GPS共视法时间同步试验

在介绍接收GPS(导航星全球定位系统)时频信息,进行远距离时间同步的基本原理和方法之后,着重分析了国内首次 GPS 共视法时间同步实验的结果和搬运钟验证的结果。实验取得了上千公里两地钟 GPS 共视同步误差优于 13ns、单站单星连续测量15分钟不确定度小于15ns、搬运钟验证符合程度优于80ns 的好成绩。     

美国导航星特性

导航星是美国导航星全球定位系统的空间部分。导航星计划分三个阶段发展:第一阶段为初期方案论证阶段,拟把6颗卫星置于两个轨道平面内(1978年成功发射4颗,1980年成功发射2颗,失败1颗),在美空军尤马试验场和其他试验场进行周期性三维定位试验。第二阶段仍将使用第一阶段的卫星星座,以支援导航星全球定位系统的全面研制试验。第一和第二阶段的方案论证型卫星又称布洛克-Ⅰ(Block-Ⅰ)和改进型布洛克-Ⅰ。第三阶段将把18颗布洛克-Ⅱ(Block-Ⅱ)实用型卫星部署在6个轨道平面内。导航星全球定位系统目前正处在全尺寸工程研制阶段,计划八十年代末为世界各地用户提供连续的三维导航信号。该系统的定位精     

导航星研制计划的五项变动

在1981到1985财年期间,导航星系统的研制费用大约为17亿美元。为了削减导航星这一时期的费用亿美元,5年期间共削减5亿美元),某些调整。概括起来,有如下五项:(每年预计削减5.4千万至1.35需要对导航星系统的原计划作 <一>使导航星系统具有全球三维定位能力的日期延迟一年,即由原计划的1986年推迟到1987年。到目前为止已发射了6颗导航星卫     

GPS授时校频方法研究与试验结果

为了解决多目标综合测量系统各测站之间时间同步和频率校准问题,提出了利用GPS(Global Positioning System)单星或多星共视方法进行站间时间同步与校频,给出了这两种方法的计算公式,分析了星历误差、星钟误差、电离层折射误差、对流层折射误差、多径效应和接收机硬件延迟对时间同步精度的影响.为了验证GPS授时校频精度,进行了相关试验.通过与铯原子钟比对,表明利用GPS可实现纳秒级时间同步,校频精度也优于5.0×10-11,多星共视具有更高的同步校频精度.      

GPS 时间同步技术及其在航天领域的应用前景

导航星全球定位系统(简称 GPS)是一项全新的卫星导航定位的高技术工程,是全球可共享的技术资源。它具有全球覆盖、全天候工作、全天24小时连续而实时地为无限多个用户提供高精度七维(三维位置、三维速度和时间)信息的能力。实时定位精度可达10m 以内,事后处理的定位精度可达1m 左右。测速精度可达0.1—0.01m/s。时间传递和时间同步精度可达10—1ns(10~(-9)s).本文简要介绍了 GPS 的概况和国内外开发研究的动态。着重就 GPS 时间传递的原理、力法和误差做了较深入的分析和论证。报道了国内首次 GPS 共视法时间同步大型试验的情况和取得的结果。最后,作者专门论述了 GPS 技术在航天领域的应用前景。     

星敏感器导航星表建立

导航星表是星敏感器系统用来实现恒星星图识别和姿态确定的唯一依据,它的容量、内容、存储读取方式对于完成星敏感器功能和性能指标都极为重要．通过分析恒星在视场中的分布规律,建立起星表的完备性和冗余性与星敏感器视场内导航星的数量之间的关系,确定了导航星数量,提出了筛选导航星的原则和方法,为了实现星表的快速搜索,对导航星表的组织形式进行了详细讨论．构造一个由2510颗0～6等导航星组成的导航星表,满足了星敏感器星图识别和姿态确定的需求．     

美国陆军进行导航星GPS试验

去年11月,美国陆军在坎贝尔对导航星全球定位系统(GPS)进行了现场试验。据陆军准将霍华德·格雷夫斯在美国宇航协会会议上讲,试验时,在UH-60布莱克霍克直升飞机中用全球定位系统终端进行导航,使这架直升机能准确地飞行在“正确的航线上”。格雷夫斯说,试验目的是确定导航星终端是否能稳定地供部队使用。他说在     

基于北斗三号的长基线共视时间比对

卫星导航共视时间比对一直是远距离时间比对的重要方法之一。使用我国最新发射的北斗三号全球导航卫星，基于中科院国家授时中心（NTSC）和捷克光电研究院（TP）各自的时间产生和保持系统，开展了中捷北斗三号长基线共视时间比对试验。本文对中捷两站各自的北斗卫星可视数及其卫星高度角情况进行了统计分析，利用Vondark滤波对时间比对结果进行了降噪处理，最后将北斗三号共视时间比对结果与北斗二号及GPS共视时间比对结果进行了比较。结果表明：北斗三号在当前全球组网阶段中捷共视可视卫星数比北斗二号还少的情况下，其共视时间比对精度达到1.16ns，较北斗二号提升约19%，与GPS更为接近。     

弹道导弹的捷联惯性/天文组合导航方法

针对传统的捷联惯性/天文(SINS/CNS)组合导航系统不能精确估计加速度计偏置而导致导航误差发散的问题,提出一种基于星光折射间接敏感地平的捷联惯性/天文(SINS/RCNS)组合导航方法。利用星敏感器测量星光折射角,结合大气折射模型得到的折射视高度来抑制位置误差的发散。推导了基于星光折射新的量测方程,分析了折射星数目与导航精度的关系,当使用多颗折射星时能够精确估计加速计偏置,从而能够完全抑制位置误差的发散,并对系统进行可观测性分析。通过卡尔曼滤波实现了状态估计。仿真结果表明:本文方法的导航精度优于传统方法,有效抑制了位置误差的发散,验证了本文方法的有效性。     

美国在加速推进导航星计划

美国的导航星全球定位系统是继“子午仪”之后的一个先进的卫星导航系统。为了满足美国陆海空三军愈来愈高的卫星导航的要求,美国防部在1973年正式批准了可供三军共同使用的导航星全球定位系统计划,并被列为美国重点空间计划之一。当时预计的计划费用为42.5亿美元,仅次于阿波罗登月计划(约250亿美元)和航天飞机计划(约100亿美元)。经过十几年的研究和试验,美国已攻破了建立这个复杂的卫星导航系统所遇到的技术难关。现在已转入实用型导航星的生产和发射阶段。     

基于信道复用方法的GNSS共视信号模拟

全球导航卫星系统（GNSS）共视（CV）技术应用中需要对GNSS共视信号进行模拟仿真,可以降低对共视接收机和共视算法进行测试过程中的成本。为此,提出了一种基于信道复用方法的GNSS共视信号的双路信号模拟方法。首先,对GNSS共视技术原理进行了分析。然后,根据GNSS直射信号的模拟思路,设计了基于GNSS直射信号模拟器的GNSS共视信号模拟方法,对共视信号传播过程中可能产生的误差进行了分析。最后,对零基线、短基线、长基线3种场景下仿真的共视信号,以及实场采集的试验数据进行了验证分析。验证的结果表明,仿真的GNSS共视信号定位准确,定位精度在米级;共视比对结果均方根值（RMS）精度优于12 ns,可以进行共视法时间传递,证明了提出的共视信号模拟方法能够有效地用于GNSS共视信号生成。对GNSS共视信号模拟器、共视接收机的研制和共视算法的研究具有一定的理论参考意义和实际应用价值。      

航天简讯

美国空军向工业界提出招标,制定空间试验计划(STP)中的 P86—2军用卫星。研制周期要45个月,1991年交货。美国洛克韦尔公司用26天时间完成了导航星改进型的第一颗卫星的空间环境试验。该卫星为导航星全球定位系统的第13颗。1989年欧洲将启用卫星数据传输的阿波罗网。该网可用于西欧渚国的文献查阅和     

导航星首次试验结果

导航星全球定位系统的初期研制试验只用卫星,而没有用卫星和地面发射机的组合系统进行联试,就已经获得了水平精度为6—7米的结果。上述试验结果对计划官员来说,确实是鼓舞人心的。因为由三颗     

航天器天文导航中星敏感器最佳安装方位研究

航天器自主天文导航中,通常用星敏感器和地平仪测量的星光角距作为观测量,星敏感器安装方位角是影响导航精度的一个重要因素.针对星光角距作为观测量的自主天文导航方法,分别采用扩展卡尔曼滤波EKF(Extended Kalman Filter)和Unscented卡尔曼滤波UKF(Unscented Kalman Filter)2种滤波方法进行仿真计算,研究了星敏感器安装方位角对导航精度的影响规律,得出星敏感器的最佳安装方位角,并考察了其在不同轨道参数下的适用性,为星敏感器的安装和星敏感器视场内观测星的选取提供了依据.仿真计算表明,本结论对其它利用"星光+地平"的自主导航方法也适用.      

基于UKF和信息融合的航天器自主导航方法

X射线脉冲星导航利用X射线辐射脉冲到达时间 (Time of Arrival, TOA)作为信息输入,星敏感器导航利用星光角距等作为信息输入,是两种不同机理的天文导航方法。提出一种将脉冲星TOA和星敏感器星光角距测量结合的信息融合天文自主导航方法,设计了一种利用激光光量子模拟脉冲星X射线辐射光子的半物理仿真系统用于算法验证,并基于无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter, UKF)使用真轨道参数做了仿真试验。结果表明,基于UKF的信息融合方法比基于EKF（Extended Kalman Filter）的信息融合方法性能更好,与仅使用脉冲星或星敏感器的导航方法相比,能将位置估计精度分别提高52.7%和43.6%,速度估计精度分别提高82.2%和70.5%。     

美国空军仍坚持用星48-型发动机

在今年二月上旬航天飞机第十次(STS-10)飞行中发射两颗通信卫星(西联星和统一B2)失败以后,美国空军表示将继续使用安装有两台星-48固体火箭发动机的一次性运载火箭,来发射导航星。美国空军计划在一九八四年用阿特拉斯-E 运载火箭从范登堡空军基地发射两颗(第九、第十)导航星全球定位系统(GPS)卫星,运载火箭的     

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     

中国发射并成功运行的自制航天器(1970-2007年)

序号航天器名称发射时间1东方红-1科学试验卫星1970-04-242实践-1科学试验卫星1971-03-033技术试验卫星01星1975-07-264第1颗返回式卫星1975-11-265技术试验卫星02星1975-12-166技术试验卫星03星1976-08-307第2颗返回式卫星1976-12-078第3颗返回式卫星1978-01-269~11实践-2、2A、2B科学试验卫星1981-09-2012第4颗返回式卫星1982-09-0913第5颗返回式卫星1983-08-1914东方红-2试验通信卫星1984-04-0815第6颗返回式卫星1984-09-1216第7颗返回式卫星1985-10-2117东方红-2实用通信卫星1986-02-0118第8颗返回式卫星1986-10-0619第9颗返回式卫星19…     

控制人员停止有故障的导航星的工作

据华盛顿消息:地面控制人员在1991年3月6日关闭了一颗有故障的美国导航星卫星,这颗卫星在海湾战争中曾向美国部队提供情报,然而现在它却正迅速地失去供电能力。美国空军军官上星期说:这颗工作了10年的导航星全球定位系统卫星的失效,对中东及北美西部的导航覆盖能力略有损失。这颗卫星已大大超出了预计的4年工作寿命。1991年12月11日,这颗卫星稳定系统的一个反作用轮发生了故障。地面控制人员过去已经停     

基于星间测量的卫星星座 自主导航算法

自主导航能力是新一代导航星座的重要特性,利用卫星星间相对测量实现星座自主导航,是实现导航星座自主运行的基础.基于相对测量的导航卫星自主导航问题,将导致测量方程和状态方程的高度非线性,对导航算法提出了新的要求.在总结前人工作的基础上,提出了一种星载导航算法方案:利用三颗卫星之间的相对矢量在惯性空间的投影作为测量量,利用高精度星载轨道预报器作为系统的状态方程,使用SRUKF(Square Root Unscented Kalman Filter)滤波算法同时对三颗卫星的位置进行估计.仿真结果表明,该方案具有可行性,并且当轨道预报器的精度较高时有可能在100d内实现5m的导航精度.