在我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（北斗系統(tǒng)）初步實(shí)現(xiàn)全球能力覆蓋的背景下,低軌衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)（LEO-NA）技術(shù)因其易于與北斗系統(tǒng)協(xié)同來提高全球自主導(dǎo)航精度、拓展全球衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場的巨大潛力而成為研究熱點(diǎn)。本文梳理了發(fā)展導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)的現(xiàn)實(shí)需求,分析了導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)以及LEO-NA技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,重點(diǎn)介紹了我國"珞珈一號(hào)"關(guān)鍵技術(shù)在軌驗(yàn)證的進(jìn)展情況。在此基礎(chǔ)上,研判了LEO-NA系統(tǒng)未來發(fā)展面臨的技術(shù)挑戰(zhàn),如導(dǎo)航增強(qiáng)頻率的兼容互操作、通信/導(dǎo)航信號(hào)一體化設(shè)計(jì)、低軌衛(wèi)星星座管控、高動(dòng)態(tài)導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)捕獲與跟蹤、與現(xiàn)有導(dǎo)航系統(tǒng)的融合等。研究提出,針對我國發(fā)展LEO-NA技術(shù)的迫切需求,可著重在以下方面開展工作:加強(qiáng)系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)并充分利用現(xiàn)有資源,注重LEO-NA系統(tǒng)與北斗系統(tǒng)的協(xié)同增效;促進(jìn)通信、導(dǎo)航、遙感功能融合,分步驟分層次構(gòu)建天基信息實(shí)時(shí)服務(wù)系統(tǒng);將衛(wèi)星工程與地面基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一規(guī)劃考慮,實(shí)行星地一體化建設(shè)。 

【文章來源】：中國工程科學(xué). 2020,22(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)的分類及典型導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)[11～15]

“珞珈一號(hào)”科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星主要用于開展夜光遙感和LEO-NA技術(shù)的在軌試驗(yàn)（見圖3）。衛(wèi)星配置了2套GPS/BDS接收天線，可接收GPS、北斗雙模四頻觀測數(shù)據(jù)，用于在軌數(shù)據(jù)處理、精密軌道和時(shí)鐘信息計(jì)算，生成雙頻測距信息播發(fā)至地面。地面接收機(jī)同時(shí)接收GPS、北斗、“珞珈一號(hào)”的測距信號(hào)，進(jìn)行聯(lián)合定位以提升定位性能，尤其是縮短PPP收斂時(shí)間�！扮箸煲惶�(hào)”配置的適用于微小衛(wèi)星搭載的專用導(dǎo)航增強(qiáng)載荷，在星上信號(hào)收發(fā)隔離、星上高精度時(shí)間維持、載荷小型化、低功耗設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)方面取得了突破。地面配置的接收機(jī)樣機(jī)為全新研制，根據(jù)LEO-NA信號(hào)的特性進(jìn)行了優(yōu)化，提升了低軌衛(wèi)星捕獲靈敏度和跟蹤精度，并可同時(shí)捕獲和跟蹤GPS、北斗導(dǎo)航信號(hào)以及“珞珈一號(hào)”導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)（見圖4）。

“珞珈一號(hào)”科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星成功完成在軌導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)試驗(yàn)，地面接收機(jī)成功捕獲并跟蹤LEO-NA信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)載噪比的大幅提升。衛(wèi)星信號(hào)過境期間的天空圖和雙頻導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)的載噪比見圖5，體現(xiàn)了珞珈一號(hào)雙頻導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)（H1信號(hào)和H2信號(hào)）跟蹤的連續(xù)和穩(wěn)定。試驗(yàn)過程中，“珞珈一號(hào)”衛(wèi)星信號(hào)載噪比始終處于正常區(qū)間，由此體現(xiàn)了“珞珈一號(hào)”衛(wèi)星LEO-NA方案的技術(shù)可行性。另外，“珞珈一號(hào)”衛(wèi)星的雙頻信號(hào)評(píng)估表明，導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)的偽距和載波相位的測量精度，與衛(wèi)星高度角之間存在顯著的相關(guān)性；利用低成本晶振所產(chǎn)生的導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)，對其載波相位的觀測精度也達(dá)到了毫米級(jí)。“珞珈一號(hào)”衛(wèi)星的導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，為我國LEO-NA技術(shù)領(lǐng)域積累了第一手的實(shí)測數(shù)據(jù)和在軌測試經(jīng)驗(yàn)[37,39]。綜合來看，“珞珈一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)在載荷設(shè)計(jì)、信號(hào)體制設(shè)計(jì)、關(guān)鍵元器件選型與指標(biāo)論證、低軌導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)接收機(jī)設(shè)計(jì)、信號(hào)監(jiān)測與評(píng)估以及LEO-NA數(shù)據(jù)處理等多個(gè)方面取得重要進(jìn)展，為我國未來LEO-NA系統(tǒng)的建設(shè)提供了借鑒。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：2974378