双星/罗兰C组合导航方式研究

为了降低卫星导航的使用风险，美国和一些导航大国都积极加强其陆基无线电导航系统特别是罗兰C系统的进一步研究。这说明在开发应用卫星导航系统的同时，还必须继续发展陆基无线电导航系统。因此，我国在大力发展双星导航系统的同时，还应继续加强罗兰C系统的研究，积极开发双星／罗兰C组合导航的潜力。对双星／罗兰C组合导航技术的数据组合方法进行介绍，比较了不同组合方式的导航精度及工作性能。     

GNSS/SINS/视觉多传感器融合的精密定位定姿方法与关键技术EI北大核心CSCD

全球导航卫星系统作为国家重要的空间信息基础设施,具备全球、全天候、高精度连续定位、导航和授时的功能,然而,到达地面的GNSS卫星信号非常微弱,存在遮挡、干扰和欺骗三大脆弱性问题,无法在电磁干扰、物理遮蔽等复杂环境下使用,为了保障国家PNT系统的坚韧性,提升导航与位置服务的能力,我国开始推进以北斗为核心的国家综合PNT体系建设,其中多传感器集成、多源异质信息融合是未来PNT技术的重要发展方向,也是从根本上解决单一导航系统局限性和脆弱性的有效途径,为了实现连续可用,精准可靠的PNT服务体系,迫切需要解决多传感器融合的精密定位定姿关键技术。论文主要工作如下。     

北斗写入国际海事应用 加速产业链发展

正日前,国际海事组织航行安全、通信及搜救分委会第四次会议(IMO NCSR 4)在英国伦敦召开,会议成功通过了中国代表团提交的有关船载多无线电导航系统性能标准的建议,并将北斗写入海事应用的定位、导航及授时PNT导则内。这是继北斗首个国际船载性能标准获得通过、北斗成为国际海事组织认可的世界卫星导航系统后,北斗国际海事应用领域取得的     

BDS精密定轨关键技术研究

正2012年12月27日,中国北斗二代卫星导航系统(BDS)正式为亚太区域用户提供定位导航授时(PNT)以及短报文通信服务,预计到2020年BDS将实现全球组网并提供全球PNT服务。导航卫星的轨道产品是保障导航系统可用性的核心要素之一,卫星轨道精度将直接影响用户的导航定位性能,因此,如何获取高精度的导航卫星轨道是BDS目前关注的重点研究问题。     

复杂电磁环境下罗兰C系统作为GPS备份的探讨

采用GPS作为单一的导航、定位和授时系统具有危险性,在复杂电磁环境下易受敌方干扰。针对美国关闭罗兰C发射台,分析了GPS拥有备份系统的必要性和罗兰C作为备份的可行性。最后得出结论：我国需要继续保持和发展陆基无线电导航系统。     

下一代卫星导航系统的核心关键

<正>有没有下一代卫星导航系统?也就是第三代卫星导航系统?回答应该是,有。目前,GNSS系统的最大软肋是其脆弱性,那么解决脆弱性就应该成为当务之急。所以,近些年来坚韧(强)PNT,或者弹性PNT就成为热点课题。因此,下一代卫星导航系统把突破坚韧性作为核心关键,是顺理成章的事情。也就是说,下一代系统,当务之急不是铺摊子,而是瞄准核心关键,在原有的基础上进行升级换代,而不是重打锣鼓另开张,干狗熊扒棒子的傻事,更不是谈天说地地讲一些不着边际的、完全没有可操作性的天方夜谭。     

卫星导航增强系统建设与发展

自卫星导航系统诞生以来,人们发展了多种增强技术和手段,并建立了大批增强系统,以满足用户更高精度和完好性的需求.由于卫星导航增强技术客观上晚于基本系统出现,且都是按需独立建立,因此不可避免地存在着"碎片"和"补丁"式发展问题,相互之间功能重叠,缺乏统一的规划和标准,未成体系化建设.本文回顾和总结了卫星导航增强技术的产生和发展历程,梳理了相关技术内涵与定义,并重点介绍了中国北斗卫星导航系统(BDS)增强体系的建设和发展情况.在此基础上,结合5G通信、低轨卫星等新兴技术,对卫星导航增强体系未来发展动态进行了展望和分析,并对未来北斗定位、导航与授时(PNT)综合服务中的增强体系建设提出了建议.     

PNT智能服务

定位导航定时(PNT)发展的重要方向是智能PNT服务.智能PNT服务必须首先感知用户PNT服务需求,以及用户所处的相关环境,进而实现多源PNT信息智能集成、观测模型智能优化及多源PNT信息智能融合,最终实现PNT信息的智能推送.本文从PNT智能感知、智能模型、智能数据融合到智能服务各个环节论述"智能PNT"的关键技术,并分析其内涵;提出PNT信息智能集成的"可用性准则",PNT观测函数模型智能优化的"可靠性准则",PNT多源观测随机模型优化依据的"不确定性准则",多源PNT信息融合的"精确性准则",PNT服务的"高效性准则"及高动态用户的"连续性准则".分析认为,综合PNT是弹性PNT的基础,弹性PNT是智能PNT的基础,智能PNT是PNT服务的重点发展方向.     

开启新时空信息服务时代

正国家新时空体系建设,即综合PNT (定位、导航、授时)体系的建设已经展开,以北斗卫星导航系统为核心,构建一个更广泛的融合深空、地面、海洋、室内的全覆盖多种技术手段的国家定位导航授时体系,要能无缝覆盖、精准统一、安全可信、高效便捷,要与云计算、互联网、大数据、新一代通信技术深度融合,要形成万物互联、万物智能的新时空服务体系。     

北斗导航市场规模今年或超百亿

2013年,我国自主可控的北斗卫星导航系统将在行业应用市场迎来高峰,应用市场规模预计将突破1 00亿元.随着北斗车载智能终端量产,深圳生产制造的民用车载卫星导航仪在全国的产业份额有望从40％上升到50％以上. 近日,工信部电子司等部门作指导单位、中国卫星定位导航协会、国家无线电检测中心、电子工业出版社主办的"北斗卫星导航系统应用现状调研会"在中科院深圳先进技术研究院召开.记者从会上获悉,尽管目前北斗终端数量、相关产值与GPS相比仍然比较小,但201 3年将迎来一个机遇期,在行业应用市场率先发力.     

Precise orbit determination of the Haiyang 2C altimetry satellite using attitude modeling

GPS Solutions - The precise satellite clock bias prediction is critical in improving the positioning, navigation and timing (PNT) service capabilities of the global navigation satellite system...     

微PNT与综合PNT

综合定位导航授时是后GNSS(全球卫星导航系统)发展的必然趋势。本文侧重梳理微PNT发展需求和发展现状,分析与之关联的核心关键技术,论述综合PNT与微PNT的关系。强调综合PNT需要大量基础设施投入与建设,而微PNT侧重高技术传感器的集成应用。与现有文献思路不同的是,我们认为,为了实现各类传感器PNT输出结果的坐标基准统一和时间尺度一致,微PNT应包含多模GNSS和芯片级惯性导航和芯片级原子钟等定位定时组件,微PNT强调小型化、个性化、组合化服务终端;微PNT除各PNT组件的小型化外,还包括各组件的深度集成,各类数据的自适应融合和各组件的自主标校;当然,微PNT也强调各传感器信息的时空基准的统一。     

综合PNT场景增强系统研究进展及发展趋势

定位导航授时（positioning navigation and timing,PNT）是国家重要战略基础设施,目前中国已经建立了完善的北斗天基增强系统、地基增强系统、低轨增强系统,室内外定位技术蓬勃发展,但声光电磁等多种定位技术手段在全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）拒止环境受到诸多限制,在深空、深地、深海三深空间综合PNT依然面临许多困难。近年来,数字孪生、实景三维等战略逐渐落地,三维场景为提高综合PNT的完好性、连续性、可用性提供了新的机遇。对综合PNT场景增强国内外技术现状进行了系统梳理,总结了综合PNT场景增强系统面临的挑战,阐述了综合PNT场景增强系统建设主体、服务层次、系统架构等基本框架,展望未来中国的综合PNT体系是以北斗PNT为核心,天基增强、地基增强、低轨增强、场景增强多源信息集成的服务于全空间的综合PNT智能服务体系。     

单频到五频多系统GNSS精密单点定位参数估计与应用

全球导航卫星系统(GNSS)已发展至多频多系统时代,特别以我国北斗卫星导航系统(BDS)为代表的四大全球导航卫星系统可全天时、全天候播发十几个频率的伪距、相位和多普勒等观测信息。多频多系统GNSS为用户提供更多的观测数据和组合选择,为精密定位、导航和授时(PNT)应用带来了新的机遇,如高精度位置服务、大地测量、空间天气和灾害监测等。但多频多系统GNSS观测为精密单点定位(PPP)组合模型和系统偏差及大气延迟估计等带来诸多问题和挑战。本文给出了单频到五频多系统GNSS精密单点定位(PPP)模型,估计和评估了单频到五频多系统GNSS PPP定位精度、接收机钟差、对流层延迟、卫星和接收机硬件延迟,以及频间偏差。给出了GNSS PPP最新应用进展,包括GNSS气象学、电离层模拟、时间频率传递、建筑物安全和地震监测及其应用。结果表明,多频多系统极大地提高了GNSS PPP参数估计的精度和可靠性,具有重要的应用价值。最后给出了多频多系统GNSS PPP应用前景与展望。     

一种SINS/GPS深组合导航系统技术问题分析

为了满足高动态用户及强干扰条件下的应用需求,提出了一种基于卫星信号矢量跟踪的SINS/GPS深组合导航方法,设计了基于FPGA硬件平台的实施方案。利用组合卡尔曼滤波器反馈回路取代了传统接收机中独立、并行的跟踪环路,能够同时完成所有可视卫星信号的跟踪和导航信息处理;通过矢量跟踪算法对所有可视卫星信号进行集中处理,能够增强跟踪通道对信号载噪比变化的适应能力,从而提高接收机在强干扰或信号中断条件下的跟踪性能;根据SINS导航参数和星历信息推测GPS伪码相位和多普勒频移等参数,用以辅助卫星信号的捕获和跟踪,能够大大缩短接收机的搜索捕获时间,并增强接收机在高动态条件下的跟踪性能。基于矢量跟踪的深组合方法不仅在GPS信号短暂中断期间,能够保证系统的导航精度和可靠性,而且在强干扰环境中能够维持较好的伪码相位和载波频率跟踪性能。     

Calculation and accuracy evaluation of TGD from IFB for BDS

With the development of new global navigation satellite system applications, the demand of high accurate positioning navigation timing (PNT) service becomes urgent. For precise PNT, the timing group delay (TGD) is regarded as an important parameter in the satellite navigation message. Instead of using the absolute receiver hardware delay, a method based on receiver inter-frequency bias (IFB, i.e., differential receiver hardware delay between different frequencies) calibration is presented to deal with the rank deficiency of a calculation matrix and to reduce jumps in TGD solutions in BDS. The double-differenced pseudorange obtained from a pair of zero baseline receivers is used to evaluate the IFB calibration accuracy. The estimated precision of TGD is evaluated and compared with GPS TGD provided by IGS. In order to ensure the quality of assessment, a method based on the difference of dual-frequency ionospheric delay is proposed to compare the accuracy of the estimated TGD and broadcast TGD. Finally, the effect of TGD on the user equivalent range error is analyzed. The analysis result shows that for BDS IGSO satellites, the precision of TGD1, which is the differential hardware delay between B1 (1561.098 MHz) and B3 (1268.52 MHz) frequencies, is better than 0.5 ns, and for GEO and MEO satellites the TGD1 is better than 1 and 2 ns, respectively. The precision of TGD2 of all satellites, which is the differential hardware delay between B2 (1207.14 MHz) and B3 frequencies, is better than 0.5 ns. The accuracy analysis result reveals that the proposed TGD estimation method can provide better results when compared with the broadcast data.     

通导遥一体化深远海PNT基准及服务网络构想

从海底控制网设计、布设、测量、数据处理和海洋声速场构建几个方面介绍了海底控制网建设的现状。结合国家海洋战略需求和海洋大地测量技术发展,分析了现阶段海底控制网建设面临的问题:认为目前的海底网规模小,缺乏信息共享,功能单一;设计与布设原则未与控制网等级关联,多为定性描述,缺乏操作性;声速场精度和分辨率偏低;测量和数据处理仅考虑了海底控制点的定位问题,难以满足大区域、高精度海洋PNT（positioning, navigation, and timing）基准网建设需求。据此,利用海洋声道的远程通讯和测距定位能力,提出了建设联合北斗/GNSS（global navigation satellite system）定位和通信导航功能的通导遥一体化深远海PNT基准及服务网络的构想,针对该网络的功能和布放设计、高精度、高分辨率海洋声速场模型的构建、各类PNT基准点的测量和整体网平差处理、海底PNT基准点的自校准和自维护、覆盖水域的位置增强服务、目标和环境的遥测和感知服务等几个关键技术问题,提出了实施方法和设想,以期解决当前海洋控制网大区域建设面临的缺乏通讯、布网原则和测量方法不完善、功能单一等问题,为新一代高性能海洋大地测量及PNT导航定位服务网络的建设提供支撑。认为随着长距离布网优化设计、增强位置服务、精确授时和时间同步、远程通讯及网络功能的拓展和应用服务等难题的突破,所构想的网络体系必将引起海洋PNT建设的一次变革。     

北斗系统创新发展与前景预测

随着旺盛的卫星应用社会需求及航天新技术的迅猛发展,天基无线电系统相互交叉融合已成趋势。北斗系统从两颗卫星起步,以快速定位报告(RDSS)与短报文通信(MSS)业务为特色建成中国第一代卫星导航定位系统。随后,用8年时间构建了RNSS连续导航与RDSS定位报告相结合的北斗技术体制,完成了亚太地区覆盖。通过有效的卫星无线电频率兼容设计与国际协调,北斗系统是世界上第一个被国际电信联盟(ITU)规则认可的RNSS、RDSS、MSS三大业务相结合的卫星无线电系统。本文阐述了北斗系统在创新超越理念下的三大业务、四大功能的发展历程、技术体制、主要特点及前景预测。     

综合PNT体系及其关键技术

综合定位、导航与授时(PNT)的核心是不过分依赖GNNS,采用一切可以应用的PNT信息源实施全空域目标定位、导航与授时服务。本文分析了综合PNT需求,论述了综合PNT的基本定义和基本概念,分析了综合PNT所涉及的信息源,论述了综合PNT关联的核心技术,包括多源PNT传感器集成技术、多源PNT的数据融合技术。强调指出,综合PNT体系的信息源必须是"基于不同物理原理的多源信息";综合PNT的运控系统应该基于云平台,实现用户志愿者共同测控;用户终端或传感器必须"深度集成、低功耗";PNT服务信息必须是"智能融合或自适应融合"。综合PNT系统应该在统一时空基准下,满足服务的可用性、精确性、可靠性、连续性和稳健性。     

BDS不同服务体制下授时模型差异研究

随着北斗卫星导航系统(BDS)的全球组网发射完成,BDS逐步实现了向全球用户提供基本导航（卫星无线电导航业务(RNSS)、向中国及周边区域用户提供区域短报文通信（卫星无线电测定业务(RDSS)、星基增强(SBAS)等服务的“三步走”规划．为研究BDS不同服务体制下的授时差异,本文从时空基准、授时精度检核、设备时延、卫星健康状态等方面,分析了基于已知位置的BDS RDSS单／双向授时、RNSS单／双频授时及SBAS单频授时模型差异,并给出了基于本文授时模型下的BDS不同体制授时精度,以为利用BDS进行授时服务的用户机研制、生产、测试和检验提供参考.