全球卫星导航系统发展现状与趋势
发布时间：2021-07-10 02:08
为了进一步研究全球卫星导航系统（GNSS）的应用和发展,通过介绍GNSS发展演变的过程,阐述各GNSS的技术进步,最后给出今后的发展趋势:GNSS业已经历40 a的里程,从20世纪70年代中后期开始建设的美国全球定位系统和苏联格洛纳斯卫星导航系统,到21世纪初开始建设的中国北斗卫星导航系统和欧洲伽利略卫星导航系统;至2020年,以上4个GNSS将全部投入完全服务,从而构成包括全球系统、区域系统和星基增强系统在内的GNSS系统之系统。
【文章来源】：导航定位学报. 2020,8(01)CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
近期GPS几代卫星及其未来一代GPSIIIF的主要功性能
第1期刘健，等.全球卫星导航系统发展现状与趋势3GPS现代化是项系统性工作，它包括：空间卫星段、地面运控段、新的运控系统（operationalcontrolsystem,OCX）和用户设备段现代化，其核心是增加L5频点和民用信号数量与改变制式，实现与其他GNSS信号的互操作。最后1颗GPSIIIF预计2034年发射，宣告GPS现代化进程结束。1.3GLONASS的由来发展和现代化1976年苏联政府颁布建立GLONASS的政府令，并成立相应的科学研究机构，进行工程设计。1982年10月12日，成功发射第1颗GLONASS卫星。1996年1月24颗卫星全球组网，宣布进入完全工作状态。之后，苏联解体，GLONASS步入艰难维持阶段，2000年年初，该系统仅有7颗卫星正常工作，几近崩溃边缘。2001年8月，俄罗斯政府通过了2002—2011年间GLONASS恢复和现代化计划。2001年12月发射成功第1颗现代化卫星GLONASS-M。直到2012年该系统回归到24颗卫星完全服务状态。图2为GLONASS卫星第1代至第3代主要性能示意[5]。图2GLONASS卫星第1代至第3代主要性能GLONASS至今已经有3代卫星：第1代卫星是传统的GLONASS基本型；第2代星是GLONASS-M现代化卫星；第3代就是最新开发的GLONASS-K卫星，至目前为止，K星系列又分为K1和K22种型号。GLONASS星座是由3个轨道面上的24颗卫星构成的。其传统的信号使用频分多址（frequencydivisionmultipleaccess,FDMA），而不是其他GNSS所用的码分多址（codedivisionmultipleaccess,CDMA）。与传统的GPS信号一样，GLONASS信号包括2个伪随机噪声码（pseudorandomnoisecode,PRN）测距码：标准精度（standardaccuracy,ST）码及高精度（Visokaya
4导航定位学报2020年2月系统的芯片、模块、天线等基础产品，以及终端产品、应用与服务系统等[7-8]。BDS具有以下特点：①BDS空间段采用3种轨道卫星组成的混合星座，与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其低纬度地区性能特点更为明显；②BDS提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度；③BDS创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务5大功能。图3所示是由3种轨道类型构成的BDS基础效果图。图3北斗卫星导航系统组网效果1.5E-GNSS的发展进程欧洲全球卫星导航系统（Europeanglobalnavigationsatellitesystems,E-GNSS）就是Galileo。Galileo笫1、2颗试验卫星GIOV-A和GIOV-B已于2005年和2008年发射升空，目的是考证关键技术，其后有4颗工作卫星发射，验证Galileo的空间段和地面段的相关技术。在轨验证（designandon-orbitverification,IOV）阶段完成后，其他卫星的部署进一步展开，计划2018—2020年达到24颗卫星构成的完全运行能力（fulloperationalcapability,FOC）。Galileo也由空间段、运控段和用户段组成。星座有24颗卫星分置于3个中圆地球轨道面内。Galileo信号工作的主要频段为E1、E5及E63个。它们各自发射独立的信号，发射的中心频率分别为：1575.42、1191.795和1278.75MHz。其中，E5又分为E5a和E5b2个子信号。为了实现与GPS的兼容互操作，Galileo的E1和E5a2个信号的中心频率与GPS的L1和L5相互重合。出于同样的兼容互操作目的，Galileo的E5b与GLONAS
本文编号：3274961
【文章来源】：导航定位学报. 2020,8(01)CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
近期GPS几代卫星及其未来一代GPSIIIF的主要功性能
第1期刘健，等.全球卫星导航系统发展现状与趋势3GPS现代化是项系统性工作，它包括：空间卫星段、地面运控段、新的运控系统（operationalcontrolsystem,OCX）和用户设备段现代化，其核心是增加L5频点和民用信号数量与改变制式，实现与其他GNSS信号的互操作。最后1颗GPSIIIF预计2034年发射，宣告GPS现代化进程结束。1.3GLONASS的由来发展和现代化1976年苏联政府颁布建立GLONASS的政府令，并成立相应的科学研究机构，进行工程设计。1982年10月12日，成功发射第1颗GLONASS卫星。1996年1月24颗卫星全球组网，宣布进入完全工作状态。之后，苏联解体，GLONASS步入艰难维持阶段，2000年年初，该系统仅有7颗卫星正常工作，几近崩溃边缘。2001年8月，俄罗斯政府通过了2002—2011年间GLONASS恢复和现代化计划。2001年12月发射成功第1颗现代化卫星GLONASS-M。直到2012年该系统回归到24颗卫星完全服务状态。图2为GLONASS卫星第1代至第3代主要性能示意[5]。图2GLONASS卫星第1代至第3代主要性能GLONASS至今已经有3代卫星：第1代卫星是传统的GLONASS基本型；第2代星是GLONASS-M现代化卫星；第3代就是最新开发的GLONASS-K卫星，至目前为止，K星系列又分为K1和K22种型号。GLONASS星座是由3个轨道面上的24颗卫星构成的。其传统的信号使用频分多址（frequencydivisionmultipleaccess,FDMA），而不是其他GNSS所用的码分多址（codedivisionmultipleaccess,CDMA）。与传统的GPS信号一样，GLONASS信号包括2个伪随机噪声码（pseudorandomnoisecode,PRN）测距码：标准精度（standardaccuracy,ST）码及高精度（Visokaya
4导航定位学报2020年2月系统的芯片、模块、天线等基础产品，以及终端产品、应用与服务系统等[7-8]。BDS具有以下特点：①BDS空间段采用3种轨道卫星组成的混合星座，与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其低纬度地区性能特点更为明显；②BDS提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度；③BDS创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务5大功能。图3所示是由3种轨道类型构成的BDS基础效果图。图3北斗卫星导航系统组网效果1.5E-GNSS的发展进程欧洲全球卫星导航系统（Europeanglobalnavigationsatellitesystems,E-GNSS）就是Galileo。Galileo笫1、2颗试验卫星GIOV-A和GIOV-B已于2005年和2008年发射升空，目的是考证关键技术，其后有4颗工作卫星发射，验证Galileo的空间段和地面段的相关技术。在轨验证（designandon-orbitverification,IOV）阶段完成后，其他卫星的部署进一步展开，计划2018—2020年达到24颗卫星构成的完全运行能力（fulloperationalcapability,FOC）。Galileo也由空间段、运控段和用户段组成。星座有24颗卫星分置于3个中圆地球轨道面内。Galileo信号工作的主要频段为E1、E5及E63个。它们各自发射独立的信号，发射的中心频率分别为：1575.42、1191.795和1278.75MHz。其中，E5又分为E5a和E5b2个子信号。为了实现与GPS的兼容互操作，Galileo的E1和E5a2个信号的中心频率与GPS的L1和L5相互重合。出于同样的兼容互操作目的，Galileo的E5b与GLONAS
本文编号：3274961
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