在之前的博文《南北极导航选用什么投影？》和何老师的博文《高纬度、跨极区导航技术》中简单说了说南北极导航的投影设置问题。

本文主要说一说南北极导航中实际工作的难点问题以及应对措施。下图是南北极的位置图，从图中可以看出，南极是大陆，船舶最多能到南极80度，而北极没有陆地，船舶能到极点位置。

现在国内科考船全球导航采用星站差分，比如VeriPos（Subsea7），Starfire（NavCom）、OmniStar(Fugro/Trimble)。差分信号一般通过通讯卫星播发。根据它们的参考站的分布，它们稳定提供亚米级/分米级定位精度的覆盖范围约为南北纬76°。

我国卫星通信系统“天通一号”分别在2016年、2020年和2021年将“天通一号”01、02和03星发射升空，它们在地球静止轨道（GEO）并轨运行，为中国和亚太地区及周边国家，提供全天时、稳定可靠的语音和数据传输服务。

国际上主要的卫星通信系统包括全球海事卫星系统Inmarsat、铱星 Iridium和“星链计划”Starlink等，Inmarsat于2023年5月被美国卫讯公司(Viasat Inc)收购。海事卫星系统已发展到第五代（见下图），科考船上的互联网也是依赖五代星。从图中，海事卫星的覆盖范围为南北纬75°之间的区域。

因此，当在高纬度（大于75°）区域航行时，由于无法收到差分信号，船舶无法实现亚米级导航，同时，双天线的定向能力也会受到很大影响。

高斯投影（中央经线120°）：

（80°N，120°E）的平面坐标为：500000，8885139.871；

（80°0'1"N，1200'1"E）的平面坐标为：500005.386，8885170.888；

差值为：5.386，31.017

美国国防部一直在寻求改善北极地区通讯的方法。早在2019年10月，美国太空部队就接管了为北极提供安全通信的新卫星，两颗增强型极地卫星(EPS:Enhanced Polar System satellites)，即位于椭圆轨道的两颗先进极高频卫星（AEHF:Advanced Extremely HighFrequency）。这两颗卫星提供高度安全、抗干扰的信号，但是它是为高优先级的军事通信而设计的。

中国航天科技集团有限公司八院 509 所联合哈尔滨工程大学、八院 804 所、八院空间公司等单位组成的极地卫星通信项目团队通过自主研发的交通 VDES 试验卫星、船载通信终端形成天地一体的数据通信系统，开展了极区航线（极区）—卫星 — 国内通信试验。在中国第13次北冰洋科学考察总航程 1.5 万余海里、航行历时 78 天期间，通过每天不低于 5 次的星地通信频次，获取了高纬度（75°N-90°N）区域通信物理特性试验数据，验证了极区复杂环境下卫星通信能力。

上面只是解决了通讯问题，如何提高极地导航的定位和定向精度更为关键。

何老师提供了他的解决方案，即多星座GNSS+SINS（捷联式惯导），产品图和参数如下。

那么，非差的多星座GNSS+INS组合导航的航向精度和位置精度究竟如何呢？