不比不知道，一比吓一跳。将全球差分GPS实时跟踪网络进行一番研究，不难发现，即使人家差不多是二十年前形成的系统，我们在效率、水平和服务能力上的差距，还不是一点点，值得一思，深思，三思，格局决定结局。
1.概述
全球差分GPS（GDGPS）系统，是一个完整的、高精准的，又极具鲁棒性的实时GNSS监测和增强系统。GDGPS系统是采用实时参考接收机组成的大型地面网络，创新的网络架构和屡获殊荣的实时数据处理软件，可独立于当地的基础设施，为世界任何地方的地面、空中和太空载体提供亚分米级定位精度（<10 cm）和亚纳秒的时间传输精度。能提供GNSS完整的实时状态信息、环境数据和辅助产品，以支持最苛刻条件下的GNSS增强操作，辅助GNSS（A-GNSS）服务，情景评估和环境监测，显示其全球、统一、精准，且可靠的特色。
GDGPS的全系列产品可用于GPS、格洛纳斯和北斗，以及伽利略系统。自2000年以来，GDGPS一直为产业运作和政府业务提供关键任务的定位、导航和定时数据服务，可靠性达到99.99％。 GDGPS导航技术是全球主要基础设施的基础，包括针对广域增强系统（WAAS）和下一代GPS运营控制系统（OCX）的服务。
利用全球最大的实时跟踪网络，全球差分GPS（GDGPS）系统所跟踪的是GNSS民用信号L1、L2和L5频率。高度冗余的卫星覆盖（对于GPS平均为25倍，对于格洛纳斯是18倍），确保了无缝和强大的全球覆盖。原始测量数据流，通过三个地理上分开的GDGPS运营中心（GOC）实现冗余通信路径。GOCs的数据由全球知名的软件RTGx进行处理，得出GNSS轨道和时钟状态的实时差分改正，以及许多副产品和服务。用状态空间方法来定轨，是喷气动力实验室（JPL）的首创，能确保所有的产品在全球的一致有效性。
该GDGPS系统的基本执行延迟，从由跟踪接收机接收导航信号到制作形成和发布传播差分改正及其他实时副产品，总共约为5s。对于某些产品，如完整性监控要求更少的执行延迟，也是可以支持的。数据产品通过各种通信渠道传播给客户。鼓励客户访问多个GOCs，并使用多个通信渠道，以确保关键使命任务的产品和服务实现端对端的冗余。支持的通信渠道包括因特网、基于因特网的其他延伸网络、T1、帧中继，以及调制解调器和卫星广播。极高可靠性已经通过非常高水平的端至端的冗余实现，没有任何单点出现故障。创新的软件确保自动故障检测，并实现系统各种冗余组件之间的无缝故障切换，保证不间断地给客户提供服务。
全球最大的GNSS实时跟踪网络如下图所示：
2.网络
该GDGPS实时跟踪网络的核心，是JPL拥有和经营的75个以上大地测量水准级的观测站，使用三频率接收机和全球分布式网络。其他实时观测网站，是由多种多样的美国和国际伙伴组织作出的贡献。其结果是形成了世界上最大的实时GNSS跟踪网络，拥有超过200个全球站点。所有这些观测网站以1Hz采样率的观测数据流，送到GDGPS系统的运作中心（GOCs），进行GNSS测量数据处理，并加以实时分析。
该GDGPS网络通过设计实现高度冗余，因为众多的关键应用常常以提供可靠性为最重要的衡量标准，如GNSS实时监控的完整性和精确差分改正。总的来说，该网络对于GPS有25倍的冗余度（这意味着在任何给定时刻，每个GPS卫星平均有25个地面接收站在进行观测），且最小有10倍冗余。该网络对于格洛纳斯观测平均有18倍的冗余。
各种通信信道被用于从跟踪站点到GOCs的原始数据流传输，其中包括互联网、专用地面线路及卫星链路。当使用互联网时，数据并行地发送到多个GOCs，以确保互联网信道的冗余度。所有GOCs与专用高速地面通信线路相互连接。
该GDGPS系统值得引以为荣的是，它将4个国家时间实验室作为网络合作伙伴。尤其是美国海军天文台（USNO），有助于将其主时钟驱动相关监测站点，使GDGPS系统为其全球用户提供USNO UTC的最精确的实时应用。此外，许多GDGPS网站（超过35个）是由原子频率标准驱动，可实现强大的数据质量保障。
因为JPL完全拥有和经营一个庞大的、高度冗余的全球GNSS跟踪网络，所以可以设置相关的网络接收机，提取任何的，或者所有的GNSS数据，其中包括所有的L1、L2和L5相位和伪距测量数据，与各个信道的导航信息（电文）、SNR值，以及任何其他公开的可用数据。
通常跟踪数据从大多数监测点到达GOCs，需要约1s的时间，用于数据处理和质量控制约为几秒。最终产品提供，如GNSS广播星历的精密改正，可以控制在远程站点进行数据收集算起的5s内。为了确保GDGPS产品的完好性，从JPL拥有的核心跟踪网络来的数据可被认证。因此，该系统对于数据欺骗是有免疫功能的。该网络具有极高的冗余度是应对来自任何网站或区域数据欺骗的另一个有力举措，强大的多数判决机制被用来检测任何出现异常的网站。
GDGPS在继续扩大其网络，并欢迎有兴趣的组织加入。该网络的合作伙伴，可以通过NASACDDIS设施获得各种好处，包括实时定位、授时和环境监测，以及数据归档和数据分发。所有的时间实验室能够参照某些世界上最好的标准，实时地监测它们的频率标准。在某些情况下，GDGPS可能向安装实时监测站的现场派送设备和专业指导。
3. 软件
该GDGPS系统由一个强大的软件组驱动，它是由喷气动力实验室（JPL）开发完成的，软件组具有许多独特的特性和功能。这个C++的软件来自于世界领先的GPS数据处理和分析软件包之一，是由JPL GIPSY-OASIS和它的实时版本RTG（实时GIPSY）演变而来的。该GDGPS软件要素，是具有巨大数量的成果跟踪记录积累，包括作为原型为美国联邦航空局的广域增强系统（WAAS），2000年获得NASA软件奖，2002年嵌入JPL黑客GPS接收机、并且进入空间实现星基实时定轨，2004年引入空间技术名品殿堂。更加应该指出的是，冠名《RTGx》的软件现在版，将成为新一代GPS运控段（OCX）的导航软件，该软件对于其执行关键使命任务具有极其严格的质量保障处理程序，因而成为世界上最重要的基础设施的心脏部分。
（1）可用性特色
完全的自动化：端至端的自动操作；
完整的定位系统：该软件具有完整的实时全球定位系统的所有方面，包括GNSS的轨道确定和同时的网络定位。嵌入式软件执行用户的定位和轨道确定。支持实时应用，以及后处理的应用程序和模拟仿真能力；
高度便携：该软件在Linux上以多种方式进行定期测试。多种定位模块已经被移植到若干嵌入式实时环境（包括飞行接收机）；
灵活多样的适应性：用于许多类型的流行大地测量接收机。灵活的适配层可以很容易地适应新的接收器类型；
视觉辅助：使用网络监控工具和内部质量控制的性能实时图形显示。
（2）质量要素
目标对象面向C++和Python的可移植性和可维护性；
模块化：高度模块化的代码来支持嵌入式和地面应用；
可靠性：连续运作的优秀轨迹记录；
精度：对于要求极高的科学应用的所有机型都可达到亚厘米精度；
可维护性：设计为由第三方和维护团队操作，并配置控制管理。
（3）创新性特点
并行体系结构（MPI），能实时求解大规模计算问题，如多个GNSS卫星星座；
国家空间架构保证了差分改正的全球无缝的一致性；
创新利用互联网通过冗余来实现健壮性；
喷气动力实验室（JPL）内部开发的独特的卫星动力学和信号模型；
高效的GNSS数据压缩；
终端冗余运作的系统创新提供了高可靠性；
独特灵活的滤波器设计允许具有随机属性的任何参数；
能够在飞行（或者运行）中添加的卫星/接收机；
独特的动态积分器支持非常高轨道建模精度；
为用户或参考网站均能提供对流层延迟模型和随机估计功能；
可开放利用相位数据的全部信息内容；
实时回放功能；
软件由多个美国和非U.S专利加以保护。
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