适应空间任意姿态指向的天文卫星测控分系统设计

硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星具有在轨姿态任意无固定对地面、持续高精度系统时间要求等特点,常规的统一S频段(USB)测控设计和全球定位系统(GPS)接收系统设计难以满足卫星需求。文章提出了高全向覆盖的USB测控系统与基于射频合路方案的星载全空间可见的GPS接收系统方案设计及验证方法,介绍了测控分系统设计、技术特点,并给出了地面和在轨测试验证结果。以较低研制成本,简单的在轨测控实施需求,实现了任意对地姿态条件下卫星USB子系统的可靠测控和GPS子系统的在轨连续可靠定位。     

洛克希德·马丁公司交付首颗GPS新式卫星

据报道 ,洛克希德·马丁公司 2月 9日宣布 ,已向位于加利福尼亚州的美国空军基地交付了第一颗新式全球定位系统( GPS)卫星 ,并计划 5月份发射。该卫星为 GPS IIR-M1 ,是 GPS IIR系列 8颗卫星中的第一颗。 GPS IIR-M1具有先进的技术性能 ,将为美国军民用户提供更加强大的导航能力。现有的 3 0颗 GPS卫星星座包括 1 2颗全天候工作的 Block IIR卫星 ,可提高全球覆盖率 ,扩展全球定位系统的整体性能。最新式的 GPS IIR-M系列的改进包括 :·加装一个新式的天线板 ,可为地面 GPS接收机提供更强的信号。·新开发两组军用信号 ,提高…     

导航卫星自主健康管理指标体系构建方法

针对北斗全球卫星导航系统提供高连续性和高稳定性服务的特点,提出了导航卫星健康管理指标体系构建方法,从卫星服务性能及在轨安全稳定运行方面分析影响任务成败的关键因素,转化为故障检测、隔离、预测与评估的需求,再根据需求构建健康管理指标体系,采用参数权衡法,对已构建的指标体系进行定量计算,给出具体的指标要求,作为卫星设计研制的依据。经过地面仿真计算及在轨性能评估验证,结果表明:导航卫星各分系统单机按照指标要求开展设计研制,能够满足空间信号连续性、可用性等系统指标要求,可为星载健康管理指标设计提供参考。     

下一代导航星—GPS ⅡF

本文概述了下一代全球定位系统（GPS）的空间和地面部分，详细介绍了GPS Block ⅡF项目，GPS ⅡF项目包括：购买33颗卫星，运行和对新一代GPS卫星的地面控制部分提供支持。该项目采用改进的捕获技术来发展和部署新的导航星，包括保障设备和软件，文章中介绍了GPS导生的信号功率，精度和民用服务等性能的改善，并结合GPS ⅡF系统的适应性，使系统性能得到提高。并对GPS ⅡF的构成进行详细描述。     

基于低轨卫星增强的非差高精度导航定位技术与在轨试验验证

随着自动驾驶、精密农业等领域的发展,各领域对高精度导航定位的需求不断增加。在地基增强技术、高轨星基增强技术和传统非差精密单点定位技术的基础上,提出了一种基于低轨卫星增强的非差高精度导航定位技术,研制了基于低轨导航增强技术的低轨导航增强载荷,开发了基于低轨卫星增强的地面自适应卡尔曼滤波非差高精度定位软件,并进行了全球首次基于低轨卫星的信号信息一体化导航增强在轨试验。试验表明:经低轨卫星增强后,地面终端用户定位精度优于30 cm。最后,给出了该技术的后续研究方向,为未来低轨导航增强系统与其他增强系统协同工作,实现广泛应用奠定了基础。     

GEO卫星GNSS导航在轨长期性能验证与分析

为对地球静止轨道(GEO)全球卫星导航系统(GNSS)自主导航性能进行验证,用通信技术试验卫星二号实际在轨工作数据,在我国首次对GNSS导航的长期在轨性能进行实测和试验,并对导航精度进行评估。介绍了GEO上GNSS导航原理和通信技术试验卫星二号的GNSS导航系统。设计了转移段(GNSS天线未展开)和定点后GNSS天线展开前后的导航性能试验。给出了转移段GPS/GLONASS的可用星数、GNSS的位速解算结果,以及定点后GNSS天线展开前后GNSS捕获的星数与可用星数、位置精度因子和位速精度,并说明了性能试验的有效性。结果表明:在转移段,在GNSS接收机在部分弧段可捕获到导航星4颗以上,位速解算结果正确,且位速一致性好,GNSS导航系统可用;定点后GEO上观测到的GNSS星数量满足自主导航使用要求,获得的位速精度符合仿真预期,GNSS天线展开后位置精度因子和位速精度明显优于展开前。连续48h数据获得的实测位置精度优于30m,速度精度优于0.05m/s。本次在轨试验证明了GNSS用于GEO轨道卫星是可行的,为我国高轨卫星自主导航和在轨自主管理提供了重要支撑。     

基于STK的GPS卫星可见性仿真分析

GPS卫星在现代信息化战争中的作用日趋重要。针对GPS的观测应用需求,以目前在轨的31颗GPS卫星为研究对象,分析GPS卫星轨道的特征,研究GPS卫星对地面系统的可见性。结合STK和Matlab软件进行仿真分析,为地面GPS观测系统的天线波束宽度、波束个数设计提供参考。     

简讯

伽利略计划日前 ,美国与欧盟已就全球卫星定位系统 (GPS)与伽利略导航卫星系统间的合作达成协议 ,明确未来的欧洲伽利略系统将与美国的GPS以平行使用、互不干扰的方式运行。伽利略导航卫星系统是一种中高度圆轨的全球卫星定位导航系统 (GNSS) ,预计在 2 0 0 7年底前建成 ,2 0 0 8年投入使用。共发射 30颗卫星 ,其中 2 7颗为工作卫星 ,3颗为候补卫星。卫星高度约 2 4 0 0 0km ,分别位于 3个倾角为 5 6°的轨道平面。除此以外 ,另有两个负责控制卫星运作和管理导航系统的地面控制中心。该系统可为用户提供有关公路、铁路、空中和海洋运输…     

美国研制新一代GPS卫星

美国空军正着手研制新一代GPS导航卫星,以满足增加军用、民用信号、增强抗干扰能力等方面的要求。空间和火箭导弹系统中心(SMC)这个空间系统的采购部门已停止与波音公司的生产33颗GPSBLOCKF卫星的合同,而代之以建造新的、性能已显著改进的星座BLOCK,以保障未来数十年系统的生存。这期间,美国空军将改进待发射的卫星。波音公司将改进已签/待签合同的12颗BLOCKF卫星,使之能发射第三民用信号L5和M码。洛克希德·马丁公司已制成的12颗BLOCKR卫星也将改进成能发射第二民用信号L2和军用M码。新的GPS计划进度和资金概算正在完善中,…     

美国国防科学委员会建议改进GPS导航系统

2005年10月,美国国防科学委员会(DSB)完成了《GPS的未来》,并于11月公布于众。报告中主要提出了以下几项建议:(1)提高GPS卫星星座的有效性和精度。美国应将6个轨道平面,24颗卫星组网的卫星星座在未来第三代GPS(GPS-Ⅲ)调整为由3个轨道平面,30颗卫星组网的星座。卫星星座规模扩大后,功能更加强大,可大幅度提高地面战环境下(如屏蔽GPS信号的城市和山区地形)GPS的性能。(2)提高GPS地面操控段(OCS)和卫星操控能力。美国国防部应提供一个近期的工作区,以实现对所有在轨新信号的早期、持续操作。另外,美国空军应重新评估主控制站的操作…     

风云四号气象卫星及其应用展望

介绍了我国第二代地球静止轨道风云四号(FY-4)气象卫星的构型、有效载荷与平台分系统组成、主要任务、主要功能和性能指标,以及与欧美第三代气象卫星的对标情况。阐述了FY-4卫星各主要观测要素的测量和数据获取原理。研制的FY-4卫星的主要技术特点是高精度、定量化、星上处理算法和控制方案在轨可维护(编程改变)、星务自主管理,设计中采用了高精度转角测量及扫描控制、高精度定标、微振动抑制、平台-载荷统一基准及在轨测量、星上实时补偿的图像导航配准,以及高精度卫星质心测量与控制等创新技术。列出了FY-4卫星可提供的云检测等34种数据产品。FY-4卫星的研究成果将显著提升我国后续定量遥感卫星的研制水平,其成功发射和在轨应用将为我国和国际气象组织的数字天气预报做出贡献。     

高分三号卫星测控分系统设计与验证

高分三号(GF-3)卫星具有大角度快速机动及复杂电磁环境的特点,测控分系统常规设计难以满足卫星需求。文章提出射频设备的抗干扰设计及验证方法,介绍了GF-3测控分系统的设计、技术特点,并给出了地面试验及在轨运行验证结果,实现了测控分系统高灵敏度接收与大功率合成孔径雷达(SAR)之间复杂环境的电磁兼容性,同时首次采用高精度实时快速导航定位算法和自主健康管理方法,实现了导航子系统快速连续定位。     

卫星干涉式垂直探测仪图像导航配准成像试验方法

干涉式垂直探测仪(GIIRS)是气象观测的重要有效载荷,对卫星平台的稳定性要求很高,采用图像导航配准技术可解决星上活动部件运动、卫星平台姿态抖动对GIIRS成像的影响。为了在地面验证GIIRS的成像性能,文章提出图像导航配准成像试验方法。利用3轴气浮台模拟3轴稳定卫星零重力下的自由转动,利用GIIRS样机模拟GIIRS的成像特性和在轨扰动,验证了动力学补偿特性和图像运动补偿特性。试验结果表明:采用图像导航配准成像试验方法,卫星特定频率下的姿态稳定度提升了80.8%,图像运动补偿精度优于13.78μrad,满足GIIRS成像需求。     

基于信息融合的大椭圆轨道卫星组合导航方法

为了实现大椭圆轨道卫星自主、连续的导航信息输出,提出了一种天文导航与GPS导航相结合的组合导航方法。单纯的以星光仰角为观测量的天文导航方法在近地点由于动力学特性变化剧烈,其导航精度严重下降。而能够实现高精度导航的GPS导航方法,受到导航卫星高度的限制,GPS信号无法较好地覆盖远地点。考虑到两种方法的特点,本文采用UKF滤波方法进行信息融合。当卫星进入近地点附近,主要通过GPS实现精确导航,同时通过信息融合修正估计方差阵,进而对天文导航估计进行修正。当卫星在远地点时,则主要采用天文导航方法。仿真结果表明,所提出的组合导航方法,能够弥补两种导航方法的不足,实现整个卫星在轨运行中自主、连续的导航信息输出,其导航精度较单纯的天文导航方法提高61.2%～82.7%。     

高分三号卫星总体设计验证

高分三号(GF-3)卫星是我国民用"高分辨率对地观测系统重大专项"中唯一一颗微波成像卫星,也是我国第1颗1m分辨率C频段多极化合成孔径雷达(SAR)卫星,其定量化指标要求高,同时具有雷达天线质量、尺寸大,热控要求高,脉冲功率大,构型布局复杂等技术特点和难点。文章围绕GF-3卫星技术难点,系统阐述了卫星高定量化、高扩展性等总体设计特点及设计验证方法,并采用系统建模、模拟分析、地面试验和在轨测试等多种措施,确保卫星优良的图像质量和定量化应用能力,使其具备一定的在轨扩展能力。GF-3卫星设计和研制过程中采用的验证方法,可为后续SAR卫星的总体设计提供参考。     

用于NASA TOPEX卫星的GPS演示接收机的设计和预期性能

NASA 海洋地形测量实验(TOPEX)卫星用于海洋地形的测绘TOPEX 卫星将装载一种以应用 GPS 为基础的实验跟踪系统。整个实验使用星载 GPS 演示接收机(GPSDR)和位于精确地点的10台接收机网。本项定位技术将同时完成 TOPEX 和 GPS 的轨道调整,TOPEX 的测高精度达亚分米级。本文介绍 TOPEX 计划及其精度要求,重点讨论 GPSDR 的设计,包括软件和硬件。同时也讨论接收机的跟踪及导航性能等问题。     

简讯

德尔它2发射GPS的导航星 7月14日,美全球定位系统(GPS)的第14颗导航卫星由一枚德尔它火箭发射升空。 目前GPS系统已有19颗卫星在轨道上运行,其中14颗是Block 2A型,5颗是较老的型号。第15颗Block 2A型卫星发射后,每隔6周再发射一次,直至24颗Block 2A卫星部署完毕。这些卫星将部署在6个轨道平面内。其中21颗工作,3颗将作为备份。 有关人士说,1993财年美空军为GPS计划申请了1.883亿美元的经费,以使GPS于1993年3月具有初始三维工作能力,1993年7月将具有全部实用能力和为商业用户提供导航的能力。美国会将从空军申请数额中削减0.752亿美元。(谢琴)     

美国空军成功发射导航卫星GPS2F-3

据Spacenews网消息,2012年10月4日美国空军用德尔它-4火箭从佛罗里达州空军基地成功发射GPS2F-3导航卫星,卫星由波音公司制造,设计寿命12年。美军计划一共要发射12颗GPS-2F系列卫星,它们采用了改进的原子钟技术和更安全且抗干扰的军用信号。     

《GPS卫星导航定位原理与方法》为你启动GPS世纪新旅

自 2 0世纪 80年代末期以来 ,GPS技术已在我国的测绘、地质、航空、航天、海洋、交通、航道、石油、水利、渔业、农业和信息等行业获得了广泛的应用。本世纪初期的 GPS现代化 ,将加速 GPS技术在我国更多领域的应用开拓。GPS卫星导航定位技术与通信、遥感和电子消费产品的不断融合 ,又将创造出更多的新产品和新服务。在此情况下 ,许多行业和高等院校的广大读者 ,急需一本 GPS技术的参考书。科学出版社应广大读者之所需 ,于2 0 0 3年 8月出版了 1 6开本 40 0余页的《GPS卫星导航定位原理与方法》一书 (共 9章 52节 )。该书是刘基余教…     

导航星全球定位系统—世界未来的导航系统

民航界普遍认为,导航星全球定位系统(GPS)将是未来世界范围内天基空中交通管制系统的基础。GPS目前正在组建中,可能要到明年才能全面投入使用,现在已有18颗GPS卫星在轨运行,其余的按计划在1993年年底以前发射。但目前的GPS主要用于军事导航,并不能很好满足航空和航海的要求。因而美国的民用导航官员迫切希望在今后10年内建立一种能够满足他们的所有需要的导航新系统。美国的空运界和海运界已经开始规划下个世纪使用的后继型导航系统。