RTCA协议下北斗完好性降效参数算法设计及检验

目前我国北斗导航增强系统的完好性参数设计缺少针对差分信息有效性的降效参数设计,不满足航空无线电委员会（RTCA）提出的接口协议,无法同国际其他GNSS星基增强系统相兼容。根据RTCA接口协议,针对我国卫星导航系统的完好性降效参数处理算法进行了研究,利用北斗实测数据分析了完好性降效参数对用户增强服务的影响,验证了算法的有效性。结果表明,正常情况下,北斗导航系统增强服务三维定位精度可达到113m。当用户丢失部分差分改正信息时,定位精度约144m,精度下降约274%,利用完好性降效参数对过期差分信息进行降效处理,优化定位权阵,可将定位精度提高至117m,达到正常增强服务水平。     

北斗导航试验卫星发射成功

中国自行研制的第一颗导航定位卫星——北斗导航试验卫星,于2000年10月31日凌晨零时零二分在西昌卫星发射中心发射升空,并准确进入预定轨道。北斗导航试验卫星是由中国航天科技集团空间技术研究院研制。为满足国内卫星导航需求,中国将自行建立第一代卫星导航定位系统——北斗导航系统。北斗导航系统是全天候、全天时提供卫星导航信息的区域导航系统。这个系统建成后,主要为公路交通、铁路运输、海上作业等领域提供导航服务,对中国国民经济建设将起到积极推动作用。北斗导航试验卫星的首次发射成功,为北斗导航系统的建设奠定了基础。发射北斗…     

中国卫星导航定位系统的进展

□□2003年5月25日,我国使用长征—3A火箭成功发射了第3颗“北斗”导航定位卫星。这标志着我国已自主建立了完善的卫星导航定位系统。此次发射的第3颗“北斗”卫星是“北斗”卫星导航定位系统的备份星。它与前2颗“北斗”卫星组成了完整的卫星导航定位系统,可确保全天时、全天候提供区域导航信息。 1 中国民用卫星导航的应用 中国民用卫星导航市场非常广阔,潜在经济效益巨大,是今后可持续发展的重要因素。在中国自主卫星导航系统正式运行以前,中国民用卫星导航主要集中于对“全球定位系统”(GPS)的应用。 1.1 用于交通运输 卫星导航首…     

第三颗北斗导航定位卫星发射升空

北京时间 5月 2 5日零时 34分 ,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭 ,成功地将第三颗“北斗一号”导航定位卫星送入太空。这标志着我国已自主建立了完善的卫星导航系统 ,对我国国民经济建设将起到积极作用。这次发射的是第三颗“北斗一号”导航定位卫星。前两颗“北斗一号”卫星分别于 2 0 0 0年 1 0月 31日和 1 2月 2 1日发射升空 ,运行至今导航定位系统工作稳定 ,状态良好 ,产生了显著效益。这次发射的是导航定位系统的备份星。它与前两颗“北斗一号”工作星组成了完整的卫星导航定位系统 ,确保全天候、全天时提供卫星导航信…     

中国完善卫星导航系统

2003年5月25日零时34分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭,成功地将第三颗北斗一号导航定位卫星送入太空。这标志着我国已自主建立了完善的卫星导航系统,对我国国民经济建设将起到积极作用。 这次发射的是第三颗北斗一号导航定位卫星,前两颗北斗一号卫星分别于2000年10月31日和12月21日发射升空,运行至今导航定位系统工作稳定,这次发射的是导航定位系统的备份星。它与前两颗北斗一号工作星组成了完整的卫星导航定位系统,确保全天候、全天时提供卫星导航信息。     

基于混沌粒子群优化的北斗/GPS组合导航选星算法

全球卫星导航系统（GNSS）接收机在接收信号的过程中会受到诸如建筑物遮挡、信号干扰等因素的影响,无法得到全部可见星。为减轻多星座组合接收机的处理负担,研究利用部分可见卫星进行定位的快速选星算法,提出了一种基于混沌粒子群优化（CPSO）的北斗/GPS组合导航选星算法。首先,对当前历元时刻可见卫星进行连续编码,按照选星数目分组,每个分组视为一个粒子。然后,通过混沌映射初始化粒子种群,选取几何精度因子（GDOP）作为评价粒子优劣的适应度函数;粒子通过粒子群优化算法的速度-位移模型更新自身位置,逐渐趋近空间卫星几何分布较好的卫星组合全局最优解。最后,采集北斗/GPS实际数据对选星算法进行仿真验证和性能比较,结果表明,所提算法在选星颗数多于5颗时,单次选星耗时为遍历法选星的37.5%,选星结果的几何精度因子计算误差在0~0.6之间。该算法可适用于北斗/GPS组合导航定位不同选星颗数的情况。      

北斗系统启动全球拓展建设

<正>3月30日,我国成功发射的首颗新一代北斗导航卫星,是北斗卫星导航系统第17颗卫星。卫星入轨后将开展新型导航信号体制、星间链路等试验验证工作。该星的成功发射标志着北斗卫星导航系统由区域运行向全球拓展的启动实施。北斗卫星导航系统(简称北斗系统,英文缩写为BDS)是我国自主建设、独立运行,与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统,可在     

太空新航线

中国“北斗”挂太空 10月31日0时02分,为我国航天事业屡建奇功的长征三号甲运载火箭再显神威。在西昌卫星发射中心托举我国新研制的北斗导航试验卫星升入茫茫夜空。这是长征系列火箭第63次发射。 北斗导航试验卫星由航天科技集团公司空间技术研究院研制。采用东方红三号卫星公用平台和全三轴稳定技术。卫星设计寿命8年。该星的成功发射,为我国北斗导航系统建设奠定了基础。它是我国自行建立的第一代卫星导航定位系统的首发星。北斗导航系统是全天候、全天时提     

北斗双星定位系统改进及其算法的研究

北斗双星定位系统是我国自行建立起来的一种区域性定位系统(RDSS)．本文论述了双星导航定位系统存在的缺点,提出了利用我国现有的导航卫星资源即两颗工作卫星和第3颗卫星(备用卫星)与气压高度表组成一种区域性无源导航定位系统,并给出了定位算法表达式．仿真结果表明,该方法是可行的,可实现中等精度的导航定位,为发展我国的卫星导航定位系统提供了一种新思路．     

GPS/GLONASS/GALILEO多星座组合导航系统研究

通过对多星座组合导航系统的分析,对多星座组合导航定位算法进行了研究。由于GPS、GLONASS、GALILEO系统分别采用了不同的坐标系,文中利用坐标系变换将不同星座统一到同一个坐标系中,采用增加状态变量的方法实现了组合系统的时间统一,从而实现了多星座间的时空统一;针对多星座组合系统的可见卫星数目大大增加的特点,采用最小二乘的方法实现了用户的导航定位解算,提高了用户的定位精度。通过对GPS/GLONASS/GALILEO多星座组合导航系统的仿真研究,其结果表明:与GPS单星座相比,GPS/GLONASS/GALILEO多星座组合导航系统,同一时间内可见卫星数目大大增加,PDOP值明显减小,有效提高了导航定位精度,具有良好的定位性能和可靠性。     

伪卫星辅助的北斗定位系统的GDOP研究

我国建成的北斗导航定位系统由于卫星数目有限，不能实现实时三维无源定位．若利用地面伪卫星辅助，则能够很好地弥补这一缺陷，在地面伪卫星的作用范围内实现高精度的无源定位．卫星定位系统的精度等性能，很大程度上取决于定位卫星的数目和几何布局，而GDOP正是衡量定位卫星几何布局优劣的一个量度．本文从GDOP的角度研究了不同伪卫星位置及布局对系统定位精度的影响，得到的结论为合理设置伪卫星以进一步提高系统性能提供了有力的参考依据．     

基于北斗三号导航系统的卫星定位技术

对北斗三号体制下的传输链路、接收门限进行理论分析,得出捕获算法采用4次非相干累加,可以使捕获灵敏度达到-130 dBm,同时实现定位时间小于5 min的综合较优结果.接着以低轨太阳同步轨道卫星为例,利用STK建模进行全轨道周期仿真,结果显示全程收星数超过4颗,定位精度达到2.59 m,速度误差为0.00378 m/s....     

基于GPS/北斗组合系统的高轨卫星定位技术研究

针对目前高轨GPS信号可用性差及定位精度低的特点, 对GPS/北斗组合系统的 高轨卫星定位技术进行研究, 对比分析了单GPS系统与GPS/北斗组合系统的卫 星可见性和几何精度因子. 结果表明, GPS/北斗组合系统比单GPS系统的卫星可 见性好, 且定位精度高. 同时通过提出在星载接收机上采用高精度原子钟, 可实现三星定位, 降低对接收机的技术要求.      

基于空基伪卫星的双星定位系统增强方案

针对"北斗"双星定位系统不能实现无源定位和精度不能满足用户需求的问题,提出了空基伪卫星增强双星定位系统的方案并研究了其中的关键技术难点——星座布局、空基伪卫星自身定位及系统时间同步问题。研究结果表明,空基伪卫星不仅可以增强双星系统实现三维无源定位,而且具有覆盖范围大、星座布局好等特点,具有广阔的应用前景。     

伪卫星增强的北斗双星定位系统及其算法的研究

提出了使用伪卫星来增强北斗系统的方案,并研究了此系统的定位原理和几何布局。仿真结果表明,此方案是可行的,能够独立实现实时、高精度的无源定位,为发展区域定位系统提供了一种成本相对较低的新思路。     

Design and performances of laser retro-reflector arrays for Beidou navigation satellites and SLR observations

Beidou is the regional satellite navigation system in China, consisting of three kinds of orbiting satellites, MEO, GEO and IGSO, with the orbital altitudes of 21500–36000 km. For improving the accuracy of satellites orbit determination, calibrating microwave measuring techniques and providing better navigation service, all Beidou satellites are equipped with laser retro-reflector arrays (LRAs) to implement high precision laser ranging. The paper presents the design of LRAs for Beidou navigation satellites and the method of inclined installation of LRAs for GEO satellites to increase the effective reflective areas for the regional ground stations. By using the SLR system, the observations for Beidou satellites demonstrated a precision of centimeters. The performances of these LRAs on Beidou satellites are very excellent.     

Design and experiment of onboard laser time transfer in Chinese Beidou navigation satellites

High-precision time synchronization between satellites and ground stations plays the vital role in satellite navigation system. Laser time transfer (LTT) technology is widely recognized as the highest accuracy way to achieve time synchronization derived from satellite laser ranging (SLR) technology. Onboard LTT payload has been designed and developed by Shanghai Astronomical Observatory, and successfully applied to Chinese Beidou navigation satellites. By using the SLR system, with strictly controlling laser firing time and developing LTT data processing system on ground, the high precise onboard laser time transfer experiment has been first performed for satellite navigation system in the world. The clock difference and relative frequency difference between the ground hydrogen maser and space rubidium clocks have been obtained, with the precision of approximately 300 ps and relative frequency stability of 10E−14. This article describes the development of onboard LTT payload, introduces the principle, system composition, applications and LTT measuring results for Chinese satellite navigation system.     

Orbit determination of BeiDou navigation satellite system maneuvered satellites based on instantaneous velocity pulses parameters

The BeiDou navigation satellite system (BDS) comprises geostationary earth orbit (GEO) satellites as well as inclined geosynchronous orbit (IGSO) and medium earth orbit (MEO) satellites. Owing to their special orbital characteristics, GEO satellites require frequent orbital maneuvers to ensure that they operate in a specific orbital window. The availability of the entire system is affected during the maneuver period because service cannot be provided before the ephemeris is restored. In this study, based on the conventional dynamic orbit determination method for navigation satellites, multiple sets of instantaneous velocity pulses parameters which belong to one of pseudo-stochastic parameters were used to simulate the orbital maneuver process in the orbital maneuver arc and establish the observed and predicted orbits of the maneuvered and non-maneuvered satellites of BeiDou regional navigation satellite system (BDS-2) and BeiDou global navigation satellite system (BDS-3). Finally, the single point positioning (SPP) technology was used to verify the accuracy of the observed and predicted orbits. The orbit determination accuracy of maneuvered satellites can be greatly improved by using the orbit determination method proposed in this paper. The overlapping orbit determination accuracy of maneuvered GEO satellites of BDS-2 and BDS-3 can improve 2–3 orders of magnitude. Among them, the radial orbit determination accuracy of each maneuvered satellite is basically better than 1 m. simultaneously, the combined orbit determination of the maneuvered and non-maneuvered satellites does not have a great impact on the orbit determination accuracy of the non-maneuvered satellites. Compared with the multi GNSS products (indicated by GBM) from the German Research Centre for Geosciences (GFZ), the impact of adding the maneuvered satellites on the orbit determination accuracy of BDS-2 satellites is less than 9 %. Furthermore, the orbital recovery time and the service availability period are significantly improved. When the node of the predicted orbit is traversed approximately 3 h after the maneuver, the accuracy of the predicted orbit of the maneuvered satellite can reach that of the observed orbit. The SPP results for the BDS reached a normal level when the node of the predicted orbit was 2 h after the maneuver.     

伪卫星辅助的“北斗”双星系统无源定位方法

目前中国的"北斗"双星定位系统只能实现二维有源定位,大大限制了该系统的应用。针对这种情况,充分利用现有的"北斗"双星系统资源,提出了使用伪卫星来辅助"北斗"双星系统的方案;推导了此系统的定位原理,并且简单分析了系统的时间同步问题;通过数学推导和仿真分析,研究了伪卫星数目以及布局对系统定位精度的影响,得出了伪卫星布局的相应结论。仿真结果表明,此方案是可行的,采用伪卫星来增强"北斗"双星导航系统,可以提高整个系统的可用性、可靠性、稳定性以及测量精度,为现阶段"北斗"双星系统无源定位的应用提出了一种低成本的改进方法。