卫星导航系统相关技术发展动态
卫星导航技术的发展和应用前景
卫星导航技术的发展和应用前景随着科技的不断进步，卫星导航技术也在不断发展，成为现代化社会中不可或缺的一部分。
作为解决人类定位、导航、测量等问题的重要工具，卫星导航技术的应用正在不断地拓展，并为我们带来了更多的便利和可能性。
一、卫星导航技术的发展历程卫星导航技术最早起源于美国，60年代初期美国军方为了解决航空领域中的定位问题，开始尝试开展卫星导航技术的研究。
20世纪70年代，GPS（全球定位系统）开发成功，使卫星导航技术正式进入实用化阶段。
之后各国也陆续开始建设自己的卫星导航系统。
我国的北斗卫星导航系统也于2000年开始启动，并经过多年的发展，已经取得了重要的实际应用成果。
今天，卫星导航技术已经成为全人类共同拥有的资源。
目前，全球有四个主要的卫星导航系统，分别是美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的伽利略系统以及我国的北斗卫星导航系统。
这些卫星系统共同构成了全球卫星导航体系。
二、卫星导航技术的应用领域1.交通领域卫星导航技术在交通领域中的应用非常广泛，尤其是在陆地交通和航空领域中。
比如，我们常见的汽车导航系统、交通监控系统、车辆驾驶员管理系统等，都离不开卫星导航技术的支持。
在航空领域，卫星导航技术还可以被用来辅助飞行、实现自动降落等。
2.军事领域军事领域一直是卫星导航技术最早的应用领域之一。
在战场上，卫星导航技术可以帮助军队实现精确的打击、制导导弹、提高通讯等级别。
美国的GPS系统甚至被认为是美军的秘密武器之一。
3.航海领域随着全球经济的发展，航海业也成为一个日益重要的领域。
卫星导航技术可以帮助船舶准确地定位、导航，保证航线的安全和准确性。
我国的北斗卫星导航系统已经被广泛应用于我国的航海业中。
4.测绘领域卫星导航技术在测量领域中也能大显身手。
高精度的卫星定位系统可以帮助工程师们更准确地测量地面上的各种参数，为城市规划、工程设计、土地利用等提供有力的支撑。
三、卫星导航技术的应用前景随着卫星导航技术的发展，它在应用领域中所展现的潜力也越来越大。
卫星定位的发展趋势
卫星定位的发展趋势卫星定位的发展趋势包括以下几个方面：1. 多卫星系统：传统的GPS系统已经发展为全球卫星导航系统（GNSS），包括GPS、Glonass、Galileo和Beidou等系统。
将不同系统整合在一起可以提供更高的定位精度和可用性。
2. 高精度定位：随着技术的不断发展，卫星定位系统的精度也越来越高。
当前的卫星定位系统在普通用户级别下的误差一般在几米到十几米之间，而高精度定位可以将误差降低到厘米级别甚至更低。
高精度定位应用广泛用于地理测量、精确农业、智能交通等领域。
3. 融合导航技术：为了提高定位的可靠性和鲁棒性，卫星定位技术越来越多地与其他传感器融合，如惯性导航、地面基站、激光测距仪等。
融合导航技术可以在卫星定位信号不好或无法接收的情况下，通过其他传感器提供的信息进行位置估计，从而提高定位的可用性和精度。
4. 室内定位：传统卫星定位系统在室内环境下信号弱或无法接收，因此人们对室内定位技术的需求日益增加。
目前，室内定位技术主要通过Wi-Fi、蓝牙、超宽带（UWB）、惯性传感器等技术实现。
室内定位技术在商场导航、室内导航、智能家居等领域有广阔的应用前景。
5. 无人驾驶和智能交通：卫星定位技术在无人驾驶和智能交通领域的应用日益增多。
通过卫星定位系统，无人驾驶汽车可以实时获取自身位置和周围环境信息，从而做出准确的判断和决策。
卫星定位技术也被广泛用于智能交通系统中的车辆导航、实时交通信息、路径规划等功能。
6. 容错与安全：由于卫星定位系统可以受到恶意干扰、信号遮挡等因素的影响，容错和安全性成为发展的重要方向。
人们正在积极研究和开发抗干扰、鲁棒性强的卫星定位算法和系统，以保证定位的可靠性和安全性。
总的来说，卫星定位技术将会越来越普及和广泛应用于各个领域，同时也会不断提高定位的精度、可用性和安全性。
卫星导航系统与精准定位技术发展趋势分析
卫星导航系统与精准定位技术发展趋势分析随着科技的进步和社会的发展，卫星导航系统与精准定位技术在日常生活和各行各业中扮演着越来越重要的角色。
它们的快速发展不仅改变了人们的生活方式，还推动了各行各业的发展。
本文将对卫星导航系统与精准定位技术的发展趋势进行分析。
一、卫星导航系统的发展趋势1. 多系统融合目前，全球主要的卫星导航系统包括美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的Galileo系统和中国的北斗系统。
未来的发展趋势是多系统融合，不同系统之间互相兼容，形成全球统一的卫星导航定位服务。
这样的融合将大大提高定位的准确性和可靠性，满足不同用户的需求。
2. 高精度定位随着技术的不断进步，卫星导航系统将实现更高精度的定位。
目前，标准的GPS定位精度约为10米，而在军事和航天领域使用的系统可以实现亚米级的定位精度。
未来的发展趋势将是将高精度定位技术应用于更多的领域，如交通运输、精准农业和智能制造等。
3. 增强现实与虚拟现实的结合卫星导航系统可以与增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术结合，为用户提供更丰富的导航和定位体验。
将导航信息显示在使用者的视野中，能够提供更直观、更准确的导航指示，并且可以实现实时的导航更新和语音交互。
二、精准定位技术的发展趋势1. 室内定位技术目前，大部分卫星导航系统在室内环境下的定位精度较低。
未来的趋势将是开发更先进的室内定位技术，如WiFi定位、蓝牙定位和地磁定位等。
这些技术可以通过与卫星导航系统的结合提高室内定位的准确性，满足商场、医院、机场等室内场所的导航需求。
2. 智能交通系统精准定位技术在智能交通系统中具有广阔的应用前景。
通过实时获取车辆的定位信息，可以更准确地监控交通流量和道路状况。
这有助于改善交通拥堵问题，提高交通运输的效率和安全性。
3. 无人驾驶技术精准定位技术是实现无人驾驶的关键技术之一。
通过利用卫星导航系统和其他传感器，车辆可以实时获取自身位置和周围环境的信息，从而进行精确的导航和决策。
现代卫星导航系统技术特点与发展趋势分析
现代卫星导航系统技术特点与发展趋势分析一、本文概述随着科技的飞速发展，卫星导航系统已成为现代社会不可或缺的重要组成部分。
它广泛应用于军事、民用、科研等多个领域，为人类的生产、生活提供了极大的便利。
本文旨在深入探讨现代卫星导航系统的技术特点以及未来发展趋势，以期为读者提供全面、深入的技术理解与发展展望。
我们将概述卫星导航系统的基本概念、历史沿革以及现代卫星导航系统的主要构成和功能。
我们将重点分析现代卫星导航系统的技术特点，包括其高精度定位、快速响应、全球覆盖等核心优势，并探讨其在实际应用中的表现。
我们将展望卫星导航系统的未来发展趋势，包括新技术、新应用、新挑战等方面的内容，以期为读者提供一个清晰、全面的技术与发展蓝图。
通过本文的阐述，我们期望能够帮助读者更好地了解现代卫星导航系统的技术特点与发展趋势，为其在实际应用中的使用、研发和创新提供有益的参考和启示。
二、现代卫星导航系统的技术特点现代卫星导航系统以其独特的技术特点，在全球范围内提供了前所未有的定位、导航和授时服务。
这些技术特点主要体现在以下几个方面：高精度定位：现代卫星导航系统如GPS、GLONASS、Galileo和BDS等，通过多颗卫星的协同工作，能够实现全球范围内的高精度定位。
这些系统能够提供米级甚至厘米级的定位精度，满足了军事、民用等多个领域的需求。
全天候工作能力：卫星导航系统不受天气条件的影响，可以在任何时间、任何地点提供连续的导航服务。
这一特点使得卫星导航系统在恶劣环境下，如雨雪、雾霾、夜晚等条件下，依然能够稳定工作。
多功能集成：现代卫星导航系统不仅提供定位服务，还集成了短报文通信、搜救增强服务等多种功能。
例如，GPS和BDS等系统都支持短报文通信功能，用户可以通过卫星信号发送短报文，这在某些特殊情况下具有重要的实用价值。
高可用性：现代卫星导航系统通过多系统融合、多频点接收等技术手段，提高了系统的可用性和可靠性。
即使某一颗卫星出现故障或某一频段受到干扰，系统依然能够正常工作，保证了导航服务的连续性和稳定性。
全球卫星导航系统GNSS技术现状与发展趋势
全球卫星导航系统GNSS技术现状与发展趋势全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）是一种由多个卫星组成的定位与导航系统，它能提供24小时全天候的导航、定位和时间服务。
GNSS技术广泛应用于交通、车辆管理、测绘、航空航天等领域，为人类日常生活和经济发展提供了很大的便利。
本文将介绍GNSS技术的现状与发展趋势。
一、 GNSS技术的现状目前主要使用的GNSS系统包括美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的伽利略系统以及中国的北斗系统。
这些系统均能够提供高精度的定位、导航和时间服务，但各自的性能略有不同。
GPS系统是最早建立和应用的GNSS系统，全球已有数十年的应用历史，准确性较高，可实现厘米级的位置测量。
在交通、车辆管理、航空等领域得到广泛应用，是全球范围内最受欢迎的GNSS系统之一。
GLONASS系统由俄罗斯建立，系统中的卫星数量较少，但其在北极地区的覆盖能力较强，适用于极地航行和勘探等领域。
伽利略系统是欧盟建立的独立GNSS系统，与GPS系统类似，但其准确度更高，可实现毫米级的精度测量，在测绘等精密领域应用广泛。
中国的北斗系统是近年来快速崛起的GNSS系统之一，其在亚洲地区获得了广泛的应用。
北斗系统在精度、可靠性和成本方面具有很大优势，适用于车辆管理、海洋渔业、港口物流等多个领域。
二、 GNSS技术的发展趋势随着GNSS技术的不断发展，其在精度、覆盖范围等方面得到不断提升，未来仍将有以下几个发展趋势：1. 精度提升：对于需要高精度的应用领域，如航空、海洋工程等，GNSS技术将不断追求更高的精度。
例如，目前正在研究的双星定位技术，能够在超过1000公里的距离上实现毫米级精度的定位测量。
2. 成本降低：随着GNSS技术的普及和应用领域的扩大，GNSS产品的价格将逐渐降低，特别是对于中小型企业和个人用户。
如现在广泛使用的GPS导航仪等产品，价格已经相对较低，未来还将越来越便宜。
卫星导航技术的应用范围和进展
卫星导航技术的应用范围和进展近年来，随着科技的不断发展，卫星导航技术在日常生活中的应用越来越广泛。
卫星导航技术通过利用全球定位系统（GPS）或其他卫星系统，为人们提供准确的定位、导航和时间同步服务。
这项技术的应用范围涵盖了多个领域，并且正在不断取得新的进展。
首先，卫星导航技术在交通运输领域的应用已经成为一种常态。
在汽车导航系统中，卫星导航技术可以提供准确的定位和导航服务，帮助驾驶员选择最佳路线、避免拥堵，并提供实时交通信息。
这大大提升了驾驶的安全性和效率。
此外，卫星导航技术还被广泛应用于航空和航海领域，为空中交通和海上导航提供重要的支持，确保航班和航行的安全。
除了交通运输领域，卫星导航技术还在气象预报中起到了重要的作用。
通过卫星定位数据，气象预报可以更加精确地确定气候变化，提供准确的天气预报服务。
这对于海上捕捞、农业生产和防灾减灾都起到了至关重要的作用。
卫星导航技术通过提供准确的气象数据，帮助人们更好地做出决策、规划和应对天气变化。
在资源勘探和环境保护领域，卫星导航技术也发挥着重要作用。
通过卫星定位数据，人们可以更准确地掌握自然资源的分布和利用情况，提高资源的开发和利用效率。
同时，卫星导航技术还可以用于监测环境污染和自然灾害，及时预警并采取相应的措施，保护生态环境和人民的生命财产安全。
此外，卫星导航技术在日常生活中也扮演着越来越重要的角色。
现在，人们可以通过智能手机等设备随时随地获取定位和导航信息，不再迷路或无法找到目的地。
无论是旅行、购物还是社交活动，卫星导航技术都为人们提供了便利。
此外，卫星导航技术还在体育运动、军事防御和航天科研等领域发挥着重要作用。
随着科技的不断进步，卫星导航技术也在不断发展和完善。
目前，一些国家正在研发新一代的卫星导航系统，以提供更高精度和更稳定的定位服务。
此外，还有一些创新的应用正在不断涌现，如无人驾驶交通工具、智能农业和环境监测等。
这些新技术和应用的出现将进一步推动卫星导航技术的发展，为人们的生活、工作和研究带来更大的便利和效益。
北斗卫星导航系统的现状及发展前景分析
北斗卫星导航系统的现状及发展前景分析北斗卫星导航系统是中国自主发展的全球卫星导航系统，是继美国的GPS（Global Positioning System）之后全球第二个提供定位、导航和定时服务的卫星导航系统。
该系统由一颗地球同步轨道卫星和五颗倾斜地球同步轨道卫星组成，覆盖范围包括中国及周边国家和地区，以及全球其他地区。
首先，北斗卫星导航系统的现状是令人瞩目的。
截至2024年底，北斗卫星导航系统已经在国内外商业领域、公共服务领域和国防领域得到广泛应用。
在商业领域，北斗系统被应用于智能交通、物流配送、精准农业等领域，提升了效率和安全性。
在公共服务领域，北斗系统在灾害预警、航空航海等领域发挥了重要作用。
在国防领域，北斗系统为军事作战提供了精确的定位和导航支持。
其次，北斗卫星导航系统的发展前景广阔。
随着技术的不断进步和应用的深入推进，北斗系统将迎来更大的发展空间。
首先，北斗系统将在农业、林业、水利等农村领域发挥更大的作用。
借助北斗系统，可以实现农民精准施肥、精准种植，提高农业生产效率和质量。
其次，北斗系统将在智能交通、智慧城市等领域得到更广泛应用。
借助北斗系统，可以实现车辆精准定位、交通管理优化，提升出行效率和城市管理水平。
此外，北斗系统在公共安全领域也有巨大的潜力。
通过北斗系统，可以提供更精确的灾害预警、紧急救援导航等服务，为公众生命和财产安全提供更强有力的保障。
然而，北斗卫星导航系统也面临一些挑战。
首先，国际竞争压力加大。
北斗系统需要与GPS、伽利略等国际卫星导航系统竞争，争夺全球市场份额。
其次，系统的可靠性和精度仍有提升空间。
北斗系统需要不断提高定位和导航的精度，确保在复杂环境下依然稳定可靠。
最后，隐私和安全问题亟待解决。
北斗系统应加强对用户隐私和数据安全的保护，防止被滥用和攻击。
综上所述，北斗卫星导航系统的现状十分令人瞩目，发展前景广阔。
随着技术不断进步和应用的深入推进，北斗系统将在农业、交通、公共安全等领域发挥更大作用。
卫星导航系统技术的发展趋势分析
卫星导航系统技术的发展趋势分析一、引言卫星导航系统是一种基础设施系统，为全球提供位置、时间和速度等信息。
它的诞生和发展改变了我们的生活方式和经济发展方式，也推动着人类探索未知领域。
卫星导航系统技术的发展趋势对于各个领域的发展都具有重要的意义。
二、全球卫星导航系统全球卫星导航系统（GNSS）指的是由多颗卫星和地面控制站共同组成的卫星导航系统。
目前全球最流行的GNSS是GPS（美国全球定位系统）和GLONASS（俄罗斯全球卫星导航系统）。
近年来，欧洲的伽利略卫星导航系统、中国的北斗卫星导航系统也已经成熟并逐渐投入使用。
全球卫星导航系统技术的发展趋势可以从以下三个方面进行分析：三、高精度定位高精度定位是GNSS技术的重要应用之一。
高精度定位是指使用卫星导航系统及其辅助信息进行位置和时间定位，其精度可以达到公分级（centimeter-level）甚至毫米级（millimeter-level）。
当前高精度定位技术主要应用于测量、导航、无人驾驶车辆等领域，随着技术的发展，将逐渐应用于更多领域，如智能交通、精准农业和智能物流等。
四、多系统融合目前各个国家和地区的GNSS系统并没有完全实现全球覆盖，即使是GPS和GLONASS系统也在特定地理区域遭遇信号遮挡或干扰。
多系统融合技术的出现，可以有效地解决这一问题。
多系统融合技术可以同时使用多个GNSS系统的信号进行定位，提高定位的准确性和可靠性。
多系统融合技术目前已经应用于无人机、汽车、船舶等交通工具，也应用于防护、精准农业等领域。
未来随着多系统融合技术的发展，会进一步改善全球卫星导航系统定位的可靠性和准确性。
五、引入数字信号处理技术数字信号处理技术是将模拟信号转换为数字信号，通过计算机算法处理信号，从而提高GNSS系统的准确性和精度。
当前数字信号处理技术已经应用于GPS卫星信号处理，实现了信号的波束形成、自适应阵列处理、多路复用信号处理等功能。
数字信号处理技术还可以用于信号捕获、多径干扰抑制、导航解算等方面，此外，数字信号处理技术还可以提高GNSS卫星信号的强鲁棒性和完整性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
卫星导航系统相关技术发展动态*曾庆化,刘建业,熊智,郁丰(南京航空航天大学导航研究中心,江苏南京210016)摘要:介绍了世界主要几种卫星导航系统的现状和发展情况。
结合卫星相关技术和接收机相关技术介绍了卫星和接收机技术的发展趋势。
有助于人们及时了解现代卫星导航系统相关技术发展动态,为我国北斗导航卫星系统的良性发展提供参考。
关键词:导航;GPS;GLONASS;伽利略;无线电掩星中图分类号:V475.2文献标识码:A文章编号:1008-9268(2006)01-0035-061引言从1973年美国国防部组织海陆空三军共同研制全球定位系统(GPS)系统,到1994年3月GPS 系统工作卫星全部入轨工作,其间花费了20年时间。
而随着卫星导航系统在国民经济领域和军事领域应用的不断拓展,其重要性越来越突出,各国对卫星导航系统都予以足够的重视。
与GPS几乎同步建设的前苏联全球导航卫星系统(GLO-NA SS)由于经济政治等种种原因,虽然一度陷入困境,俄罗斯还是极力维持系统运行,并最终迈开了突破困境的步伐。
随着卫星导航及相关技术的进步,卫星导航系统的应用越来越广泛,其经济效益也越来越明显。
全球卫星导航系统正朝着精度更高、开放性更好、自主性更高、功能更强的方向发展。
全面了解卫星导航系统及其相关领域的发展状况、发展策略和发展趋势,有利于我国独立自主的第二代卫星导航系统)))/北斗二代0的发展。
2全球导航卫星导航系统的现状卫星导航已成为世界经济发展的强大发动机,在西方发达国家得到广泛应用的导航系统已产生了巨大的经济效益。
有关数据显示,全球导航产业2004年总产值已超过200亿美元。
2005年GPS 相关产品的保守估计价值就有440亿美元。
2008年手机的全球销售量预计将达到7.3亿部,届时超过1/4的手机都将具有GPS功能。
同时全球卫星导航系统也是一个功能强大的军事传感器,成为航天战、导弹战、电子战、信息战等多种军事斗争手段的效能倍增器,将对战争胜败起着至关重要的作用。
2.1美国GPS系统GPS系统是世界上早期开发的卫星导航系统)))/子午仪0系统的改进系统。
它的技术是在长期研究和应用实践中,不断挖掘出来的。
随着美国军事航天技术的不断发展、GPS用途的不断扩展以及各国对GPS系统研究的不断深入,GPS系统各个方面的性能都得到了极大的改善,其中包括GPS定位精度、GPS抗干扰能力、差分GPS技术、GPS增强系统技术等。
为了提高GPS系统的市场竞争力,美国2000年取消了选择可用性(SA)技术,使得目前民用GPS的精度得到较大的提高,定位精度达10m左右。
目前GPS技术在世界各国许多行业都得到了广泛使用,应用领域遍及海陆空天。
如:GPS导航仪使大洋航行变得既安全又经济;在某些城市的公交车系统已经安装了基于GPS系统的管理和监控系统;姿态型GPS测姿技术开始得到应用。
美国为了充分挖掘GPS系统的商业潜力,进一步开拓卫星导航市场,近年来对GPS系统进行了一系列的更新。
如:通过增加民用信号以提高GPS动态和静态定位精度;通过采用更稳定的频标和M码以增强保密和抗干扰功能等。
2.2欧洲伽利略系统为了摆脱对美国GPS系统的依赖,抢占先进*收稿日期:2005-09-27的高精度卫星导航系统的广阔市场,2002年3月26日,欧盟顶着来自美国方面的压力,在布鲁塞尔开启伽利略卫星导航定位系统建设计划。
/伽利略0是世界上第一个主要基于民用的高精度卫星定位系统[1],它的实施将推动全球卫星导航市场的发展。
与GPS系统的渐近式发展不同,伽利略系统利用成熟卫星导航技术,采用超前研发成果,利用开放的商业方式,力争利用较少的时间和资金,完成整个卫星导航系统,从而实现最大的经济和政治效益。
/伽利略0具有四大特点:自成独立体系;与GPS系统兼容;技术先进、竞争力强;公开进行国际合作。
伽利略计划的目标是2010年在全球拥有18亿用户,2020年拥有36亿用户,届时伽利略系统将为欧盟创造800亿欧元的利润、提供150万个从事高科技开发的就业岗位。
由于/伽利略0卫星定位系统采用最先进的技术方法[2],如:更好的星座设计、解决整周模糊度的三载波模糊度解算(TCAR)技术等,使其导航定位精度将比目前GPS系统高一个量级。
并且与GPS 卫星相比,伽利略的卫星更小,时钟更精确,信号更强,带宽更大。
伽利略与GPS采取既合作又竞争的策略,采用与/GPS完全兼容0的方式工作,提供比GPS更多、更好的服务。
采用公私合营的经营方式,积极吸纳各国的优势资源和技术,目前,除欧盟国家之下外,中国、以色列、乌克兰已经相继加入伽利略计划。
伽利略系统的出现,打破了美国GPS垄断市场的局面,对于各个国家的国民经济都将产生巨大的影响,而且,对欧盟的政治、军事、技术和安全都具有突破性的意义[3]。
2.3其它系统俄罗斯的GLONA SS系统是前苏联研制的系统,由于俄罗斯经济困难、在轨卫星寿命短等原因,使得GLONA SS系统无法维持系统的正常工作。
随着全球定位系统重要性日益提高,俄罗斯已着手健全和发展GLONASS系统。
印度没有卫星导航系统,出于战略和经济利益考虑,它成为俄罗斯GLONASS的唯一外国合作伙伴。
在2004年12月达成关于GLONASS项目的重要协定中,两国计划联合发射导航卫星,使GLONASS系统到2007年恢复至18颗导航星的运行水平,并计划共同发展GLONASS的全球市场,结束五角大楼控制的GPS垄断。
日本为了保证在GPS系统信号发生中断时,仍具备独立的卫星定位能力,正在积极研制"准天顶"卫星系统,该系统将成为高精度定位和移动通信的中心。
它由3颗导航卫星和1颗定位精度达25厘米的S波段通信卫星组成。
美国表示支持/准天顶0系统,并参与"准天顶"系统的研制工作,准备把这一系统纳入到GPS系统中来。
除了积极研制卫星导航系统外,依托GPS的其它系统也在不断发展中。
为增强现有卫星导航系统的整体性能,美国联邦航空局(FAA)、欧洲和日本提出利用各地区的增强系统形成一个全球的、无缝的导航系统,使得飞机用一种导航设备就可飞遍全球。
此外,随着全球定位系统等技术的发展,美、法、德等国家发展了水下的高精度GPS定位技术,并获得成功。
3导航卫星和接收机的相关技术与发展趋势为了保持导航定位系统的先进性和有效性,世界各国也在导航卫星相关技术方面积极地推进和发展。
主要包括导航卫星的辅助和改良技术以及接收机技术等各方面的发展。
3.1卫星辅助和改良技术发展动态为了提高导航卫星整体的精度和可靠性,从而最大程度保证系统的稳健程度,各方面的卫星辅助和改良技术应运而生。
3.1.1卫星新技术已投入运行的俄罗斯的GLONASS系统和欧盟的全球导航卫星系统(GNSS)的研制对GPS系统在世界卫星导航市场的霸主地位产生威胁。
所以,美国于1997年起陆续启动了/GPS现代化计划0、/导航战计划0和/GPSÓ计划0。
美国国防部于2000年11月启动了GPS系统更新计划工作,即/GPSÓ卫星0计划,主要研究新型轨道、卫星发射、设计和控制技术,以及包括管理在内的诸多内容。
重点体现在改变目前中地球轨道(MEO)的GPS卫星星座,采用/高椭圆轨道(H EO)+地球静止轨道(GEO)0的星座;更新GPS地面设施等。
随着卫星技术的迅速发展,各种新技术不断地被应用到空间卫星系统中。
美国新一代COES卫星将对研究天气、太阳以及空间科学等领域作出重要贡献,并能支持/搜索和救援卫星辅助跟踪(SARSAT)0系统;日本也在积极研制/多用途运输卫星(M T SAT)0,它是航空导航和空间无线电通信系统,用于实现通信、导航和监视航空运输管理。
它不仅能够提高航空飞行路线的效率,改善航空通信的质量,而且还能为气象局服务,提供多种的气象参数,从而达到充分利用卫星资源的目的。
由此可见,空间卫星资源的充分利用、通信卫星和定位卫星相互趋同是导航卫星技术发展的一个方面。
对于目前其它种类卫星的功能,可以不断开发其在导航卫星中应用的潜力和能力,为提升导航卫星的整体性能作贡献。
比如:通过使用成对载波多址技术,可以提高导航卫星的保密性能和效能;基于星载无线电测距实现低轨卫星的自主定轨技术,可以创造性地应用于卫星之间的互相定轨,尤其是可用于我国改进中的北斗导航系统那样具有多颗地球同步轨道卫星的系统。
3.1.2卫星干扰和抗干扰技术卫星导航系统是军民两用系统,其军事上的应用在现代战争中扮演着极其重要的角色。
它是军方一种非常重要的信息获取手段。
针对卫星导航系统的电子设备实施电子干扰,可以破坏它们的正常工作。
一旦某些卫星本身或者其部件受到损坏,甚至偏离其运行轨道,那么它就可能不能正常工作了,从而大大降低或削弱卫星导航系统整体的工作效能。
对于卫星导航系统的破坏有硬摧毁和软杀伤两种[3]。
硬件杀伤直接有效,但是具有较大的难度而且影响严重,相比较而言软杀伤从技术上更为可行,费效比比硬杀伤小得多。
从另一方面看,电子攻击、电子伪装、电子欺骗和无线电静默等卫星干扰,既可以用来对付敌方卫星,使其失去作战效能,也可以作为己方卫星抗干扰试验的技术储备,检验和提高己方卫星导航系统的抗干扰能力。
目前美国正努力研究对各种卫星信道的防阻塞技术[3]、电子保护技术等;美国和俄国已经进行过针对卫星导航系统的干扰试验[3];美国和欧盟还通过提高导航卫星天线和传感器的抗干扰性、增加卫星导航系统的自主性,来加强卫星应对各种复杂干扰的能力,从而使得整个卫星系统适应未来高技术战争的需要。
此外,美国和欧洲还特别注意开发和利用陆基无线电导航系统罗兰C的功能,使其作为卫星导航系统的必要的、有效的补充,将其和卫星定位系统相互结合,增强卫星系统的抗干扰能力。
3.1.3掩星技术由于全球卫星导航定位系统的卫星载波受到大气层、电离层的影响,其导航精度会降低,而掩星技术[4]为解决这一影响提供了一种途径。
由于掩星技术的直接产品就是全球大气和电离层折射率,所以可以直接应用于飞行器跟踪和精密定位,使得飞行器的定位和制导精度达到新的高度。
无线电掩星观测始于20世纪60年代,利用卫星上携带的发射机发射两个相干的信号,并在地球表面接收这些信号,由此可以反演行星大气温度、压力和大气成分。
1992年,H ardy等在理论上研究了用LEO星载接收机与GPS卫星之间的掩星测量,反演地球大气参数的方法。
掩星技术包括天基掩星技术和地基掩星技术。
随着掩星技术的不断推广,国内外掩星技术的用途也越来越多。
掩星在航天技术、大气探测、对流层伪距残差计算、天气预报、电离层误差修正等方面都得到广泛的应用。
电离层的不规则扰动使许多航天遥感技术要求的厘米级定位精度难以实现,利用掩星观测的电离层数据,建立3-D电离层模型[4]及其预报,将使定位精度大大提高。