备。2014年底，交通运输部南海航海保障中 心对三灶RBN/DGPS系统进行双模升级改造，以适应北斗卫星导航系 统飞速发展的形势。2.北斗卫星导航系统概述北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS）。该系统致力 于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务。北斗卫星导航系 统工作原理是：空间站的各个卫星不
2、间断地向地球发射广播信号，地 面站通过接收卫星发射的信号并进行处理后，确定各个卫星的运行轨 迹，并将其反馈回卫星，加入卫星发射的广播信号中。用户终端接收 多个卫星的广播信号后可以获得多个卫星的轨道信息，通过计算即可 获得接收者本身的空间地理位置，并可以同时得到卫星原子钟时间， 完成定位、导航和授时功能。3.三灶RBN/DGNSS系统建设概况随着我国北斗卫星导航系统的快速发展，北斗差分定位已经提到了议 事日程上来。为满足IALA对DGNSS未来发展要求，摆脱我国沿海差 分定位完全依赖美国的情况，南海航保中心充分利用三灶航标站现有 RBN/DGPS台站，增加播发北斗差分修正信息，进一步丰富和优化
3、RBN/DGPS系统服务功能，提高了系统的可靠性。3. 1系统组成RBN/DGNSS系统由GNSS基准站、GNSS完善性监测站、播发控制站 以及发射系统等四部分组成。三灶GNSS基准站由1台GPS基准站、 1台GPS/BDS双模接收机、1台双路信标调制器、信号合成/放大模块、微处理器/触摸屏，以及信号分路器组成。采用信号分路器后，GPS 基准站和GPS/BDS双模接收机可共享台站坐标资源。 3.2工作原 理GPS/BDS差分修正信息由北斗基准接收机（GPS/BDS双模接收机）产生，通过双路信标调制器，被调制到283.5kHz-325kHz的信标 频段上（三灶工作频率为291kHz）。经信号合成
4、、放大模块，对双路 信标调制器输出的二路信号进行合成、放大，最终提供给发射机。信 号分路器将天线输入信号一分为二，分别供给GPS和北斗基准接收机， 实现坐标资源共享。3.3主要特点RBN/DGNSS系统采用双频发射模式，也就是主/副载波发送方式，主载波频率为291.0kHz，即 台站现行工作频率，而副载波频率为291.5kHz，它比主载波高500Hz， 既保证原RBN/ DGPS系统性能不变，同时又播发了北斗差分修正信息， 提高了 DGNSS系统的可靠性。主载波通道调制数据以DGPS修正信息 为主，副载波以DBDS修正信息为主。主/副载波通道的数据调制还可 灵活地进行调配，即每个通道既可单独发
5、送发送DGPS或DBDS差分 修正信息，也可进行DGPS和DBDS差分修正信息的时序发送。采用 GPS/ BDS双模接收机，可同时产生GPS和北斗差分修正信息，系统 集成度更高，保养更加方便。采用新的双路信标调制器，可同时实现 GPS和北斗差分信号的调制，功能上完全可替换进口的单路信号调制 器（MX50M）。3.4信号测试为保证RBN/DGNSS台站建成后 的差分信号精度，2015年初，我们在三灶RBN/DGPS台的A级点、三灶培训基地以及西安20所的三个点进行信号测试。由于A级点有 已知坐标，因此GPS和BDS的差分定位精度测试、比对主要在此进行。另外，差分定位精度随着到台站的距离变化，不论
6、是DGPS还是DBDS变化规律是相同的，因此，我们只需关心同一距离点的DGPS和DBDS的精度即可。交通部曾在1996年、1999年和2001组织过三次DGPS信号大型测试，对DGPS精度以及随距离精度变化规律 已有了全面认识，所以，对DBDS精度测试，只需在特定点同时测试 DGPS和DBDS的精度，就可对DBDS系统有了全面的了解。由图2测试数据可知，目前DGPS精度优于DBDS，实测结果显示DGPS精 度优于0.5米，DBDS优于1米。尽管目前DBDS精度还未达到DGPS 水平，但是北斗卫星导航系统的信号格式已确定，基准接收机、用户 接收机也已基本定型，实际使用也证明目前北斗卫星导航系统是
7、成功 的。GNSS基准站的DGPS精度已达到了原RBN/DGPS台站精度要求， 完全可替代原RBN/ DGSP台站中的GPS设备。4.三灶RBN/DGNSS问题与对策三灶RBN/DGNSS系统建成后一切运行正常，但在2015年7月份，我们发现系统出现一些问题。4. 1存在问题一段试运行后，三灶R B N / DGNSS台站出现两个问题：完善性监测 端的基准站1无法显示跟踪卫星数，引发软件误报警（差分台信号均 能正常播发并符合相关要求）。在启用基准站1的情况下，完善性 监测软件会出现闪退重启现象，影响对监测软件的观测。4.2原因分析出于台站设备与现有监测软件兼容性考虑，设计施工单位对基准站1升级
8、改造时，应该是在保留Leica9400R的基础上增加了一 套GPS/BDS双模基站。完善性监测终端是与Leica9400R相连接并显 示该设备信号。但基准站1默认的播发方式是发送GPS/BDS双模基站 产生的GPS和BDS修正信息。因此我们有理由断定，正是基准站1 内的Leica9400R故障，才导致完善性监测软件无法显示基准站1的卫 星跟踪数，但并没影响基准站1的正常信号播发。完善性监测数据显示基准站1一切工作正常。对于启用基准站1时监测软件出现闪退重启的情况，则应是监测软件自身运行插件缺失或软件与硬件不兼 容而引起的。4.3解决方法排除基准站1误报警的方法有二：一是初始化Leica9400
9、R，进行重新的充放电操作，看能否恢复正常;二是直接更换或拆除Leica9400R，将监测软件端口与GPS/BDS双模基 站相连，这就需要先解决软件与双模基站的兼容问题，保障通信正常， 实现监测站对双模基站的实时监测。后者应是我们优先采取的措施。 对于监测软件闪退的问题，根源在于基准站1与监测软件的兼容性， 这就需要对软件与硬件的兼容性进行测试，及时对监测软件进行必要 的升级改造。5.结束语 随着北斗卫星导航系统的进一步建设和发展，北斗卫星导航系统的性能和可靠性将进一步得到提升，并日 益深入人们生活和国家建设的方方面面，发挥其巨大的影响力。航标 人将以此为契机，着力推动RBN/DGNSS系统不断完善，提高设备可 靠性，提升北斗差分信号质量，为水上交通提供更优质导航服务。参考文献：1刘基余.北斗卫星导航系统的现况与发展J.遥测遥控.2013. 2唐金元.北斗卫星导航区域系统发展应用综述J.全球 定位系统.2013.
