1.1 研究背景

全球导航卫星系统（GNSS，Global Navigation Satellite System）在国民经济的各个领域中都得到了广泛应用，人们对卫星导航的依赖程度逐渐提高。与此同时，卫星导航的一些不足之处也日渐受到关注，主要体现在可用性、完好性和定位精度3个方面。针对此问题，一般采用星基增强、空基增强和地基增强手段，通过信息增强和信号增强，提升卫星导航的服务性能。但是，各种导航增强平台之间相互独立、缺乏协同，阻碍了导航增强平台发挥更大的作用。本书中的天空地一体化组网导航增强，是指天基的通信卫星、空基的临近空间浮空器和无人机、地基的伪卫星通过节点间的组网通信实现对北斗卫星导航系统的一体化导航增强。导航增强自组织网络，不仅可以提升导航服务质量，而且可以提升导航系统的生命力和可靠性。

目前，针对星基增强和地基增强的相关研究较多，而针对空基增强尤其是利用临近空间浮空器和无人机作为增强平台实现导航增强的研究相对较少。临近空间浮空器布设机动、灵活，而且具有良好的悬停功能，用于卫星导航增强具有良好的发展潜力。

为了实现天空地一体化导航增强动态自组织网络，基于临近空间浮空器和无人机的组网导航增强是关键。北斗导航卫星和通信卫星都是按照各自的运行轨道飞行的，由于地面伪卫星的位置固定，其灵活机动的导航增强主要依赖临近空间浮空器和无人机。

天基、空基和地基导航平台的导航及导航增强原理不同，而且时间基准和空间基准不统一，与单纯的空间信息网络相比，各个导航平台之间除了传递增强信息之外，还相互传递时间校准信息和测距信息，而且导航业务对时间校准信息的时效性要求更高，对测距信号则要求保持连续。

如何充分利用天空地一体化的空间信息网络，结合导航业务需求，将导航业务和通信业务进行融合，构建天空地一体化的导航增强自组织网络；各个节点之间通过动态感知与网络自愈机制，解决导航增强自组织网络的动态变化；同时通过多个增强平台之间的协同，实现多源多层的导航增强是亟需解决的问题。