全球导航卫星系统发展特点与面临挑战

全球导航卫星系统（GNSS）是指利用在太空中的导航卫星对地面、海洋和空间用户进行导航定位的一种空间导航定位系统。目前。GNSS不仅成为世界各国重大的空间和信息化基础设施,也成为体现现代化大国地位和国家综合国力的重要标志。由于GNSS在国家安全和经济与社会发展中有着不可或缺的重要作用,所以世界主要军事大国及经济体都竞相发展独立自主的卫星导航系统。预计在2020年前,美国的“全球定位系统”（GPS）和俄罗斯的“全球导航卫星系统”（GLONASS）将完成现代化改造;而中国的“北斗”和欧洲的“伽利略”（Galileo）将部署完成。除此之外,日本、印度等国正在发展本国的区域卫星导航系统及增强系统。     

基于GNSS的高轨卫星定位技术研究

利用全球卫星导航系统(GNSS)进行导航定位具有全球、全天候、实时和高精度的优点,应用于高地球轨道(HEO)卫星的定位,能够提供精确的轨道和姿态确定,并且可以克服目前主要利用地面测控系统对HEO卫星进行定位的设备复杂、投资高等缺点,使得自主导航成为可能.本文对利用GNSS的高轨卫星定位相关技术进行了研究,分析了单一GNSS系统和多个GNSS组合系统的卫星可见性、动态性和几何精度因子(GDOP).通过仿真分析表明,利用组合GNSS系统并通过提高GNSS接收机灵敏度的方法,可以解决GNSS进行HEO卫星定位的相关问题,并能保证HEO卫星定位精度的要求.      

“北斗”卫星导航系统面临不可错失的战略机遇期

卫星导航系统是国家重要的战略性空间资产,同时也是确保国家安全、经济利益和战略独立性的关键空间基础设施。当前,全球导航卫星系统(GNSS)进入了多星座既竞争又合作的新阶段,美、俄、中、欧"一超三强"的竞争格局正在全球形成。各主要航天大国在卫星导航领域竞争的重点是:争     

卫星导航系统建设现状和产业发展趋势

全球导航卫星系统（GNSS）可提供高精度、全天时、全天候的导航定位和授时服务,是最重要的时空基准信息资源之一,已成为国家安全和经济社会不可或缺的信息基础设施,在国防、国家安全、经济安全和社会生活中发挥着越来越重要的作用.     

欧洲继续推动静轨道卫星导航系统的发展

欧空局 ( ESA)、欧洲委员会 ( EC)以及欧洲航行安全局 ( Eurocontrol)三方 ,在“全球导航定位卫星系统” ( GNSS)的开发协调上取得了具体的进展。GNSS计划分 2个阶段实施。第 1个阶段是建造 GNSS- 1 ,即第 1代卫星导航系统 ,它依赖于美国 GPS和俄罗斯GLONASS星座。第 2个阶段是建造 GNSS- 2 ,即第 2代卫星导航系统 ,它能够为民用用户提供更先进的导航及定位服务。“伽利略” ( Galileo)系统将作为 GNSS- 2的组成部分。在 GNSS- 1阶段 ,欧洲正在建立“欧洲静止轨道导航重叠系统”( EGNOS) ,其主要目的是提高 GPS和 GLO…     

全球导航卫星系统发展的反思与启示

定位导航授时(PNT)系统是一个国家重要的基础设施,我国正在建设的北斗卫星导航系统是我国PNT体系结构的核心,能为海陆空天的军民商和科研用户提供精确的位置、速度和授时服务,带来巨大的军事、经济和社会效益。北斗导航系统正按"先区域、后全球"的总体发展思路分步实施,目标是在2020年前建成技术先进、开放兼容、独立运行、稳定可靠,并拥有自主知识产权的全球导航卫星系统,成为能与美、俄、欧导航系统相互兼容和互操作的全球导航卫星系统(GNSS)四大供应商之一。从建设、运营到用户认可,路漫漫其修远兮,北斗系统将如何四方求索?     

全球导航卫星系统发展的反思与启示

定位导航授时(PNT)系统是一个国家重要的基础设施,我国正在建设的北斗卫星导航系统是我国PNT体系结构的核心,能为海陆空天的军民商和科研用户提供精确的位置、速度和授时服务,带来巨大的军事、经济和社会效益.北斗导航系统正按“先区域、后全球”的总体发展思路分步实施,目标是在2020年前建成技术先进、开放兼容、独立运行、稳定可靠,并拥有自主知识产权的全球导航卫星系统,成为能与美、俄、欧导航系统相互兼容和互操作的全球导航卫星系统(GNSS)四大供应商之一.从建设、运营到用户认可,路漫漫其修远兮,北斗系统将如何四方求索?     

星载GNSS确定GEO卫星轨道的积分滤波方法

采用星载全球导航卫星系统（GNSS）确定地球静止轨道（GEO）,以解决目前应用星载全球定位系统(GPS)时导航卫星可见性差的问题。以风云卫星为例,分析了未来的GNSS相对于GEO卫星的可见性,针对GEO轨道上导航接收机采样间隔较长的问题,综合轨道积分和卡尔曼滤波方法的优点,提出了确定GEO卫星轨道的积分滤波方法。并利用STK软件仿真产生所需数据,用MATLAB对提出的算法编程并进行仿真验证,结果表明,提出的方法性能优越,定轨精度较高。     

美国GPS系统及其国际合作进展

当前世界各卫星导航系统竞相发展。为适应新的发展局面,全球导航卫星系统(GNSS)供应商纷纷利用各类多双边平台开展国际协调,围绕卫星导航领域的国际合作不断加深。美国GPS自20世纪90年代建成以来,一方面不断优化星座结构,进行系统升级,保持技术领先;另一方面也针对国际形势不断调整对外合作战略,加强与其他系统间的对话与交流,通过各类多双边平台积极扩大国际合作范围,从而维护其在卫星导航领域的主导地位。     

欧洲继续推动静止轨道卫星导航系统的发展

欧空局(ESA)、欧洲委员会(EC)以及欧洲航行安全局(Eurocontrol)三方,在"全球导航定位卫星系统"(GNSS)的开发协调上取得了具体的进展.     

盘点各卫星导航大国间的国际合作

早在20世纪中叶,美俄就开始了卫星导航系统的发展。目前,全球一些主要的航天大国都在发展自己的卫星导航系统,已建或在建的卫星导航系统包括美国的“全球定位系统”（GPS）、俄罗斯的“全球导航卫星系统”（GLONASS）、中国的“北斗”系统、欧洲的“伽利略”系统（Galileo）、日本的“准天顶卫星系统”（QZSS）以及印度的“印度区域导航卫星系统”（IRNSS）。
　　如此之多的卫星导航系统出现,必然会引发不同系统间兼容、互操作、频率资源分配、市场竞争等诸多问题。为了解决这些问题,上述七大系统所代表的国家和组织积极开展了交流、协调和磋商等多种形式的国际合作,为建立一个多系统协调并存、稳步发展的全球卫星导航系统（GNSS）而努力。     

Klobuchar电离层模型误差分析及预测

电离层延迟误差是全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)中的重要误差源之一.目前在电离层延迟改正模型中,应用最广泛的是Klobuchar参数模型,但是该模型的改正率仅能达到60％左右,无法满足日益增长的精度需求.将国际GNSS监测评估系统(internation...     

基于LabWindows/CVI的IGS实时数据自动下载软件开发

随着全球导航卫星系统（GNSS）的日益发展,国际GNSS服务组织（IGS）所产生的各项数据以及产品日趋精确,应用也非常广泛。本文基于Labwindows/CVI开发平台,设计了从IGS的FTP服务器下载实时数据或产品的自动运行软件。该软件目前运行稳定、可靠,可以为IGS数据或产品的使用者提供自动化服务。     

2013年世界导航卫星回顾

2013年全球导航卫星的发射数量较少,成功发射了1颗“全球定位系统”（GPS）卫星、1颗“全球导航卫星系统”（GLONASS）卫星和1颗“印度区域导航系统卫星”（IRNSS）。但是,几个发展卫星导航系统的国家或地区都在加紧卫星导航星座的研制和部署,不约而同地将全系统升级换代或投入运行的目标定在了2020年左右。     

单站GPST/GLONASST时差监测研究

精密定时/授时是全球导航卫星系统（GNSS）中重要的一部分。每个GNSS都维护有自己的参考时间,尽管他们都向协调世界时溯源,但各系统间可能存在着几十甚至几百ns的偏差。要充分利用各个系统的卫星资源进行统一定位和授时服务就必须准确确定各个系统间的时差。文中分析了基于空间信号法的单站时差监测原理,提出了利用GPS/GLONASS多模双频接收机输出的两个系统的观测数据、导航电文以及标准共视数据监测GLONASST与GPST的时差方法。利用BIPM T公报公布的相关数据对130d的时差监测结果进行了评定。结果表明,130d中,时差监测结果消除系统差后与T公报结果最大偏差优于8ns,证明监测结果是有效可用的。     

新一代静止气象卫星测定轨技术的发展研究

中国新一代静止气象卫星—风云四号(FY-4),包括光学和微波探测两种类型的卫星,将呈现多颗卫星同时在轨的状态.测距、轨道确定和预报(称为测定轨)是卫星图像导航、姿态机动和轨道管理的支撑系统,具有高精度和快速响应的特点.针对地面测距定轨系统在发展中表现出来的问题和局限性,以及静止气象卫星采用全球导航卫星系统(GNSS)测定轨的精度和时效性问题,进行了仿真,获得了北斗导航系统(BDS)、全球定位系统(GPS)和它们组合的连续可同时接收的卫星数量、定位精度等参数.分析表明,GNSS测定轨满足新一代静止气象卫星发展要求.     

国外导航卫星系统的未来发展

目前全世界已经或正在发展全球导航卫星系统的国家和地区，只有美国、俄罗斯和欧盟。中国的北斗-1导航卫星系统是一种区域性二维有源无线电导航系统。其他国家都在利用GPS民用信息建立本国的各种卫星导航应用系统。日本和美国、欧洲一样     

基于高轨航天器的GNSS接收机技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)应用于高轨航天器时,因轨道高于导航卫星,可见星数量急剧减少,空间信号功率微弱,信号的快速捕获和跟踪十分困难。文章对高轨地球同步轨道(Geosynchronous Earth Orbit,GEO)接收技术进行了研究。以中国实践十七号卫星为研究对象,采用官方正式发布的发射天线方向图对GEO下GNSS信号特征及可用性开展研究分析,并针对高轨道航天器GNSS信号微弱的特点,采用长时间积分处理的梳状滤波方法、差分相干累加比特同步算法和基于动力学模型补偿的扩展卡尔曼滤波自主定轨算法设计GNSS接收机,并在半物理仿真平台进行了测试验证。试验结果表明:GNSS接收机捕获灵敏度优于-173dBW,跟踪灵敏度优于-175dBW,定轨位置精度优于50m,速度精度优于0.01m/s。