导航卫星广播星历误差特性频域分析及预报模型

广播星历误差是影响卫星导航用户定位精度的重要因素之一。文章以GPS为例,应用误差频谱分析方法对GPS广播星历在频域内的误差特性进行分析,利用频谱分析模型及其与AR的混合模型对星历误差进行预报。分析结果表明,GPS广播星历具有明显的周期变化;频谱分析模型可以发现星历误差的主要周期变化,但预报精度不高;频谱分析和AR混合模型预报精度较高,经过误差补偿后,广播星历精度在0.5m以内(1σ)。     

GEO卫星广播星历的拟合参数设计

基于第一类无奇点要素的拟合参数和5°倾角旋转法,可以实现GEO发播电文与MEO和IGSO的电文一致性,但是没有完全避免数学奇异性.文章从无奇点要素的选取和主要摄动力的影响分析两方面出发,提出了一套16参数的GEO星历表示法.首先,利用同步要素描述卫星的星下点运动轨迹;其次,摄动参数中顾及了地球引力位田谐项引起的定点漂移.拟合试验表明,2h星历拟合的用户距离误差的均方根优于0.01m.     

基于位置观测的北斗广播星历速度精度分析

利用广播星历计算导航卫星的速度向量是GNSS高精度实时测速的必要条件.本文分析了仅以卫星位置向量为观测量的北斗广播星历的速度计算精度.从广播星历拟合过程出发,推导了北斗18参数模型的速度向量计算公式.基于北斗13颗在轨卫星一年的实际轨道数据,分析了全年广播星历计算卫星速度向量的精度.结果表明,利用18参数模型计算的速度误差最大在10^-4m·^-1量级;在相同拟合时段条件下,地球静止轨道（GEO）和倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星的速度精度相当,高于中圆地球轨道（MEO）卫星.通过对位置残差序列分析,得出位置残差误差较小且变化趋势平稳是广播星历计算速度精度较高的原因.分析和计算结果验证了仅用位置观测量拟合北斗广播星历算法的有效性.     

两种GPS广播星历参数算法的比较

介绍了新GPS广播星历参数,分析了新旧GPS广播星历参数及其用户算法的区别,导出了卫星位置矢量对新GPS广播星历参数的偏导数,并与旧GPS广播星历参数偏导数进行了简要的比较分析.计算结果表明,两种GPS广播星历参数算法都能很好地描述MEO卫星的轨道特性,且广播星历参数拟合算法的精度损失仅为数厘米.      

GEO/IGSO混合区域导航星座的设计与优化算法

区域导航星座能够以较低成本和较短时间获得目标区域导航能力,且地球同步轨道是构建非极区区域导航星座的重要轨道类型.提出一种基于GEO(地球静止轨道)和IGSO(倾斜地球同步轨道)的区域导航星座设计方法.基于星下点轨迹特性构造对称星座设计参数和优化参数集,并考虑地球扁率长期摄动影响,计算星座轨道参数.以导航服务区的统计GD...     

北斗导航星座星间通信速率控制方法

北斗导航星座可以通过星间测距和传输链路实现自主定轨和性能增强。导航卫星间进行数据传输时,卫星相对位置时变,传输信道特性也随之不断发生变化。针对导航卫星间传输链路时变特性,提出了一种基于星历的星间通信速率控制方法。在满足传输服务质量的需求下,根据导航卫星自有的高精度星历资源定量计算星间最优通信速率,通过速率的动态调整提高星座的传输效能。仿真结果表明,采用所提方法,北斗导航星座星间传输效能可以提高1.92倍,验证了方法的有效性。      

俄罗斯导航卫星发射失败新一轮完整卫星星座部署时间推迟

在当今社会,60%的信息都与时间和定位有关,拥有自主的时间和定位系统,不仅事关一个国家的独立自主,也关系到其影响力和统治力。所以,越来越多的国家正在研制或应用导航卫星。目前,除了美国的"全球定位系统"(GPS)导航卫星以外,俄罗斯的"全球导航卫星系统"(GLONASS)最有实力。GLONASS由俄罗斯单独研发部署,这一系统至少需要18颗卫星才能为俄罗斯全境提供卫星定位及导航服务,如要提供全球服务,则需要24颗卫星在轨工作。然而,就在俄罗斯即将完成新一轮24颗GLONASS导航卫星部署之际,却因火箭故障使原计划严重受挫。     

"北斗"系列导航卫星别具一格

2000年10月31日和12月21日、2003年5月25日,中国在西昌卫星发射中心用长征-3A运载火箭,先后成功将3颗北斗-1导航定位卫星送入太空.这标志着中国已自主建立了完善的卫星导航系统,对国民经济建设起到了积极作用.图1为"北斗"导航卫星星座.     

Walker星座的区域导航特性分析

基于反映定位精度的几何精度衰减因子 (GDOP)值 ,提出了一种评估导航性能的品质指标。研究了Walker星座的轨道构型参数 ,特别是卫星数目、轨道平面数、相对相位与轨道倾角对区域导航性能的影响。在轨道运动中考虑了地球扁率对卫星轨道的摄动。分析结果显示了星座轨道相对相位、轨道倾角等参数对星座区域导航品质指标的显著影响 ,导航品质指标比GDOP值能更直接地反映星座导航性能的好坏。     

区域导航星座分析设计研究

导航星座设计涉及诸多参数的优化组合,星座设计目标就是寻找一组参数组合,使其构成的星座在指定覆盖区域既能获得最优星座性能,又节省系统建设成本和星座长期维持费用.在详细论述导航星座性能指标及其可用性算法,以及导航星座参数设计因素的基础上,进一步提出了半分析式区域导航星座设计方法,并综合分析得到4种区域导航星座设计方案.最后,通过对比研究星座性能指标及定位精度仿真结果,初步说明区域导航星座设计方法和设计方案的可行性和合理性.     

GPS 16参数广播星历改进参数的变化规律分析

在2004年发布的GPS界面接口控制文档中提出一种对GPS 16参数广播星历进行改进的GPS 18参数广播星历.本文介绍了GPS 16参数广播星历的拟合算法,对两类GPS广播星历参数进行比较,分析了改进参数的变化规律及特性.计算结果表明,GPS 16参数广播星历的改进参数具有明显的约12h和13.5d的周期变化特性,新提出的GPS 18参数广播星历能够更好地逼近GPS卫星真实轨道.     

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。     

基于中轨与静止轨道卫星定位系统星座优化设计

文中分析了中国区域性覆盖卫星导航系统“北斗”系统的特点,提出了采用“北斗”系统静止轨道卫星结合若干倾斜圆轨中轨MEO卫星,构成中国区域性覆盖星座的设计思想。文章给出了卫星导航定位系统星座优化设计方法,比较了多种设计思想和多种轨道形式的设计方案。通过仿真计算分析,在多种设计结果中,得到了优选的2颗GEO卫星结合若干MEO卫星星座设计方案设计结论。并且针对所选星座的覆盖性能,仿真给出了区域性覆盖优选星座的PDOP特性。     

双星/GIS组合定位建模与仿真

双星定位系统具有快速高精度定位和简短报文通信的功能．为了进一步提高定位精度,满足特殊用户需要,文中提出了由双星和道路地理信息系统组合定位的新方法,并做了计算机仿真试验,进行了组合定位精度分析．分析结果表明,该方法可明显提高双星定位精度,在适当条件下组合定位均方差小于10m。     

关于中国导航定位的时间平台

时间尺度是导航定位系统的基础,长期以来,我国的各个导航定位系统的时间发播不是同步工作,这极大影响了导航定位系统的定位准确度.为此,我们建议使我国的卫星导航和无线电导航同步协调工作.论述了卫星导航和无线电导航系统同步工作的优点以及潜在的应用背景,最后指出了二者同步工作所需要解决的关键技术问题.