GNSS服务空域空间信号可用性比较与分析

通过基本参数对全球卫星导航系统（GPS、GLONASS、Galileo和北斗）空间信号可用性影响实验,得出四系统的A knee 值分别为3800km、1100km、3800km和1000km,对应的平均可见卫星数为25、16、22和14/22（亚太地区、MEO星座/混合星座）。分析了三种典型轨道用户的卫星可见性,北斗和GLONASS对MEO和HEO用户的空间信号可用性能较GPS和Galileo稍差,而在LEO用户的应用中,北斗空间信号可用性能却表现最优,平均可见卫星数约为20颗,可用性时间分布比较均匀。最后对GNSS空间有效持续时间段进行统计,随着用户高度的增加,有效持续时间段数增多、总有效持续时间减少;四系统提供全弧段有效服务空间分别为地面至6100km、1600km、6100km和1700km。     

阿里安-5火箭将发射伽利略导航卫星

据ESA网站2012年2月3日报道,阿里安航天公司总经理和ESA负责“伽利略”（Galileo）项目负责人在伦敦签署了一项使用阿里安一5火箭发射欧洲Galileo卫星系统的协议。阿里安航天公司将使用“联盟”火箭（每次发射2颗卫星）和阿里安一5火箭（每次发射4颗卫星）共发射26颗Galileo卫星。Galileo卫星发射合同由ESA代表欧洲委员会负责管理。这些卫星由德国OHB技术公司和英国萨瑞卫星技术有限公司（SSTL）共同制造。卫星将从法属圭亚那航天中心发射升空,进人高度23000km的圆形轨道。     

欧洲伽利略卫星导航计划的应用及效益分析

伽利略（Galileo）计划是由欧盟提出的，由民用部门控制的卫星导航系统，是继已有的EGNOS欧洲静止轨道导航重叠服务）计划之后，欧洲朝着发展自己的卫星导航技术方向迈出的重要一步。伽利略系统是一种开放式系统，能够与GPS全球定位系统兼容，空间部分的核心星座计划由18～22颗卫星组成。系统建成以后，能够与新一代GPS系统一起构成本来的全球导航卫星系统（GNSS），向全球用户提供卫星导航信号。知利略系统的开发、建设及将来在各种领域的应用将为欧洲带来巨大的直接或间接效益，为21世纪欧洲工业界在高技术领域的发展提供重要机遇…     

最差用户位置算法研究与仿真分析

在计算Galileo卫星导航系统空间信号误差(SISE)、空间信号精度(SI-SA)和空间信号监测精度(SISMA)时需要用到的一个关键参数——最差用户位置(WUL)。WUL表示空间信号的轨道误差在卫星覆盖域内所导致的伪距误差最大的位置,WUL的确定可以帮助系统向用户提供正确可靠的SISA、SISMA和完好性标志(IF)等完好性信息,对提高系统的可靠性和可用性具有非常重要的意义。WUL的算法主要有两种:临界圆法和网格搜索法。详细介绍两种算法的基本原理与计算流程,比较两种算法的结果,并基于全球和区域完好性监测的概念对二者进行分析评价。     

导航卫星有效载荷技术现状及发展趋势

介绍了国内外导航卫星系统有效载荷技术发展状况，重点介绍美国全球导航定位(GPS)卫星系统和欧洲Galileo导航卫星的星上有效载荷技术，分析讨论了未来导航卫星有效载荷自主生存、星间链路、抗干扰等新技术以及有效载荷技术的发展趋势。     

GPS的空间应用

由于ＧＰＳ系统的特点以及低轨道空间的特殊应用环境，使得ＧＰＳ在空间上的应用存在着与地面应用所不同的特点，本文着重分析这些空间特点对ＧＰＳ定位实现的影响，得出以下结论：对空间用户而言，ＧＰＳ卫星对用户的覆盖有着不同于地面的特点，但可以看出，对９００公里高度以下的低轨用户，ＧＰＳ卫星对用户的覆盖不会比地面更差。同时，电离层延迟误差影响大大降低，对流层延迟误差可以不予考虑。ＧＰＳ系统本身已对相对论效应的长期项影响作了校正，但对空间用户必须重新考虑。由于空间用户运动的规律性，及我们可能对诸如信号的Ｄｏｐｐｌｅｒ频移，多路径干扰等成份作较为准确的估计并加以补偿，从而可能获得高于地面的测量精度     

“北斗+5G”联合定位与误差校正技术

在边坡、城市峡谷、高架等复杂的公路交通定位环境中，存在海量多样的定位需求与复杂的定位环境，北斗信号穿越建筑空间时强度被削弱，产生严重的信号反射和衍射，使得北斗卫星信号难以到达和有效使用，系统可用率下降，无法提供可靠的定位服务。结合第五代移动通信网络（5G）系统高密度部署的特点，提出了一种北斗+5G联合定位模型以及基于最小二乘残差Helmert后验加权的误差校正方法。在复杂公路交通环境中，可以改善可见卫星数少的问题，优化卫星的几何构型，提高用户终端定位精度，能够为用户终端提供高精度、全天候、连续、实时的定位服务。实验表明，北斗+5G联合定位模型能够大幅提升复杂公路交通环境下的定位性能。     

倾斜轨道卫星能量平衡优化分析方法

倾斜轨道卫星的光照条件和外热流变化规律复杂,使得卫星负载功率和输入功率处于复杂动态变化之中,这给卫星能量平衡准确分析带来很大的困难。文章提出一种基于卫星能量动态关联模型的能量平衡优化分析方法,通过合理选择电源工作模式和准确定位卫星最恶劣能量平衡情况,实现电源系统合理配置,优化能量平衡分析流程。以某倾斜轨道卫星的能量平衡优化分析实践为例,应用该方法建立的能源动态关联模型,可以准确确定太阳电池阵输出能力和储能设备容量,减小电源系统质量和尺寸,由此表明该分析合理、可行。     

Galileo导航卫星电源技术概述

继美国的GPS卫星导航系统和俄罗斯的GLONASS卫星导航系统之后,欧洲各国正在合作研制Galileo全球卫星导航系统。文章结合Galileo系统已经发射的两颗试验卫星,介绍了Galileo导航卫星的电源系统技术特点,并对其设计思路进行了分析,可为我国卫星电源系统设计所借鉴。     

用户星对中继卫星的跟踪规律研究

根据中继卫星系统中用户星跟踪中继卫星的要求，定义了用户星天线坐标系，推导出了用户星天线对中继卫星的跟踪规律。通过该跟踪规律可以推出用户星天线跟踪中继卫星的跟踪角度、角速度和角加速度。同时，在给定系统一定初始条件的情况下，利用该跟踪规律分别推出了用户星最大跟踪角度和角速度与用户星轨道高度和用户星轨道倾角之间的关系。最后利用STK(Satellite Tool Kit)对该跟踪规律进行了间接验证。     

Galileo短时突发搜救信号载波跟踪的锁相环设计

Galileo搜救信号转发器搭载于Galileo导航卫星,能实现对全球遇险用户信号的转发,这种搜救信号具有突发、短时的特点,一般的F/PLL跟踪环无法对其进行有效的载波跟踪并完成解调。文中提出一种利用载波辅助的锁相跟踪方法,通过理论分析和MATLAB仿真可知,此锁相环能在约50m s内达到同步,可以有效地完成Galileo搜救信号的解调。     

Earth observation with MEO transmitters and UAS receivers: A potential utilization of Galileo constellation

Remote sensing application of Galileo upcoming constellation in the field of civil security is preliminarily analyzed, defining low resolution (25 m) and high resolution (7.5 m) working modes for a bistatic Synthetic Aperture Radar system utilizing Galileo satellites as transmitters and Unmanned Aerial Systems as receivers. Simulations offshore Somali coast and in a South Mediterranean Sea region showed that both low and high resolution acquisitions are feasible. For the low resolution mode a probability of successful image formation no matter the azimuth position of the receiving UAS has been estimated at nearly 100%. Whereas, for the high resolution mode it decreases to about 90%, which, if deemed unsatisfactory for the application, leads to the need for UAS to adapt its route to the actual Galileo satellite coverage.     

伽利略系统搜救服务端到端验证项目系统概念与性能分析

作为中欧合作伽利略卫星导航项目的重要组成部分,伽利略搜救服务前向链路端到端验证项目是中国区伽利略合作项目中唯一一个系统级项目。项目的主要目的是通过端到端验证项目检验伽利略搜救服务前向链路的服务性能,确认设计技术指标和对本地用户终端地面系统模拟器FLVE的性能预测。文章在此介绍了EEV系统组成和定位方法。在演示验证阶段,EEV项目组还设计了一个软件仿真平台用于在伽利略在轨测试卫星发射之前分析EEV系统性能。进行了由360个地球表面均匀分布的求救信标发射信号被全部伽利略卫星星座转发,时间跨度为15天的定位精度和覆盖范围分析。在FOA和TOA分别达到10μs和0.1Hz的情况下,FLVE定位精度为5km的覆盖范围达到半径5000km。FOA和TOA在恶劣情况下为15μs和0.2Hz的情况下,覆盖范围缩减为4000km,但还是达到了国际同类本地用户终端地面系统的先进水平。     

GNSS导航信号体制兼容性分析

导航信号体制设计是卫星导航系统设计的重要方面。文中结合Compass、GPS和Galileo系统信号体制设计,分析了Compass系统拟采用的调制方式性能及与其他卫星导航系统的兼容性能,仿真了最坏接收情况下的Galileo系统的授权信号增强对Compass系统部分信号的性能影响。     

The challenges facing Galileo

Study of the nascent European satellite navigation system, Galileo, is well underway and a decision by the EU Council of Ministers on whether to proceed with the test satellites is expected by late 2000. Although some believe that current systems, most notably the US GPS, make it unnecessary, the history of satellite navigation so far provides some justification for a European system. Nevertheless, Galileo faces a number of challenges if it is to succeed. These include not only the technical specifications for a new generation of navigation satellites and the ground structure, but also a coherent business plan for funding the launch, operation and maintenance of the system. Lastly, one has to consider the compatibility and interoperability of Galileo with the existing GPS and Glonass satellite systems, as well as the likely competition from GSM and (third generation) UMTS mobile services.     

卫星导航和惯性导航与时间和空间的理论

从卫星导航和惯性导航的测速定位机理分析出发讨论了时间和空间理论的有关基本问题。提供了一种卫星导航的原理完备的观测方程形式,包括惯性和非惯性物理效应。着重讨论了洛伦兹一次项的效应,伽里略变换自然进化到洛伦兹变换,“同地性”的相对性自然导致“同时性”的相对性。从卫星导航的单程光（电磁）信号的特点出发讨论了爱因斯坦“往”和“返”双程光信号定义带来的困惑。指出哈勃红移是超低速度和超大距离的狭义相对论效应验证。用爱因斯坦对惯性质量和引力质量等效原理的论述,论证了惯性导航的理论基础和超过 3×10 8m/s的速度测量机理。     

伽利略导航试验卫星电子系统设计概述

从2005年12月发射首颗试验卫星以来,欧洲伽利略卫星导航系统建设进入了新的阶段。GIOVE-A卫星平台和有效载荷电子设备的设计体现了当前先进的综合电子系统设计思想,卫星电子系统在集成化、模块化和网络化等方面具备了较高的技术水平。文章调研并分析了伽利略系统首颗试验卫星GIOVE-A的电子系统设计研制和在轨运行情况,可为我国全球导航卫星系统研制提供参考。     

卫星导航系统及其在空天安全中的重要作用

简要介绍了美国"全球定位系统"(GPS)、俄罗斯"全球导航卫星系统"(GLONASS)和欧洲正在建设的"伽利略"(Galileo)卫星导航系统的发展及其基本发展态势.详细介绍了中国自主建设的"北斗"(COMPASS)卫星导航系统的发展思路、系统组成和应用情况.分析总结了卫星导航系统在空天安全中的几项重要作用,如实现协同...     

GNSS全球导航卫星系统的新发展

GNSS全球导航卫星系统是20世纪90年代中期欧盟提出的一种综合星座系统,而不是一个单一星座系统。GNSS主要包括GPS、GLONASS、Galileo、Compass和IRNSS及它们的星基增强系统,例如,WAAS、EGNOS和GDGPS等。文中主要分析了GPS、GLONASS、Galileo的新发展及Compass和IRNSS的建设进展。