BOC信号的相关跟踪研究及GALILEO接收机设计初探

Galileo卫星导航系统是欧盟组织研发的新一代完全面向民用的卫星导航系统,使用了BOC(二进制副载波)这一独特的调制方式,研究BOC信号的相关峰特性,对设计接收机捕获跟踪通道是至关重要的。本文简要介绍了Galileo系统导航信号的特征和频率规划,对多种BOC信号的自相关性能、码跟踪方法进行了仿真,并探讨了接收机开发中的关键问题。     

Galileo卫星星钟故障前后信号质量分析

星载原子钟是卫星导航系统的核心器件,是影响导航信号质量的重要因素。2016年11月,Galileo系统利用一箭四星发射升空4颗新一代Galileo卫星。根据观测显示,截至2017年7月,仅能接收到其中1颗卫星发射的导航信号。在2017年1月,欧洲航天局通告称多颗卫星原子钟大规模故障。针对此,40m 大口径高增益天线系统设备对不同批次和星钟故障情况的3颗Galileo卫星E5频点信号进行了数据采集处理,对各信号分量的功率谱、星座图、码片波形、相关损失、相关峰、S曲线偏差等信号质量指标进行了分析评估。结果表明,此次星载原子钟的大面积故障并未影响Galileo卫星信号的可用性,足够的星载备份钟避免了信号质量的严重恶化。     

GalileoSat计划中的地面部分结构和运作初步方案

GalileoSat是欧洲空间局 (ESA)Galileo计划的补充计划 ,一项为设计、开发、验证和操作现代化、独立的全球导航卫星系统而设立的欧洲新研究课题。其内容涉及Galileo空间和有关地面部分的设计、开发和在轨验证。系统运作方案负责系统的各个阶段 ,从发射与初轨阶段、卫星和载荷的移交、在轨验证阶段、星座部署、应用、星座维护 ,直到最终报废处置。1　任务概况Galileo将为全球用户提供卫星导航信号和精确时间 ,初期还向欧洲共同体地区提供完好性信息。该导航系统还将实施有商业价值的业务 (创收业务 )。该系统将由民间单位控制 ,采取开放式…     

简讯

两颗“伽利略”试验卫星将在年底发射2005年6月9日欧空局宣布,两颗专门为“伽利略”导航卫星系统试验台———“Version2”研发的试验卫星大约在6个月后发射。这两颗卫星将成为“伽利略”系统第一阶段“在轨验证”的组成部分。“伽利略”计划第一阶段的主要任务是验证“伽利略”所申请的频率(frequencyfilings),检验系统运行中采用的新技术,勘测这两颗卫星所处的中等高度地球轨道的辐射环境,用实际的“伽利略”信号进行试验。为了保证此阶段的成功,从厂家预定了两颗试验卫星,即GSTB V2/A与GSTB V2/B,这是“在轨验证”阶段的第一步,该…     

顾及频间偏差的GNSS多频非组合PPP变形监测

精密单点定位(PPP)技术有望解决长距离、大范围等监测场景难以找到稳定基准点的难题。现代化的全球卫星导航系统(GNSS)卫星纷纷开始播发多频信号,多频观测值融合理论上可提升PPP变形监测性能。为了充分利用多频冗余观测数据,详细研究了每个频点的差分码偏差(DCB)和全球定位系统(GPS)存在的相位频率间卫星钟偏差(PIFCB)的改正方法,扩展了多频数据处理的严密理论模型,能够灵活处理GPS三频、Galileo五频和BDS-3五频观测数据。多频PPP振动监测实验结果表明,GPS三频PPP、BDS-3五频PPP、Galileo五频PPP较各自双频PPP位移监测精度可分别提升12%、13%和14%,表明多频PPP技术有利于提升PPP位移监测精度与稳定性。     

多模GNSS IFCB产品特点分析及精密单点定位性能评估

随着多模全球卫星导航系统（GNSS）高精度应用需求的日益增长,频间钟偏差（IFCB）问题近年来得到广泛研究。基于2023年年积日（DOY）（130～136）澳大利亚地区18个多模实验跟踪网（MGEX）观测数据的无几何无电离层（GFIF）组合,分别估计了北斗卫星导航系统（BDS）、伽利略卫星导航系统（Galileo）和全球定位系统（GPS）卫星的 IFCB 产品。对比分析了BDS-2,BDS-3,Galileo和GPS卫星的IFCB的特点。评估了相位相关的IFCB（PIFCB）误差对GPS BLOCK IIF卫星超宽巷（EWL）未校准相位硬件延迟（UPD）和非组合（UC）三频精密单点定位（PPP）性能的影响。实验结果表明,PIFCB误差对Galileo卫星的影响最小,对GPS BLOCK IIF卫星的影响最大;对BDS-3卫星的影响低于BDS-2卫星;不同信号频率对IFCB产品的估计结果会产生一定的影响。实验结果进一步表明,IFCB产品可以显著提高GPS BLOCK IIF卫星EWL UPD的稳定性和UC三频PPP的定位性能。EWL UPD的平均标准差（STD）从0.064周减小到0.021周,提高了67.2%。UC三频PPP在东（E）、北（N）、天顶（U）三方向分别从4.63 cm,3.04 cm和8.76 cm减小到3.08 cm,2.00 cm和5.85 cm,平均定位精度分别提高了31.5%,34.2%和33.2%。收敛时间小于20 min的比例从66.3%提高到71.8%,提高了5.5%。平均收敛时间从21.13 min缩短到17.24 min,减少了18.4%。     

两颗“伽利略”试验卫星将在年底发射

2005年6月9日欧空局宣布，两颗专门为“伽利略”导航卫星系统试验台——“Version 2”研发的试验卫星大约在6个月后发射。这两颗卫星将成为“伽利略”系统第一阶段“在轨验证”的组成部分。“伽利略”计划第一阶段的主要任务是验证“伽利略”所申请的频率(frequency filings)，检验系统运行中采用的新技术，勘测这两颗卫星所处的中等高度地球轨道的辐射环境，     

卫星导航系统的新进展

全球导航卫星系统技术被认为是一项对未来影响巨大的战略技术,本文将GPS、伽利略和Glonass最近的动态进行了汇总。     

GLOVE-A卫星传回首批“伽利略”信号

“伽利略”实验卫星——GIOVE—A卫星目前运转情况良好，并于2006年1月12日传回了“伽利略”的首批信号。2005年12月28日GIOVE—A由“联盟”号火箭从拜科努尔航天中心发射，进入距地23260km的轨道。随后，合同主承包商——萨里卫星技术公司成功展开了2块3．5m长的太阳能帆板，进行了卫星平台的试车，并使有效载荷准备好参与任务控制中心的测试。     

Galileo系统对卫星导航系统的增强作用

介绍了正在建设的Galileo系统，从卫星导航系统的星座、完备性、通讯能力、求解载波相位整周模糊数能力以及对系统轨道漂移影响抑制能力五个方面入手，研究了Galileo系统对空间飞行器导航的增强作用。最后通过仿真研究．进一步分析了Galileo系统在空间飞行器导航应用中的增强作用。     

Galileo系统完好性处理的方法研究

对于卫星导航系统而言,系统所能提供的完好性指标和导航定位精度是同样重要的。欧洲的Galileo系统将在2008年建成,届时它将与美国的GPS系统相互补充。本文在对GMileo系统导航定位指标分析的基础上,结合系统完好性监测的设计特点,推导了系统地面完好性信道(GIC)监测算法和用户自主完好性(RAIM)监测算法,建立了数据完好性播发体制。     

三频GPS改正电离层折射误差高阶项的方法

在研究电离层折射对GPS测量的影响及电离层折射误差模型的基础上,采用电离层折射误差双频改正方法,针对GPS现代化和Galileo计划中增加的第三个民用导航频率,提出了运用三频观测值将电离层折射误差改正至二阶项的方法;并系统地推导了三频载波相位观测值无电离层折射组合方程,从而进一步提高了GPS的定位精度。     

Clouds and Hazes of Venus

More than three decades have passed since the publication of the last review of the Venus clouds and hazes. The paper published in 1983 in the Venus book summarized the discoveries and findings of the US Pioneer Venus and a series of Soviet Venera spacecraft (Esposito et al. in Venus, p. 484, 1983). Due to the emphasis on in-situ investigations from descent probes, those missions established the basic features of the Venus cloud system, its vertical structure, composition and microphysical properties. Since then, significant progress in understanding of the Venus clouds has been achieved due to exploitation of new observation techniques onboard Galileo and Messenger flyby spacecraft and Venus Express and Akatsuki orbiters. They included detailed investigation of the mesospheric hazes in solar and stellar occultation geometry applied in the broad spectral range from UV to thermal IR. Imaging spectroscopy in the near-IR transparency “windows” on the night side opened a new and very effective way of sounding the deep atmosphere. This technique together with near-simultaneous UV imaging enabled comprehensive study of the cloud morphology from the cloud top to its deep layers. Venus Express operated from April 2006 until December 2014 and provided a continuous data set characterizing Venus clouds and hazes over a time span of almost 14 Venus years thus enabling a detailed study of temporal and spatial variability. The polar orbit of Venus Express allowed complete latitudinal coverage. These studies are being complemented by JAXA Akatsuki orbiter that began observations in May 2016. This paper reviews the current status of our knowledge of the Venus cloud system focusing mainly on the results acquired after the Venera, Pioneer Venus and Vega missions.     

卫星导航系统发展动态

卫星导航系统是20世纪60年代中期发展起来的一种新型导航系统，90年代，卫星导航时入全运行和盛行时期，除了用于陆上，海上和空中的航行引导外，几乎扩展到军事和经济的各个方面，目前，除了已经运行的美国的GPS（全球定位系统）和俄罗斯的GLONASS（全球导航卫星系统）外，欧盟也正在积极开发伽利略系统。本文分别介绍GPS、GLONASS和伽利略系统的发展状况。     

全球卫星导航系统的近期进展

２０世纪末,卫星导航发展势态出现了ＧＬＯＮＡＳＳ星座维持困难,ＧＰＳ推行现代化计划和欧洲Ｇａｌｉｌｅｏ计划出台三大新闻。有望于２０１０年左右Ｇａｌｉｌｅｏ星座和ＧＰＳ星形成互补和卫为余度。最近,美国国会削减ＧＰＳ预算,在ＧＰＳ民用进展上投下阴影,ＧＰＳ单一导航手段暂难实行,有利于欧洲争取时间,积极筹措Ｇａｌｉｌｅｏ系统。     

Induced Magnetic Fields in Solar System Bodies

Electromagnetic induction is a powerful technique to study the electrical conductivity of the interior of the Earth and other solar system bodies. Information about the electrical conductivity structure can provide strong constraints on the associated internal composition of planetary bodies. Here we give a review of the basic principles of the electromagnetic induction technique and discuss its application to various bodies of our solar system. We also show that the plasma environment, in which the bodies are embedded, generates in addition to the induced magnetic fields competing plasma magnetic fields. These fields need to be treated appropriately to reliably interpret magnetic field measurements in the vicinity of solar system bodies. Induction measurements are particularly important in the search for liquid water outside of Earth. Magnetic field measurements by the Galileo spacecraft provide strong evidence for a subsurface ocean on Europa and Callisto. The induction technique will provide additional important constraints on the possible subsurface water, when used on future Europa and Ganymede orbiters. It can also be applied to probe Enceladus and Titan with Cassini and future spacecraft.     

ASPeCT: Unambiguous sine-BOC(n,n) acquisition/tracking technique for navigation applications

This article presents a new tracking technique for sine-BOC(n,n) (or Manchester encoded) ranging signals, which is most likely to be a part of the new European Global Navigation Satellite System (GNSS), Galileo, signal plan. When traditional sine-BOC(n,n) tracking is considered, although offering excellent performance compared with current signals, it has the main drawback of potentially giving biased measurements. The new method presented herein allows the removal of this threat while maintaining the same level of performance. An adapted version of this technique can also be used for acquisition purposes