全球导航卫星系统的现代化进展

无论从技术角度、经济角度、还是从战略角度出发,卫星导航定位系统都具有极高的研究及应用价值。文章重点围绕国外三大导航卫星定位系统及国内北斗星导航定位系统的体系结构、服务内容、现代化进展及其相互异同;阐述了发展卫星导航定位系统对我国的重大意义;提出了我国面临这一高新技术浪潮急需采取的战略举措。     

GNSS全球卫星导航系统发展概况及最新进展

随着卫星导航技术的不断进步,GNSS全球卫星导航系统得到了快速发展和广泛应用。概述了GNSS系统的发展历程及研究现状,介绍了目前全球四大卫星导航系统GPS、GLONASS、Galileo和COMPASS的概况与最新进展,讨论了GNSS系统未来的发展方向。     

The International GNSS Service in a changing landscape of Global Navigation Satellite Systems

The International GNSS Service (IGS) is an international activity involving more than 200 participating organisations in over 80 countries with a track record of one and a half decades of successful operations. The IGS is a service of the International Association of Geodesy (IAG). It primarily supports scientific research based on highly precise and accurate Earth observations using the technologies of Global Navigation Satellite Systems (GNSS), primarily the US Global Positioning System (GPS). The mission of the IGS is “to provide the highest-quality GNSS data and products in support of the terrestrial reference frame, Earth rotation, Earth observation and research, positioning, navigation and timing and other applications that benefit society”. The IGS will continue to support the IAG’s initiative to coordinate cross-technique global geodesy for the next decade, via the development of the Global Geodetic Observing System (GGOS), which focuses on the needs of global geodesy at the mm-level. IGS activities are fundamental to scientific disciplines related to climate, weather, sea level change, and space weather. The IGS also supports many other applications, including precise navigation, machine automation, and surveying and mapping. This article discusses the IGS Strategic Plan and future directions of the globally-coordinated ~400 station IGS network, tracking data and information products, and outlines the scope of a few of its numerous working groups and pilot projects as the world anticipates a truly multi-system GNSS in the coming decade.     

2013年世界导航卫星回顾

首先以IGS（international GNSS service）的最终轨道产品为依据,具体介绍并验证了分析中心轨道综合的原理及方法。其次,针对产品一致性改正项,分析了其对综合轨道的影响,结果表明该项改正可以引起2 mm的轨道差异。最后针对试运行中的iGMAS轨道产品,通过对综合轨道质量稳定性和抗差性分析,进一步验证了本文给出的轨道综合方法适用于目前iGMAS分析中心多系统轨道。通过选定外部的参考产品,对iGMAS各个分析中心轨道产品及综合轨道的精度进行了初步分析。     

组合导航卫星系统定位技术进展

多星座导航系统的组合共用是近年来卫星导航领域的发展方向之一。综述了基于组合导航卫星系统定位技术的最新研究进展,从多源信息融合理论的角度阐述了卫星导航系统组合定位的思路,同时在多星座导航系统组合的新背景下分析了载波相位模糊度解算这一关键问题的发展,探讨了系统组合共用实施中有待于进一步研究解决的新问题。     

世界几大卫星导航系统的比较

近年来,随着全球导航定位系统的战略作用与地位日渐突出及其在促进经济社会发展中的地位日益显著,越来越多的国家和地区开始着手或加强该它的建设。本文概述了世界几大卫星导航系统的现状,并对其主要参数进行了简要的介绍和比较,展望了卫星导航系统的发展趋势。     

多种导航卫星系统的组合共用技术探讨

随着全球各导航卫星系统的兴建,多种导航卫星系统的组合共用在近年来逐步成为卫星导航领域的研究热点。从导航系统的星座及观测几何、可用性、完备性、精度、可靠性、载波相位模糊度求解能力等方面,分析了多种导航卫星系统组合共用的优越性。阐述了组合共用的使能技术及最新的研究进展,并对发展前景做出了展望。     

利用Walker星座实现全球导航卫星星座设计

分析了轨道面数、卫星数、轨道偏心率对星座性能的影响。通过对3种星座构型,6种轨道半长轴,46°~66°之间轨道倾角的对比计算,以回归周期内星座CV值作为指标确定了初选卫星星座。结合星座覆盖性能、最大DOP值以及精度可用性的分析,采用Walker-δ星座设计完成了全球卫星导航系统星座布设方案。探讨了采用增加GEO卫星实现区域增强的星座布局。     

利用Walker星座实现全球导航卫星星座设计

分析了轨道面数、卫星数、轨道偏心率对星座性能的影响.通过对3种星座构型,6种轨道半长轴,46°～66°之间轨道倾角的对比计算,以回归周期内星座CV作为指标确定了初选卫星星座.结合星座覆盖性能、最大DOP值以及精度可用性的分析,采用Walker-δ星座设计完成了全球卫星导航系统星座布设方案.探讨了采用增加GEO卫星实现区域增强的星座布局.     

全球导航卫星系统发展综述

全球导航卫星系统及其应用领域在不断地扩大和深化。本文着重介绍了当前全球卫星导航系统及其应用技术的现状、发展趋势和应用前景。同时,对这几种导航系统进行综合对比,分析了全球背景下我国北斗卫星导航系统所面临的机遇和挑战,并对未来工作提出一些建议。     

全球导航卫星系统地面监测站优化设计方法

地面监测站数量和分布直接影响全球卫星导航系统的星历精度,其优化布设是提高系统性能的前提,也是系统建设需要重点关注的环节。给出了评价监测站布设性能的综合指标,提出了一种用于监测站覆盖性能评估的模型,并通过对MEO卫星半长轴的长期变化和回归经度漂移的分析,验证了该模型用于评价全球导航系统监测站优化布设的合理性。最后,综合利用覆盖性能指标和精密定轨精度指标对全球监测站不同布局方案进行了分析比较,给出了监测站优化布设方案。     

具有先验信息的区域增强系统卫星轨道确定方法

针对中国实时精密定位服务系统的建设,提出了一种具有全球先验信息的导航卫星轨道确定方法,其关键点在于先验轨道信息权函数的确定。首先在预报轨道误差特性分析的基础上,给出了采用一阶高斯-马尔科夫模型进行先验信息权函数的建立方法;然后对先验信息和区域观测数据赋予相应权,进行联合定轨。     

EGNOS电离层延迟改正数分析

EGNOS是一个广域增强系统,向用户提供电离层改正数是其服务内容的一部分。本文分析了EGNOS电离层改正数的结构,介绍了用户的电离层改正数算法流程。结合EGNOS在中国测试的实际数据,对EGNOS电离层改正数进行了分析。通过对EGNOS的电离层改正数分析可以为我国的广域增强系统提供技术参考。     

GNSS天线阵列接收机与无线传感器网络在灾害监测中的集成方法研究

主要讨论如何将GPS、GLONASS和Galileo系统集成到天线阵列接收机中,如何与无线传感器网络集成,实现数据传输的自动化,并利用无线传感器网络自组网、自适应等特点,实现节点定位,将GNSS天线阵列接收机的几何监测功能与传感器的物理监测功能结合起来,实现地面/地下、几何/物理的三维立体自动化监测。     

“卫星导航定位原理”课程研究性教学法探讨

针对“卫星导航定位原理”课程教学过程中存在的问题,提出了突出教学重点、设计教学内容、加强主动性学习的教学思路,设计了一套课堂理论教学、实践环境设计、试验实习教学的方法,在实践中采用了突出重点内容、引进工程案例、设计教学环境、因人因组而异的方式,突出了设计性和研究性教学,取得了较好的教学效果。     

提高全球导航卫星定位系统精度和稳定性的算法研究

针对地面用户接收机的性能易受各种复杂环境影响的问题,研究了在遮挡、多径等复杂环境下,提高和保持定位精度及稳定性的定位算法。基于RAIM思想,对量测信息进行故障诊断和处理,给出了一种高性能、低复杂度的EKF算法。仿真和试验表明,该算法不但提高了定位的精度,而且具有较强的鲁棒性和较强的工程实用性。     

The role of Global Navigation Satellite System (GNSS) software radios in embedded systems

This paper outlines the motivation for Global Navigation Satellite System (GNSS) software receivers. Features of traditional and software-based GNSS receiver architectures are highlighted and compared, focusing on the advantages of the software design. The choice of which architecture is advantageous, particular in the case of embedded systems, is present along with design criteria—both for the current environment as well as what can be expected in the future. Electronic Publication     

GPS/BDS基线解算的精度分析

着眼于BDS基线解算的精度分析,运用双差观测值模型方法分析了基线解算的精度。在此基础上比较在GPS与BD在单系统与系统组合下卫星可见性、PDOP值,并对比在短基线与长基线下GPS与BD在单系统与系统组合下定位精度和可靠性区别,得出了系统组合下定位精度较高的结论。在研究BDS定位精度方面进行了初步尝试和有益探讨。     

Galileo改正电离层折射误差高阶项的方法

在研究电离层折射对Galileo测量的影响及电离层折射误差模型的基础上,针对Galileo系统中的4个频率,提出运用四频观测值将电离层折射误差改正至三阶项的方法,并推导了四频载波相位观测值无电离层折射组合方程,从而进一步提高了Galileo的定位精度。