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    四大全球導航衛星系統的2017和2018

    湖南湘科力創信息科技有限公司  2018-02-22 14:58:37

    四大全球導航衛星系統的2017和2018

     


    光陰(yin)似(si)箭,日月如梭(suo),2017 年(nian)眼看(kan)過去了,2018年(nian)行將來臨。在(zai)這辭舊迎新的日(ri)子里,我們不妨對四大全球導航衛星系統總結(jie)今年(nian)、展(zhan)望來年(nian)。

     

    一、啟動GPSIII的實際部署是全球定位系統的核心目標

    美國GPS管理局主席史蒂文·惠特尼上校認為,2017年GPS克服了重重挑戰,無論在重大采購和開發方面,均取得了里程碑式的進展。并且為2018年發射第一顆GPSIII衛星做好了準備。

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    GPSIII進(jin)入發(fa)射之旅。GPS III總承(cheng)包商(shang)洛克希(xi)德·馬丁公司,在今(jin)年(nian)2月(yue)底成(cheng)功(gong)地將(jiang)(jiang)GPS III01星存放入庫,經過(guo)全面的工(gong)程審查(cha),9月(yue)份SV-01被確定為(wei)可供發(fa)射使(shi)用(yong)。全球定位(wei)系統(GPS)管理局也在今(jin)年(nian)啟動(dong)了(le)首發(fa)式發(fa)射計(ji)劃(hua),并于11月(yue)份完成(cheng)了(le)最后的工(gong)廠任務(wu)準(zhun)備測試(shi)。同(tong)(tong)樣重要(yao)的是(shi),其他九顆衛星的生產正(zheng)在緊鑼密鼓地進(jin)行,預計(ji)將(jiang)(jiang)于2018年(nian)初發(fa)布(bu)SV-02“可供發(fa)射”聲明。同(tong)(tong)時(shi),該(gai)機(ji)構(gou)也在為(wei)后續的生產合同(tong)(tong)準(zhun)備征求建議(yi)書(RPF),該(gai)項合同(tong)(tong)將(jiang)(jiang)增加多達(da)22顆GPS III衛星。隨著(zhu)美國國防部(DoD)最終確定了(le)該(gai)計(ji)劃(hua)的要(yao)求,并準(zhun)備在年(nian)底之前發(fa)布(bu)需求計(ji)劃(hua)書(RFP)。

    新一代運控系(xi)統(OCX)和軍用GPS用戶設備(MGUE)有所進展。一直以來,雖然新一代運控系統(OCX)都是美國國防部的工作重點,但該方案在重組計劃后于2017年才取得了進展。 8月份,OCX第一次完成了與GPSIII衛星的集成對接。在十一月份期待已久的OCX初始版本(被稱為Block 0)進行了交付。盡管這些是令人鼓舞的跡象,但到2022年形成完全的成套系統仍然有很長的路要走。今年年初,軍用GPS用戶設備(MGUE)計劃實現了采購里程碑B,使其進入工程和制造開發階段。MCEU的目標是在2017年11月完成初步設計審查。同樣重要的是,MGUE成功地完成了兩個重大的風險降低試驗。首先,美陸軍成功演示了與MGUE接收板塊結合的81毫米迫擊炮精確制導彈藥,在3月份完成第一次M代碼指導打擊測試。接著,空軍在四次成功的飛行測試中演示了集成到B-2轟炸機內的MGUE導航裝置原型機。這些測試增強是抗干擾和反欺騙GPS能力的重要一步,確保為美國及其盟友提供安全、可靠的保護。

     

    二、格洛納斯的主(zhu)要任務是滿足(zu)用戶需求

    格洛納斯(si)的總設計師謝爾蓋·卡如廷、信息衛星系統總干事尼古拉·特斯托葉圖夫和俄羅斯空間系統總干事安德烈·圖林一起撰文談格洛納斯。文章指出,現代社會對導航信號的依賴性日益增強,增加了GNSS提供者的責任。同時,用戶希望能夠很簡單地獲得高質量服務。這也是格洛納斯團隊追求的目標:提高在用戶級別的格洛納斯服務質量。在推進FDMA和CDMA兩種類型信號的同時,正式在公布的ICD文件中,將用戶提高定位精度的需求落實到信號傳播環境誤差修正,尤其是將電離層與對流層的修正模型納入其中。計劃使用導航中的FDMA備用信號的超幀傳輸電離層模型描述中的參數,正在進行的研究表明,使用自適應模型進行折射修正的三個參數:電離層F2峰值處TEC的數值因子(總電子含量)、太陽能活動指數和日地磁活動指數。修正后的電離層效應可減少70%。同時,還運用與緯度相關的對流層模型,以期提高精度。

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    今年,第四代GLONASS-K2衛星已經通過技術基準的初步設計審查。新的衛星平臺可提供衛星質心和衛星天線相位中心相對位置恒定性。平臺新的立方體安排使得這個平臺也適應導航信號的整個集合(CDMA和FDMA)可以運用單個相控陣天線系統。GLONASS-K2配備了新的原子頻率標準,由傳統量子頻率標準組成的基于銫束管和被動式標準氫脈澤(PHM)實現了組合。從2020年開始,日穩定性為5×10-15的微型PHM將被安裝在衛星上。到2020年,在慶祝格洛納斯提供全面運作能力25周年之際,有望實現上面提到的所有努力,從而提供新的服務質量,格洛納斯用戶可以根據自己的需求劃分優先級加以采用。

     

    三、歐洲伽利略系統的厚(hou)望(wang)是(shi)在(zai)2018年實現重大躍升

    歐空局伽利略計劃和導航相關活動(dong)部(bu)主任(ren)保羅·屋忽也夫指出:歐空局(ESA)和歐洲導航衛星系統局(GSA),從2018年一開始就進行四顆新伽利略衛星調試和在軌測試(IOT)。這批衛星(19、20、21、22星)是由德國OHB提供的,加上它們,使得伽利略系統星座的衛星數量達到22顆。這將為世界上任何地方的用戶提供可用性時間達到99.8%,實現高質量的定位解決方案,PDOP值會小于5。當24個FOC衛星全部運行時,PDOP值約為2.4。

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    值得關注的有:一是雙(shuang)頻大眾化應用。今年九月,博通發(fa)布(bu)了首款能夠應用伽利略雙(shuang)頻信(xin)號(hao)的大眾化市場(智能手(shou)機(ji)和移動設備)的GNSS芯片,所用頻點是L1/E1和L5/E5;二是全星座運營(FOC)。2018年夏天,發射最后一批四顆FOC衛星,其后伽利略星座將實現全星座運營,達到其預定的設計性能,并且形成2顆衛星熱備份;三是提供免費的精密單點定位(PPP)服務。原先設計商業服務廣播信號為付費的用戶使用,現在決定改為免費服務,通過相應的接收機終端能夠實現10cm左右的定位精度,并且在2018/19年間,由GSA遴選服務提供商。伽利略系統的公共特許服務,還是支持國家基礎設施和安全相關的裝備;四是新一代歐洲GNSS技術。涉及多星座的EGNOS、伽利略二代系統和一、二代之間的過渡期衛星系統。

     

    四、中國北斗系(xi)統加(jia)緊建(jian)設進度,加(jia)強多樣化和(he)拓展

    北斗系(xi)統總工程師楊長風撰文指(zhi)出,北斗在(zai)2020年建成30顆衛星組成的全球系統,其中3顆是地球靜止衛星(GEO)、3顆是傾斜地球同步衛星(IGSO)和24顆地球中軌道衛星(MEO)。北斗系統(BDS)將為全球用戶提供開放免費的高品質服務,包括導航、定位、授時、短報文通信,以及搜索和救援等服務。

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    BDS旨在發(fa)(fa)(fa)(fa)展成為一(yi)(yi)個(ge)(ge)世(shi)界級(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)全球導航衛(wei)(wei)(wei)星(xing)系(xi)統(tong)(tong),具(ju)(ju)有(you)(you)創新(xin)性和(he)(he)(he)(he)(he)先(xian)進(jin)性技(ji)術,非凡的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)戶體驗,國(guo)(guo)(guo)(guo)際化發(fa)(fa)(fa)(fa)展和(he)(he)(he)(he)(he)全球存在,它(ta)(ta)可以提供國(guo)(guo)(guo)(guo)家國(guo)(guo)(guo)(guo)防和(he)(he)(he)(he)(he)經(jing)(jing)濟(ji)社會發(fa)(fa)(fa)(fa)展所需的(de)(de)(de)(de)(de)基本時間和(he)(he)(he)(he)(he)空間參(can)考,促(cu)進(jin)高科技(ji)和(he)(he)(he)(he)(he)IT行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)步(bu)。其主(zhu)要情況介(jie)紹可分為以下四(si)個(ge)(ge)方面:一(yi)(yi)是(shi)系(xi)統(tong)(tong)建設。包(bao)括北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)-3號(hao)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)建設,今年(nian)(nian)11月5日發(fa)(fa)(fa)(fa)射(she)頭一(yi)(yi)組兩(liang)顆衛(wei)(wei)(wei)星(xing),年(nian)(nian)底之前發(fa)(fa)(fa)(fa)射(she)第二組衛(wei)(wei)(wei)星(xing)。北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)-3號(hao)具(ju)(ju)有(you)(you)與其它(ta)(ta)GNSS實(shi)現兼容(rong)互操作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)B1C和(he)(he)(he)(he)(he)B2a信(xin)號(hao),高品(pin)質的(de)(de)(de)(de)(de)銣原(yuan)子(zi)鐘和(he)(he)(he)(he)(he)氫原(yuan)子(zi)鐘其日穩定(ding)(ding)度分別達(da)(da)(da)到(dao)E-14和(he)(he)(he)(he)(he)E-15,空間信(xin)號(hao)測距誤差小于0.5米。還具(ju)(ju)有(you)(you)短(duan)報文通(tong)(tong)信(xin)、星(xing)基增(zeng)(zeng)強(qiang)和(he)(he)(he)(he)(he)搜索救(jiu)援能力;二是(shi)集成與融(rong)合(he)(he)應用(yong)。開發(fa)(fa)(fa)(fa)了(le)具(ju)(ju)有(you)(you)自主(zhu)知識產權的(de)(de)(de)(de)(de)能夠進(jin)行(xing)(xing)米級(ji)定(ding)(ding)位北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)兼容(rong)芯片(pian),2017年(nian)(nian)銷售(shou)國(guo)(guo)(guo)(guo)產北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)兼容(rong)機(ji)芯片(pian)數(shu)量(liang)超過5千萬套,涉及北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)產業(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)企業(ye)(ye)(ye)(ye)數(shu)量(liang)達(da)(da)(da)到(dao)14000余家,從業(ye)(ye)(ye)(ye)人(ren)員達(da)(da)(da)到(dao)45萬人(ren)之多(duo)(duo)。許多(duo)(duo)國(guo)(guo)(guo)(guo)內(nei)外(wai)知名廠商(shang),如高通(tong)(tong)、聯發(fa)(fa)(fa)(fa)科、博通(tong)(tong)、天寶、u-blox、華為、三星(xing)等(deng),均將北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)功能納入其產品(pin)之中(zhong)(zhong)。北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)系(xi)統(tong)(tong)極大(da)地(di)推(tui)動了(le)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)導航與其它(ta)(ta)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)(de)集成融(rong)合(he)(he),促(cu)進(jin)了(le)現代服務(wu)業(ye)(ye)(ye)(ye)、先(xian)進(jin)軟件業(ye)(ye)(ye)(ye)、高端制造業(ye)(ye)(ye)(ye)和(he)(he)(he)(he)(he)綜合(he)(he)數(shu)據業(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)足進(jin)步(bu),而且深度融(rong)入到(dao)各行(xing)(xing)各業(ye)(ye)(ye)(ye)。三是(shi)國(guo)(guo)(guo)(guo)際市場(chang)開拓與合(he)(he)作(zuo)交流。目前,北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)覆蓋(gai)達(da)(da)(da)50多(duo)(duo)個(ge)(ge)國(guo)(guo)(guo)(guo)家,30億的(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)群區(qu)域(yu),北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)兼容(rong)產品(pin)已經(jing)(jing)營(ying)銷至70多(duo)(duo)個(ge)(ge)國(guo)(guo)(guo)(guo)家與地(di)區(qu)。北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)系(xi)統(tong)(tong)已經(jing)(jing)逐步(bu)進(jin)入國(guo)(guo)(guo)(guo)際海事組織(zhi)(IMO)、國(guo)(guo)(guo)(guo)際民航組織(zhi)(ICAO)和(he)(he)(he)(he)(he)移(yi)動通(tong)(tong)信(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)3GPP組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)標準之中(zhong)(zhong)。四(si)是(shi)北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)未來發(fa)(fa)(fa)(fa)展。北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)系(xi)統(tong)(tong)將繼續(xu)改(gai)進(jin)其穩定(ding)(ding)性和(he)(he)(he)(he)(he)服務(wu)精度。2018年(nian)(nian)將發(fa)(fa)(fa)(fa)射(she)兩(liang)個(ge)(ge)北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)-2更(geng)新(xin)衛(wei)(wei)(wei)星(xing),以確保(bao)區(qu)域(yu)服務(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)持續(xu)進(jin)行(xing)(xing)。同(tong)年(nian)(nian),將發(fa)(fa)(fa)(fa)射(she)18顆北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)-3的(de)(de)(de)(de)(de)MEO衛(wei)(wei)(wei)星(xing),和(he)(he)(he)(he)(he)1顆北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)-3的(de)(de)(de)(de)(de)GEO衛(wei)(wei)(wei)星(xing)。依托這(zhe)19個(ge)(ge)衛(wei)(wei)(wei)星(xing),北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)-3將具(ju)(ju)備初始運營(ying)能力,服務(wu)一(yi)(yi)帶一(yi)(yi)路(lu)地(di)區(qu)。北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)-3GEO衛(wei)(wei)(wei)星(xing),將承擔北(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)斗(dou)(dou)(dou)(dou)星(xing)基增(zeng)(zeng)強(qiang)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)責任(ren)。

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    本文轉自 北斗時空 

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