低轨卫星定位的导航卫星可见性与GDOP分析

针对全球卫星导航系统对低轨卫星定位的动态观测几何问题,对于不同低轨卫星轨道高度、不同截止高度角和不同卫星导航系统的情形,进行了导航卫星可见性分析,并在此基础上分析了几何精度因子（GDOP）。低轨卫星高度在几百km内变化时对可见性与几何精度因子的影响很小,而不同截止高度角则影响较大;另外与采用单个GPS系统相比,采用GPS—Galileo组合卫星导航系统对低轨卫星定位时,可见导航卫星数目明显增加,GDOP数值减小,且即使在截止高度角较大时也能得到较好的GDOP。     

2011年世界导航卫星发射回顾

2011年,美国、俄罗斯、中国、欧洲都发射了各自的导航卫星．其中以俄罗斯较为突出,终于再次建成由24颗以上卫星组成的GLONASS全球卫星导航星座,其中包括2颗新一代GLONASS．K导航卫星。其次是中国,发射了3颗运行在倾斜地球同步轨道的“北斗”导航卫星,为2012年建成”北斗”区域卫星导航系统奠定了坚实的基础。美国GPS导航卫星继续更新换代。欧洲Galileo全球卫星导航系统的首批2颗“伽利略一在轨验证”（Galileo-IOV）卫星顺利升空。     

GPS在卫星追踪(SST)技术中的应用

GPS(Global Positioning System)通过终端接收并处理GPS卫星所发射的无线电磁波信号,从而确定用户接收端(观测站)到轨道卫星的天地距离,从而确定并定位观测站的方位。卫星对卫星的追踪(SST)技术实质是通过高分辨技术来测量两颗GPS卫星间的距离变化,SST技术主要是指高低卫星追踪和低低卫星追踪两类。前一种是高轨道卫星(如GPS卫星、对地静止轨道卫星等)追踪低轨道(LEO)卫星或者空间飞行器,后一种近似为同一低轨道上空的两颗卫星之间的追踪,两颗GPS卫星之间可以距离数百千米。这两种卫星对卫星的跟踪技术都将LEO卫星作为反映地球重力场变化的传感器,利用卫星之间单向或者双向的测距系统,来测定GPS卫星间的相对速度及速度变化率。本文在国内外SST研究基础上,针对目前的相关热点问题,对SST确定的重力场理论与方法进行了系统性学习与研究。     

太空指南针——导航卫星（上）

导航卫星有两个最大的功能：定位与授时。能定位了,朝那儿走还不容易吗？导航卫星按导航方式不同可分为多普勒测速导航卫星和时间测距导航卫星;根据轨道高度可以分为低轨道、中高轨道和同步静止轨道导航卫星。     

GEO卫星对北斗终端定位精度影响仿真分析

北斗导航系统比GPS、GLONASS等其他导航系统多了地球同步轨道(GEO)卫星,GEO卫星信号的调制方式和编码格式和非GEO卫星有着很大的区别,有助于增强导航与定位。文中通过多个GEO和非GEO卫星组合的测试场景,重点仿真分析了在选定的定位精度因子下GEO卫星和非GEO卫星对北斗终端定位精度的影响。结果表明GEO卫星有助于提高定位精度,尤其是当参与定位的卫星数较少时,GEO卫星参与定位可提高20%以上的定位精度。     

我国第九颗北斗卫星成功发射

7月27日5时44分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将第九颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道,这是北斗导航系统组网的第四颗倾斜地球同步轨道卫星。     

一种单星对同步轨道卫星的仅测角定位跟踪算法

针对中低轨卫星对同步轨道卫星定位时存在的可观测时间短等限制,结合同步轨道卫星轨道的特点,利用测角信息计算出距离信息。将距离信息与测角信息一起建立新的测量方程,进而提出一种新的基于J2000.0惯性系的单颗中低轨卫星对同步轨道卫星的扩展卡尔曼仅测角被动跟踪定轨方法,并对测量方程的变量和坐标转换给出了明确定义。仿真结果表明,该算法实现了单颗中低轨卫星对同步轨道卫星的仅测角被动跟踪定轨,若已获得被测星的先验知识,该算法收敛时间优于未引入距离信息的常规算法。     

面向高轨航天器的北斗导航特性分析

利用卫星导航信号实现高轨航天器的自主定轨与导航已成为当前国内外的研究热点， 高轨星载导航接收机面临可见卫星数少、接收导航信号微弱、动态性较大等问题。针对以上问题， 分析了高轨环境下星载导航接收机获取到的信号功率、可见星数、DOP 值及多普勒频移状态。首先建立了北斗星座模型与高轨航天器动力学模型，构建星间测距链路，对高轨卫星的可见性进行了仿真分析，结果表明当星载接收机功率为-177 dBw 时，可见星数能达到 4 颗以上，能满足定轨需求；然后对高轨卫星的定轨精度进行了仿真，DOP 值的均值为 15.657 8；最后对导航卫星和高轨卫星之间的多普勒频移进行了分析，仿真的多普勒范围为±14 kHz。相关研究结果可支撑高轨航天器星载接收机的开发。     

两颗“伽利略”卫星未正常入轨

欧洲航天局（ESA）在9月16日公布的一副图片显示：2014年8月22日搭乘“联盟号”火箭发射的两颗“伽利略”（Galileo）导航卫星未能进入预定轨道。这两颗“伽利略”卫星是首批完整业务能力（FOC）卫星,原计划运行于高度为23222km,倾角为55°的圆形轨道。然而,由于出现发射故障,两颗卫星目前运行于远地点高度25900km,近地点高度13700km的椭圆轨道,与预定轨道相距3000km以上。欧洲航天局称,两颗卫星的太阳电池翼已正常展开,且星上仪器设备均处于健康状态,但其导航有效载荷尚未开始发射导航信号。     

基于蜂窝构型的空基伪卫星定位网络

伪卫星是基于非星基平台提供附加导航信号的设备,可与现有导航卫星共同工作或独立工作,能有效地改善导航性能。当伪卫星独立工作时,其空间分布对导航定位性能和应用有很大影响。针对基于中高空飞行器平台伪卫星网络的定位特点,提出一种高/低空混合蜂窝构型,并对可见性、远近效应和精度因子(DOP)分布进行了仿真。仿真结果表明,蜂窝构型具有覆盖范围大、拓展方便和DOP好的优点,能够提高覆盖地域的定位性能。     

北斗卫星导航系统高精度定位的基本性能研究

引言 北斗卫星导航系统是中国自行研发的全球卫星导航系统,可在全球范围内全天时.全天候提供高精度的定位和导航等服务.本文对北斗卫星导航系统的高精度定位的基本性能进行了研究,通过分析其导航系统的广播星历数据,研究北斗卫星导航系统在不同纬度的可视情况,利用实测数据对其高精度定位的基本性能进行了分析和评估.北斗一代是一种区域有源卫星导航系统,覆盖的范围仅限于中国和周边国家和地区.而北斗二代在2012年正式投入使用,系统包含了5颗地球静止轨道卫星,5颗倾斜地球同步轨道卫星,4颗中国地球轨道卫星,共14颗卫星的定位系统.为此本文从伪距和载波相位观测、位置精度衰减因子、卫星可见性等多个方面评估其高精度定位的基本性能.并结合实测实验数据,对比分析其和GPS的性能对比.     

同步轨道共位卫星位置确定技术

同步轨道卫星共位是指在一个地球同步轨道±0．1°的窗口上放置两颗或两颗以上的卫星。文中介绍了同步轨道卫星多星共位的必要性和连接端站干涉测量的原理。对同步轨道共位卫星位置测量精度进行分析,得出结论,连接端站干涉测量技术能够满足同步轨道共位卫星位置测量的要求。     

卫星导航系统中基于序贯处理的Kalman滤波

为了有效降低基于Kalman滤波方法的导航定位求解运算量,保证实时性,提出了一种以单个卫星为基本滤波单元的基于序贯处理的扩展Kalman滤波(EKF,extended Kalman filtering)方法——单星序贯扩展Kalman滤波(S3EKF,single-satellite sequential extended Kalman filtering)法。仿真结果表明,S3EKF法相对常规EKF法而言,当可见卫星数超过7颗时,能有效改善运算量,且改善量随可见卫星数的增加而增加,当可见卫星数在15颗及以上时,运算量的改善超过50%;同时,S3EKF法能在可见卫星发生变化时保证求解的一致性和稳定性。     

合作创新，加速中国卫星导航空位产业化进程——北斗星通、NovAtel联合推出BDNAV GNSS产品

2006年3月底．世界卫星导航定位领域的领先者——加拿大NovAtel公司．其最新推出的第五代卫星定位接收板卡——OEMV及接收机将在全球同步上市。该板卡及接收机具有72个通道．最高采样率可达100Hz．能接收GPS／GLONASS的L1/L2信号以及最新的GPS L2C和L5信号．是世界上最先进的卫星导航定位接收产品。     

导航星座对高轨特定目标导航方法

针对当前各种高轨飞行器对导航需求日益增强的情况,提出一种导航星座对高轨特定目标飞行器进行导航的方法。该方法需要在导航星座卫星配备全数字相控阵天线与指向可调的高增益导航天线。相控阵天线接收目标飞行器发射的用于波达方向(DOA)估计的信号,并对该信号的DOA进行估计,使距飞行器较近的多个导航星座卫星估计得到飞行器相对于自身的相对方向。以该方向为基础,导航卫星可以调节自身的高增益导航天线并使其指向特定目标飞行器,发送导航电文信息,从而使导航星座自主实现对高轨目标飞行器的导航任务。假定导航卫星相控阵天线装配于卫星对天面上,以此为基础对同步轨道的目标飞行器同导航星座各卫星相控阵天线的可见性进行了仿真分析,并在目标可见的基础上对二维DOA估计精确度进行了计算,验证了方法的可行性。     

是笔记本，也是GPS导航平台

海尔最新发布的天行者W06笔记本，开创了GPS笔记本的先河。这是一个车载笔记本，带有卫星定位，语音导航，还特别提供了海尔天行者导航软件，把337个城市的详细地图收在其中，并配备卫星接收天线，灵敏捕捉全球24颗导航卫星的信号，实时计算自身的绝对位置。     

GPS系统定位、授时精度有多准确?

美国为了统一无线电导航手段,取代奥米加、罗兰C等众多地基无线电导航系统,并实现高精度、连续、三维定位与测速,美国国防部于1973年批准GPS全球定位系统计划,组织设计了GPS系统方案:卫星轨道高度为     

高举卫星导航定位自主创新的旗帜——访北京北斗星通导航技术有限公司董事长周儒欣

提到卫星导航定位,很多人首先都会想到美国的GPS．其实．目前全球已经存在四种卫星导航定位系统,即美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO和中国的北斗试验卫星导航定位系统。2000年10月31日和12月21日、2003年5月25日、2007年2月3日,我国目前在轨运行的4颗“北斗”导航试验卫星先后被送入太空．标志着继美俄之后．中国已自主建立了完善的卫星导航定位系统。00年伴随     

导航卫星白天激光测距实现方法分析

实现对导航卫星的白天激光测距对增加观测弧段和高精度轨道评估数据量有重要意义。本文分析了针对中高轨道和地球同步轨道导航卫星实现白天激光测距的技术难点,介绍了白天卫星激光测距的噪声抑制和信号识别技术。针对卫星导航系统应用．详述了导航卫星白天激光测距实现方法及初步测量结果．并探讨了提高导航卫星白天激光测距能力的改进方法。     

伽利略和GPS卫星导航系统几何精度因子比较分析

欧洲独立开发的新一代全球卫星导航系统一一伽利略系统定于2005年发送导航信号，2008年全部建成使用。这对于广大导航用户是一个好消息，伽利略系统对GPS系统是个有力的补充和冲击。本文将从导航卫星定位的重要参数——几何精度因子(GDOP)分析出发，比较两个系统在中国地区的定位性能，仿真结果表明伽利略系统具有与GPS系统相媲美的定位精度．这样，当发生紧急情况时，如果GPS不可用，伽利略系统就是一个很好的替代系统。