低轨卫星定轨综述
低轨卫星定轨综述
摘要：
本文首先介绍了卫星轨道的分类标准，随后简述了星载GPS低轨卫星定位系统的体系结构以及星载GPS定轨研究进展。最后重点分析了星载GPS低轨卫星的几种定轨方法
关键词：
低轨卫星定轨GPS接收机几何法运动法约化动力法
卫星运行轨道的分类标准
人造卫星的运行轨道按形状分类可以分为椭圆轨道和圆轨道：
椭圆轨道：偏心率不等于0的卫星轨道，卫星在轨道上做非匀速运动，适合高纬度地区通信。圆轨道：具有相对恒定的运动速度，可以提供较均匀的覆盖特性，适合均匀覆盖的卫星系统
按倾角（卫星轨道平面与赤道平面的夹角，称为卫星轨道平面的倾角）
赤道轨道。i=0?，轨道面与赤道面重合；静止通信卫星就位于此轨道平面内。
极地轨道。i=90?，轨道面穿过地球南北极。
倾斜轨道。轨道面倾斜于赤道。根据卫星运动方向和地球自转方向的差别分为顺行倾斜轨道，0?< i<90?
逆行倾斜轨道，90?< i<180?
图1
按高度分类
根据卫星运行轨道距离地面的高度h，可分为
低轨道(LEO)：500 中轨道(MEO)：8000km 静止/同步轨道(GEO)：h=35786km。 高轨道(HEO)：h>20000km，椭圆轨道，远地点可达40000km 地球同步轨道是运行周期与地球自转周期相同的顺行轨道。但其中有一种十分特殊的轨道，叫地球静止轨道。这种轨道的倾角为零，在地球赤道上空35786千米。地面上的人看来，在这条轨道上运行的卫星是静止不动的。一般通信卫星，广播卫星，气象卫星选用这种轨道比较有利。地球同步轨道有无数条，而地球静止轨道只有一条。 太阳同步轨道是轨道平面绕地球自转轴旋转的，方向与地球公转方向相同，旋转角速度等于地球公转的平均角速度（360度/年）的轨道，它距地球的高度不超过6000千米。在这条轨道上运行的卫星以相同的方向经过同一纬度的当地时间是相同的。气象卫星、地球资源卫星一般采用这种轨道。 极地轨道是倾角为90度的轨道，在这条轨道上运行的卫星每圈都要经过地球两极上空，可以俯视整个地球表面。气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星常采用此轨道。 星载GPS定轨研究进展 最早进行星载GPS 低轨卫星定轨研究的是Lockheed Missiles 和Space Division 组织[1]。而真正将GPS 用于卫星定轨的是美国于1982 年发射的地球资源卫星LANDSAT-4[2]。 在T/P 卫星之前，如LANDSAT-4、LANDSAT-5 及远紫外探测器（Extreme Ultraviolet Explorer）所搭载的星载GPS 接收机都是单频接收机，受电离层的影响较大，而且这些卫星的高度都在500 到700 km，受重力场模型误差的影响也比较大，因此，这些卫星的定轨精度都比较低[3]。高精度的星载GPS 定轨能力在后来的T/P 卫星得以证明[4]，T/P 卫星是1992 年美国航空航天局NASA和法国国家空间研究中心CNES(Centre National d'Etudes Spatiales)联合发射的海洋测高卫星，其轨道高度为1336 km，不仅搭载了双频星载GPS 接收机，而且还装载了激光反射器及DORIS 系统。其预期径向精度为13cm，而采用星载GPS 得到的径向定轨精度优于3cm，其精度已相当于或优于采用SLR+DORIS 的定轨精度。 受到T/P 卫星星载GPS 定轨精度的鼓舞，在此之后的几十个低轨卫星/航 天器，如美国1993 年发射的RADCAL 卫星，英国1993 年发射的UTOSAT 微型卫星以及日本1994年发射的OREX 轨道重返试验飞行器，都装载了星载GPS 接收机，此外，还有德国的CHAMP（Challenging Mini-Satellite Payload），阿根廷的SAC-C，美德合作的Microlab，丹麦的Orsted，南非的SUNSAT，法美的JANSON-1，美德合作的GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)，欧空局的GOCE 和台湾的COSMIC 等卫星上，也都装载了GPS 接收机。 星载GPS低轨卫星定位系统的组成 星载GPS低轨卫星定轨的原理是在低轨卫星上装载高动态GPS接收机，利用星载GPS接收机观测到的数据直接解算低轨卫星的瞬时三维位置，或和地面GPS跟踪网观测到的数据进行差分，或和低轨卫星的动力学模型结合，可得到米级、分米级甚至厘米级的实时或近实时的定轨结果(季善标等，2000)。 星载GPS低轨卫星定轨系统的组成都包括GPS空间星座部分、地面GPS跟 踪网、低轨卫星星载GPS系统和地面数据处理中心四个部分(Bertiger et al，1994，季善标等，2000)。星载GPS精密定轨系统POD(Precise Orbit Determination)要求低轨卫星上星载GPS接收机和地面GPS跟踪网中的GPS接收机能连续跟踪所有可视GPS卫星，然后这些GPS观测值都被传输到地面监控和处理中心，一起被用来估计低轨卫星轨道、GPS卫星轨道、接收机和GPS卫星钟差、相位中心偏差及其它一些参数，星载GPS定轨系统构成示意图如图2： (l)GPS空间星座部分 GPS空间星座部分由24颗等间隔分布在6个轨道面上、轨道倾角为55度、周期约为12小时、高度大约为20000km的GPS卫星组成，其型号已由Block l、Block11和Block 11A发展到Block IIR。其中Block l、Block 11和Block 11A型 号卫星共有40颗，由罗克韦尔公司制造，而20颗Block IIR卫星则由洛克希德 马丁公司制造。由于有的GPS卫星的服务年限大大超过设计服务年限，所以现 在天上通常有多于24颗的GPS卫星在运转。GPS空间星载部分的上述配置，保障了地球上及低轨卫星上的任何时间、任何位置均至少可以同时观测到4颗卫星(周忠漠等，1995)。 图2 (2)地面GPS跟踪网 地面GPS跟踪网有两方面的功能：一方面，利用全球分布的GPS跟踪网或区域GPS跟踪网跟踪到的观测资料精确确定GPS卫星的轨道和GPS卫星钟差[4]；另一方面，可以把星载GPS观测数据和地面GPS跟踪网中的观测值进行差分计算，以消除卫星星历误差及GPS卫星钟差等误差，提高定轨精度。对地面GPS 跟踪网的要求是：l)为了达到好于米级的星载GPS卫星定轨精度，地面GPS跟踪网至少应有9个点位精度好于1~2cm的全球分布的GPS基准站组成；2)每个 基准站应配备6通道以上的双频GPS接收机及向计算中心发送数据的传输设备。地面GPS跟踪网可全部或部分的利用IGS基准站。在采用差分GPS方法进行星载GPS低轨卫星定轨时，为了确保地面差分站与星载GPS接收机有足够的共视卫星，可在特定区域增设一些位置精确己知的地面差分站，以确保低轨卫星在经过该区域上空时的定轨精度[5]。 (3)星载GPS系统 星载GPS系统由低轨卫星星载高动态GPS接收机及向地面发送数据的通讯设备组成，能够连续接收GPS伪距和载波相位，并具备把观测数据传输到地面计算中心的能力。星载GPS系统必须具备以下条件：l)由于低轨卫星飞行姿态的不稳定性及高动态定位的需要，星载GPS接收机必须至少能同时接收6颗GPS 卫星信号并保证有足够的信号电平。接收机天线应能半球覆盖，以保证180的视角，天线的安置位置应尽可能减少来自卫星本身的反射波引起的多路径效应的影响；2)由于低轨卫星的高速运行特性，星载GPS接收机应具有多普勒频移补偿良好的载波跟踪环路，以确保在高动态环境下对GPS卫星信号的捕捉及跟踪[6]； 3)最好具有双频P码和载波相位观测数据的每秒一次乃至几十次的密集数据采集能力；4)星载计算设备具有足够的数据记录容量及预处理功能，能定期的将数据传至地面计算中心。 (4)地面数据处理中心 地面数据处理中心负责数据的收集与处理，它的主要职能是：1)收集GPS跟踪网及星载GPS定轨系统的观测数据，对数据进行预处理、分析、改正和削弱各种误差的影响；2)利用地面跟踪网的GPS观测数据求得GPS卫星的精密轨道及精密卫星钟差；3)在SA/AS政策实施时，采用差分方法以消除GPS卫星钟差的影响，或用地面GPS跟踪网的数据求出GPS卫星接收机钟差；4)利用星载GPS 系统的观测数据，进行低轨卫星的事后精密定轨；5)在GPS卫星信号失锁时，采用与地面SLR等跟踪网的观测数据的联合定轨方法，以保证高精度定轨的连续性。 星载GPS低轨卫星定轨的基本方法 星载GPS低轨卫星定轨有多种方案，用户可以根据不同的需要采用不同的定 轨方案。依据不同的分类标准，星载GPS低轨卫星定轨方法可作如下划分:根据获取定轨结果的时间，星载GPS定轨方法可分为实时定轨和非实时定轨两种。 实时定轨指根据星载GPS接收机观测到的数据，实时地解算出观测历元低轨卫星的三维位置的定轨方法。这种方法一般是基于伪距的绝对单点定位，其优点是可以实时获得定轨结果，无须储存观测数据，因而相对简单;缺点就是精度较低，且地面与低轨卫星的实时数据通讯较困难。 非实时定轨又称事后处理精密定轨，它是对星载GPS接收机接收到的数据进行事后处理以获得低轨卫星的精密轨道的定轨方法。其突出优点是可以对观测数据进行详细分析处理，易于发现和剔除数据中的粗差，可以采用精密星历，并可以和其它定轨方法相结合，因而定轨精度较高，所以，如果不是必须实时的获得低轨卫星的轨道，一般采用后处理定轨方法。根据相应的GPS定位模式，星载GPS定轨方法可分为绝对定轨和相对定轨两种。 星载GPS的绝对定轨就是利用星载GPS接收机所接收到的测码伪距和相位观测数据(至少跟踪4颗GPS卫星)，对低轨卫星进行绝对单点定位的定轨方法。由于伪距观测精度较低，因而这种定轨方法精度不高，但这种定轨方法简单易行，可以为精密定轨提供初始位置[7]。 相对定轨又称为差分定轨，常由星载GPS接收机和地面基准站上GPS接收机形成动态基线，然后由地面已知基准站坐标求得星载GPS接收机三维位置。这种方法又分为伪距相对定轨和载波相位相对定轨两种。同绝对定轨相比，星载GPS与位置精确己知的地面基准站之间形成差分后，可以消除GPS卫星钟差、接收机钟差和星历误差等误差，并可以削弱电离层误差等，因而精度较高。这种定轨方法的缺点是:在差分时，由于GPS共视的要求，使得观测值的数目减少，且使得观测值之间相关，在用载波相位差分时，还要考虑周跳探测及整周相位模糊度的解算问题。 根据是否采用低轨卫星所受力的力学模型及与力学模型的关系，星载GPS 定轨方法可以分为有纯几何法、动力学法和综合法三种[8]。 纯几何法定轨是指不依赖任何力学模型、完全由星载GPS跟踪数据和地面GPS跟踪网获得的跟踪数据对低轨卫星定轨的方法。几何法得到的轨道是一组离散的几何点位，连续的轨道解可以通过拟合或内插的方法来得到。几何法定轨的 最大特点就是不受低轨卫星的动力学模型的影响，因此定轨结果较稳定，并不像动力学定轨的结果那样随低轨卫星的高度的降低而急剧下降。影响几何法定轨的主要因素是伪距观测值的精度、星载GPS接收机观测到的GPS卫星的几何分布、接收到GPS卫星信号的连续性及稳定性等。另外，由于几何法不涉及卫星运动的动力学性质，因此这种方法的外推精度很差。 动力学法，即传统意义上的定轨方法。和基于SLR、DORIS等观测技术的动力学法相类似，基于GPS观测值的动力学定轨法原理是：先用加载在低轨卫星上的力学模型及描述低轨卫星的物理模型等，计算出低轨卫星的参考轨道，然后使动力法获得的轨道解和GPS跟踪数据达到某种意义上(一般是最小二乘)的最佳拟合，以获得较为正确的低轨卫星的位置和速度向量。这种方法还同时估计其它一些参数以改善参考轨道和GPS跟踪数据的拟合(Perosanz,1997;sehutz,1994:季善标等，2000)。同其它力学方法相比，基于GPS跟踪数据的观测值相对较多，观测是全天候的，且每一历元观测值能提供低轨卫星的三维位置。但由于用到了低轨卫星的力学模型，其定轨精度易受力学模型的精度的影响。 约化法定轨就是将动力学法和几何法有机结合起来的一种定轨方法，最简单的一种方法就是将几何法取得的卫星的位置矢量作为观测量进行轨道确定[9]。为了解决动力学定轨中动力学模型误差及几何法定轨中受几何形状限制等的问题，美国喷气动力试验室的Yunck等科学家提出了将动力学法与几何法联合起来的较为实用的综合法定轨法。该方法充分吸收了GPS几何定轨法和动力学法的优点，用卡尔曼滤波形式，同时顾及低轨卫星的动力学状态信息以及GPS几何法定轨信息，通过适当调整这两类信息的权，达到改善定轨精度的目的(D Svehia et al,2001,2002;Visser,2000;Yunck,1986,1994:Wu,1990,1991)。因此，约化定轨法定轨精度要优于(或相当于)几何法和动力学定轨精度。 从对星载GPS低轨卫星定轨方法的分类来看，基于低轨卫星星载GPS观测值的低轨卫星定轨方案有多种，每一种方案各有自己的优缺点，其难易程度及要解决的关键问题也各不相同，在实际定轨中，应根据实际情况和定轨精度的要求，合理选择定轨方案。其中纯几何法定轨方案由于完全不涉及低轨卫星的动力模型，其定轨精度不受低轨卫星较低轨道的影响且方法简单易行。 参考文献 [1]. 胡国荣.星载GPS 低轨卫星定轨理论研究[D]. 武汉:中国科学院测量与地球物理研 究所，1999. 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Austria:1997. 浅谈卫星通信中的常见干扰及其处理措施 关键词: 卫星通信措施 卫星通信具有传输距离远、覆盖面广、不受地理条件限制、通信频带宽、容量大等优势，在军事通信中得到广泛应用。但卫星通信受自身特点的限制和环境的影响，不可避免地存在各种干扰，特别是其开放式的系统，使用透明转发器，更容易受到一些不可预见的恶意干扰，下面谈谈常见的几种干扰及其处理措施。 1、地面干扰 (1)地球站设备的杂波干扰。产生干扰的原因包括：设备杂散指标不合格，工作载波中带有杂波或谐波；调制器、上变频器输出电平过高，或者“功放”工作非线性，出频谱扩散；上变频器、功放的工作点设置不当，造成载波噪声。 处理好这类干扰需要严格做好设备的入网验证测试，确保杂波功率限制在规定的范围之内。认真研究设备的使用操作说明，正确设置设备的工作点、调整或更换设备，对设备进行合理匹配组合，消除超标杂波。严格按照入网测试时标定功率电平工作，定期进行各环节测试。设备更新时先通电经测试确认指标合格再投入使用。 (2)电磁干扰。由于地面存在着大量的微波、雷达、无线电视、调频广播、工业电噪声等，这些干扰源串入用户站，通过上行链路发射上星造成上行干扰或串入下行链路造成接收干扰。用户站设备接地不良，接地电阻过高；电缆屏蔽性能差，电缆插头接地不良；链路电平配置不合理。 所有的卫星地球站在选址时都已经进行过环境电磁测试，都应该符合建站要求。但随着社会的发展，城市建设的扩张，一些原来处于市郊、电磁环境比较好的地球站受到的干扰会越来越多，对于接收用户站来说，所处的环境更是复杂多样，受到电磁干扰随处可见。在日常工作中应经常检查所有设备接地是否可靠，机房总接地电阻满足设备要求，站内连接室内外设备的电缆必须具有良好的屏蔽性能，应采用双屏蔽电缆，接头连接良好。发现干扰及时分析判断，查出干扰来源点，缩小查找范围。 (3)互调干扰。一般存在于上行站处于多载波工作状态时，由于功放容量储备不足，回退不够，三阶互调分量超过规定，或上行发射功率超标，使卫星转发器被推至非线性工作区，导致下行互调特性恶化。 处理方法：严格配合卫星入网验证测试，确保上行时三阶互调抑制比满足要求(TWTA：<-24dBc、功放回退约7dB；SSPA：<-27dBc，功放回退约6dB)；确保各载波在调制器、上变频输出，功放输入电平严格相等并在功放的线性工作区，加强上行载波监视。 (4)交叉极化干扰。上行交叉极化干扰是因为地球站天线系统发射交叉极化隔离度没有调整好，导致上行交叉极化分量过大，或天线馈源薄膜受损未能及时更换，有其他物质掉进馈源也会导致交叉极化干扰。接收用户站天线接下来收时极化未调整好，导致下行接收受干扰。因此在上行发射信号时预先和相关卫星测控部门进行天线极化调整和测试，确保发射天 摘要 作为一种国家关键的基础通信设施，以及全球移动通信的有机组成部分，卫星移动通信系统在国家安全、紧急救援、互联网、远程教学、卫星电视广播以及个人移动通信等方面得到了广泛的应用。新一代宽带卫星通信系统可以提供个人电信业务、多信道广播、互联网的远程传送，是全球无缝个人通信、互联网空中高速通道的必要手段。近年来卫星通信新技术不断发展，特别是低轨道卫星移动通信系统受到了人们的广泛关注，其研究与应用已成为各国的战略发展重点。无线资源管理是低轨卫星移动通信系统研究中的一项重要内容，这主要是由于卫星系统的资源是非常昂贵的，因此如何合理而有效地管理并利用卫星系统的资源已成为关键。 通过对低轨道卫星无线通信信道的基本特点的研究，文章具体从无线信道的缺点进行分析，并进行了matlab仿真模拟，得出信号经过多径信道的幅频特性，多径信道对不同频率信号的衰减情况不同，即具有频率选择性，以及信号经过多径信道的衰减情况，以及码元间隔对传输信号的影响，信号的码元间隔必须远大于信号的时延差，才能尽量的减小码间干扰。 关键词：低轨卫星通信，信道，信道特性 Abstract As a national key infrastructure communication, as well as an organic part of the global mobile communications, Star mobile communication system in national security,emergency rescue, Internet, satellite TV broadcasting, remote teaching and personal mobile communication has been widely used in such aspects. A new generation of broadband satellite communication system can provide personal telecommunication business, multicasting, remote transmission, the Internet is a global seamless personal communications, high-speed Internet air passage means necessary. Satellite communication technology development in recent years, especially in low orbit satellite mobile communication system has received the widespread attention, its research and application has become a national strategic priorities. Wireless resource management is the study of Leo satellite mobile communication system is an important content, this is mainly due to the satellite system resources is very expensive, therefore how to reasonable and effective management and use of the resources of satellite system has become a key. Through the low orbit satellite studies the basic characteristics of wireless channel, the article specifically from wireless channel faults is analyzed, and the matlab simulation, it is concluded that the signal after a multipath channel amplitude frequency characteristics, multipath channel attenuation is different on different frequency signal, which has the frequency selectivity, as well as the attenuation of the signal through the multipath channel, and the influence of element spacing to transmission signal, the signal of the symbol interval must be greater than the signal delay is poor, can try to reduce intersymbol interference. KEY WORDS: LEO satellite， Channel，Channel characteristics 浅谈军事通信卫星发展及趋势 【摘要】现代防御技术指挥控制与通信中，通信卫星成了指挥、控制、通信和情报收集的重要工具，是满足决策部门、军事指挥部门、军政领导通信需要，应付突发事件的一种有效手段。本文阐述了军事通信卫星在现代战争中的作用并对其发展及趋势进行分析。 【关键词】军事战略；卫星通信；应用状况；发挥作用；发展趋势 引言 卫星通信系统实际上也是一种微波通信，它以卫星作为中继站转发微波信号，在多个地面站之间通信，卫星通信的主要目的是实现对地面的“无缝隙”覆盖。卫星通信是以卫星作为中继的一种通信方式，是在地面微波中继通信和空间电子技术的基础上发展起来的，具有通信距离远、覆盖范围广、不受地面条件的约束、建站成本与通信距离无关、灵活机动、能多址连接且通信容量较大等优点，在全球许多领域应用效果很好，尤其在军事上已成为军事通信卫星提供的现代通信手段，可为军事指挥员提供灵活的全球通信覆盖能力和战术机动性，这种通信能力是其他通信手段无法比拟的，在军事C4ISR系统中，卫星通信起着关键的作用。 一、卫星通信在国外军事及战略上的应用状况 迄今只有美、俄两国拥有独立的卫星导航定位能力，美国的“全球定位系统”（GPS）和俄罗斯的“全球导航卫星系统”（GLONASS）是世界上广泛应用的两种现役导航卫星系统。这两个系统的导航卫星都采用多普勒测速和时间测距的导航方法。GPS的定位精度可达15m，测速精度为0.1m/s，授时精度为100ns。GLONASS的三个相应数据分别为30～100m、0.15m/s和1μs。美国军方认为未来的战争将是“信息战争”，而且还认为夺取制信息权和制天权是未来战争取胜的关键。以侦察卫星、预警卫星、通信卫星和导航卫星为代表的航天系统是夺取信息优势的重要武器，因此，夺取制天权是夺取制信息权的重要保障。 军用航天系统的迅速发展极大地提高了武器装备的整体作战效能，已成为直接支援作战行动不可替代的手段。美国建立了世界上最庞大的军用通信卫星系统，包“舰队卫星通信”系统、“特高频后继星”系统、“卫星数据系统”、“国防卫星通信系统”、“军事星”通信卫星系统和“跟踪与数据中继卫星系统”……这些卫星通信系统所承担的主要任务各不相同，有的用于为某一军种或三军提供战术通信，有的用于为国防部和国家指挥当局提供战略通信。 二、卫星通信在军事及战略上发挥决定性作用 卫星通信网络是利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，从而实现两个或多个地面站之间通信的网络。通信卫星的作用相当于离地面很高的中继站，卫星通信网络分为延迟转发式通信网络和立即转发式通信网络。现代防御技术指挥 国外卫星导航应用标准综述 一、引言 全球卫星导航系统已深入到各国安全、经济领域的方方面面，已成为现代高新技术民用的成功典范。以产业化程度最高的GPS为例，已逐步演变为一种世界性的高新技术产业，它使航空、航海、测绘、时间及机械控制等传统产业的工作方式发生了根本的转变，它开拓了个人移动位置服务等全新的信息服务领域。随着卫星导航应用的逐步深入及应用领域的逐渐拓展，国外发布了大量卫星导航应用标准，本文将主要针对目前检索到的国外卫星导航应用标准进行梳理和分析。 二、国际及国外卫星导航相关标准化组织 卫星导航应用范围非常广，涉及卫星导航相关的国际和国外标准化组织也非常多，它们共同研究制定各国在航空、航海等领域赖以遵循、统一通用的导航条约法规、规范等标准。与卫星导航相关的国际级标准化组织主要有国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）、国际电信联盟（ITU）。此外，还有其他比较权威的区域标准化组织和国际组织也参与制定和发布卫星导航技术标准。经过调研与分析，共整理出了24个与卫星导航相关的标准化组织，这些标准化组织并不能涵盖卫星导航应用的所有领域，但已反映了卫星导航应用主流领域的标准化组织情况，如表1所示。其中美国的标准化组织有8个，欧洲的标准化组织有4个，核心的标准化组织除ISO、IEC和ITU外，还有ARINC、ETSI、FAA、NMEA、RTCM 和RTCA。 三、国外卫星导航应用标准分析 通过对表1中24个组织和机构的调研，共检索到卫星导航应用相关标准191项。经过整理和分析， 表1 与卫星导航相关的国际、国外标准化组织和国际组织（双线分割） 可将其归纳为卫星导航系统标准、卫星导航应用基础标准、电子地图标准、接收设备数据格式标准、差分技术标准、接收设备性能要求与检测方法六类。其中，卫星导航系统标准主要是各卫星导航系统的接口标准、系统性能标准；卫星导航应用基础标准主要为术语类和时空系统类标准；接收设备数据格式主要为应用领域的接收设备通用数据格式要求标准，差分技术标准为增强导航定位精度采用的差分技术和格式标准；接收设备性能要求与检测方法主要是各类接收机的标准。 1.卫星导航系统标准 1.1系统接口标准 系统接口标准主要是各卫星导航系统研制国公布的接口控制文件。目前GPS系统、GLONASS系统和Galileo系统都已经公布了各自的接口控制文件。 以GPS系统为例，自20世纪90年代末美国政府提出GPS现代化计划以来，美国军方先后发布了IS-GPS-200、IS-GPS-705、IS-GPS-800和IS-GPS-870四类接口性能规范：IS-GPS-200对GPS空间段与GPS无线电频率链路1（L1）和2（L2）的用户接收机之间的接口要求进行了定义，最新版本为IS-GPS-200G； IS-GPS-705规定了GPS无线电频率链路5（L5）上全球定位系统空间段和导航用户段之间的接口要求，其最新版本为IS-GPS-705C； IS-GPS-800定义了无线电频率链路1（L1）上GPS卫星与导航接收机之间的信号传输特征。虽然广播频段L1内有多个信号，这个接口规范只定义了L1内的民用信号（L1C），其最新版本为IS-GPS-800C； * *大学 毕业设计(论文)综述报告 题目超声波测距仪的设计 学院名称机械工程学院 指导教师00000000 职称讲师 班级00000000 学号 00000000000 学生姓名* * 2012年1月12日 1.本设计（课题）研究的目的和意义 在日常生产生活中，很多场合如汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距。超声波是指频率大于20 kHz的在弹性介质中产生的机械震荡波，其具有指向性强、能量消耗缓慢、传播距离相对较远等特点，因此常被用于非接触测距。由于超声波对光线、色彩和电磁场不敏感，因此超声波测距对环境有较好的适应能力，此外超声波测量在实时、精度、价格也能得到很好的折衷。 2. 本设计（课题）国内外研究历史与现状 近十年来，国内科研人员在超声波回波信号处理方法、新型超声波换能器研发、超声波发射脉冲选取等方面进行了大量理论分析与研究，并针对超声测距的常见影响因素提出温度补偿、接收回路串入自动增益调节环节等提高超声波测距精度的措施。 1．超声波回波信号处理方法 超声波测距中，超声波回波处理方法的优劣，直接关系到回波前沿的定位精度和渡越时间的测量精度，进而决定着超声波探测定位系统的精度和反应速度。近年来，童峰、Yang Yichun、程晓亮等先后在该方面做了大量研究。 童峰等提出最小均方自适应时延估计(LMSTDE)的算法。该算法消去了实际换能器与理想换能器的频率特性差，消除了信道由于斜向入射产生的传递特性对输出信号产生的影响，使整个系统保持平坦的频率响应，且输出均方误差最小。但该算法计算量太大，特别在自适应滤波器的阶数较高时，计算量会明显增加。 Yang Yichun 等针对传统相关计算法在信号的采样频率很低时计算得出的相关函数分辨率低这一不足，提出了基于修正的线性调频变换和相关峰细化原理的精确时延估计快速算法，精确计算相关函数的峰，使得低采样信号的时延估计精度得以提高，并且不受采样率的限制。程晓畅等针对常规相关峰插值方法在多倍插值的情况下，计算复杂、时延估计精度差等缺陷,结合超声回波信号的窄带通特性和相关峰细化原理,提出了直接提取相关函数包络和包络峰细化的算法,并分析了计算复杂度；并且还针对超声波换能器的带宽特性和单脉冲回波特性，对M 序列参数设计方法进行分析。他们借鉴雷达信号处理中的脉冲压缩技术，提出了基于FFT 的伪随机码包络相关快速时延估计的算法，将信号解调与匹配相关融合，减少了计算量。这三种算法均属于互相关函数算法，与传统互相关函数算法相比，它们均在提高时延估计精度的同时，避免了计算量的大幅增加。 卜英勇等根据回波信号的传输特征，利用小波分析法对回波信号进行运算处理，提出了基于小波包络原理的峰值监测方法。小波分析法是一种针对信号的时间-尺度(时间-频率)进行分析的方法，可以获得平滑、有效的回波包络曲线,进而利用峰值检测法确定回波前沿的到达时刻，具有高分辨率的优点。 目前，国内学者对超声波回波信号处理算法的研究已经日渐成熟，但其作为超声波探测定位的关键技术，仍将是一个重要的研究方向。 2．新型超声波换能器研发 随着超声波回波信号处理方法的不断完善，如何研发新型、高性能超声波换能器以进一步拓宽超声波测距的应用空间，作为解决超声波测距系统不足的根本手段，越来越受到国内学者关注。 通过对以Vmos 场效应管为开关元件的超声波发射电路进行分析，马庆云等发现激励脉冲宽度对超声波换能器的发射功率影响极大，换能器取得最大发射功率所对应的激励脉冲宽度为其谐振周期的一半。该分析结果对新型超声波换能器的发射电路的设计具有一定的指导作用。针对传统连续调频超声波系统需要使用宽带超声传感器的不足，李希胜等提出了一种 北斗卫星导航系统及应用综述 0引言 北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS），是继美全球定位系统（GPS）和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球围全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于20m，授时精度优于100ns。2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。 1 北斗卫星导航系统基本信息介绍 中国在2003年完成了具有区域导航功能的北斗卫星导航试验系统，之后开始构建服务全球的北斗卫星导航系统，于2012年起向亚太大部分地区正式提供服务，并计划至2020年完成全球系统的构建。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统及欧盟伽利略定位系统一起，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 1.1 北斗卫星导航系统的定位原理 “北斗一号”卫星导航系统的定位原理与GPS系统不同,GPS采用的是被动式伪码单向测距三维导航,由用户设备独立解算自己的三维定位数据,而“北斗一号”卫星导航定位系统则采用主动式双向测距二维导航, 由地面中心控制系统解算供用户使用的三维定位数据。“北斗”卫星是中国“北斗”导航系统空间段组成部分,由两种基本形式的卫星组成,分别适应于GEO和MEO轨道。“北斗”导航卫星由卫星平台和有效载荷两部分组成。卫星平台由测控、数据管理、姿态与轨道控制、推进、热控、结构和供电等分系统组成。有效载荷包括导航分系统、天线分系统。GEO卫星还含有RDSS有效载荷。因此,“北斗”卫星为提供导航、通信、授时一体化业务创造了条件。“北斗”导航卫星分别在1559MH z～1610MH z、1200MH z～1300MH z两个频段各设计有两个粗码、两个精密测距码导航信号, 具有公开服务和授权服务两种服务模式[1]。 “北斗二号”导航卫星系统体制第二代导航卫星系统与第一代导航卫星系统在体制上的差别主要是: 第二代用户机可免发上行信号,不再依靠中心站电子高程图处理或由用户提供高程信息,而是通过直接接收卫星单程测距信号来自己定位, 系统的用户容量不受限制,并可提高用户位置隐蔽性。 常用卫星通信天线简介 天线是卫星通信系统的重要组成部分，是地球站射频信号的输入和输出通道，天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。地球站与卫星之间的距离遥远，为保证信号的有效传输，大多数地球站采用反射面型天线。反射面型天线的特点是方向性好，增益高，便于电波的远距离传输。 反射面的分类方法很多，按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线；按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线；按频段可分为单频段天线和多频段天线；按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。下文对一些常用的天线 作简单介绍。 1．抛物面天线 抛物面天线是一种单反射面型天线，利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面，将馈源置于抛物面的焦点F上，馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列，如图1所示。发射时信号从馈源向抛物面辐射，经抛物面反射后向空中辐射。由于馈源位于抛物面的焦点上，电波经抛物面反射后，沿抛物面法向平行辐射。接收时，经反射面反射后，电波汇聚到馈源，馈源可接收到最大信号能量。 图1 抛物面天线 抛物面天线的优点是结构简单，较双反射面天线便于装配。缺点是天线噪声温度较高；由于采用前馈，会对信号造成一定的遮挡；使用大功率功放时，功放重量带来的结构不稳定性必须被考虑。 2．卡塞格伦天线 卡塞格伦天线是一种双反射面天线，它由两个发射面和一个馈源组成，如图2所示。主反射面是一个旋转抛物面，副反射面为旋转双曲面，馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上，抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合，即都位于F2点。从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面，在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合，经主副反射面的两次反射后，电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说，副反射面的存在遮挡了一部分能量，使得天线的效率降低，能量分布不均匀，必须进行修正。修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后，天线效率可提高到0.7—0.75，而且能量分布均匀。目前，大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。 卡塞格伦天线的优点是天线的效率高，噪声温度低，馈源和低噪声放大器可以安装在天线后方的射频箱里，这样可以减小馈线损耗带来的不利影响。缺点是副反射面极其支干会造成一定的遮挡。 图2 卡塞格伦天线 3．格里高利天线 格里高利天线也是一种双反射面天线，也由主反射面、副反射面及馈源组成，如图3所示。与卡塞格伦天线不同的是，它的副反射面是一个椭球面。馈源置于椭球面的一个焦点F1上，椭球面的另一个焦点F2与主反射面的焦点重 浅谈卫星通信小站的建立与建设 摘要随着科学的高速发展，通信技术越来越发达，发射卫星的代价也越来越低，伴随着各国卫星通信系统也迅速建立，相关设备也逐渐普及、完善，实现了面向全球的通信覆盖，形成了“信息高速公路”，实现了“地球村”的伟大设想，世界各地人们实现了零距离面对面通话。本文从作用、介绍等方面对我国卫星通信小站的建立和建设展开了介绍和研究，希望可以对我国卫星小站的发展起到一些作用。 关键词卫星；通讯小站；建立与建设 1 卫星通信小站的建立 卫星通信小站虽然仅仅只是具备辅助的功能，但它对于信息接收、传输方面的作用却是相当强大的。信息高速公路的建立就是得益于卫星通信小站的建立，卫星通信小站构成了传输信息平台，确保了信息接收和传输的便捷性、丰富性，防止了失真现象的产生。 1.1 卫星通信系统 卫星、地面、用户等三端共同构成了整个卫星通信系统。其中起到中转作用的就是卫星端，卫星端接收从地面上传来的信号，并对信号进行放大，然后发回地面。地面端由地面上的卫星控制中心以及相对应跟踪、遥控等相关站点组成，通过不同站点的联合来负责地面上众多客户端与卫星的连接，保证信号经由卫星端中转后不会遗失，并且将地球上所有用户与卫星系统相连形成链路。。 1.2 卫星通信系统的特殊之处 第一，卫星通信覆盖范围广，由于卫星是在离地面很高的轨道运行，因此覆盖的面积也要大很多，而且通过多颗卫星的组合还可以进行地面范围的全覆盖，相比于传统方式来说更便捷、迅速、深入；第二，卫星通信系统通过卫星以电磁波的形式进行通讯传播，因此可以进行多频段传输，并且目前已经开发出常用频段外的频段传输；第三，由于大气层外磁信号干扰较弱，因此磁信号稳定，通讯可靠性高；第四，卫星通信系统对于地面建筑的要求低，因此建设速度很快，成本除了卫星外都很低，运行也迅捷方便，维护简单。 1.3 卫星通信小站建立的作用及意义 卫星通信系统旨在通过卫星信号实现对地面的全覆盖，而卫星信息小站的作用就是通过向卫星提供综合信息来让通信系统进行全局掌控，对各个卫星通信小站中设备的运行状态进行全面监控，并且充分发挥了卫星通信系统集散市场信息的功能，并且为系统中各个通讯管道的自动化调控提供了大量数据信息，辅助系统做出正确的决定。并且大量卫星通信小站的建立，为我国的迅速发展提供了重 简单对比全球四大卫星导航系统 2011年12月27日，对于中国的高精度测绘定位领域来说是一个不平凡的日子，中国北斗卫星导航系统(CNSS)正式向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务，这是世界上第三个投入运行的卫星导航系统。 在此之前，美国的全球定位系统(GPS)和俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)早在上世纪90年代就已经建成并投入运行。与此同时，欧盟也在打造自己的卫星导航系统——“伽利略”计划。 那么，这四大卫星导航系统之间到底有着怎么样的区别和联系呢？下面，就让我们来逐个分析一下，通过四大卫星导航系统的优劣分析，给大家一个较为明显的概念。 四大卫星导航系统各有优势，详情如下： GPS：成熟 GPS，作为大家最为熟悉的定位导航系统，她最大的特点就是技术方面最为成熟。 美国“全球定位系统”（GPS），是目前世界上应用最广泛、也是技术最成熟的导航定位系统。GPS空间部分目前共有30颗、4种型号的导航卫星。1994年3月，由24颗卫 星组成的导航“星座”部署完毕，标志着GPS正式建成。 中国北斗：互动开放 北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。目前市面上定位导航仪器公司如国外的天宝、拓普康，国内的华测导航等都已支持北斗卫星导航定位系统。 欧盟伽利略：精准 伽利略定位系统是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统，有“欧洲版GPS”之称。伽利略定位系统总共发射30颗卫星，其中27颗卫星为工作卫星，3颗为候补卫星。该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外，还有2个地面控制中心。 俄罗斯格洛纳斯：抗干扰能力强 早在美苏冷战时期，美国和苏联就各项技术特别是空间技术方面争锋相对，在美国GPS技术遍布全国的同时，苏联也没闲着，一直忙于研发自己的全球导航定位系统。俄罗斯的这套格洛纳斯系统便是其不断努力的结果。格洛纳斯由24颗卫星组成，也是由军方负责研制和控制的军民两用导航定 浅谈卫星移动通信 【摘要】卫星移动通信由卫星通信技术和地面移动通信技术结合产生的新的通信方式，有着非常重要的战略意义和发展前景。但由于技术和市场原因，卫星移动通信的市场较小，未来的发展仍有不确定性。从目前的卫星移动通信市场发展情况看，静止轨道卫星移动通信发展是最好的。未来卫星移动通信的发展趋势是与地面通信网络组成无缝隙覆盖全球的个人通信系统，真正进入个人通信时代。同时，卫星移动宽带、终端综合化、星上处理等都是卫星移动业务技术发展的必然趋势。我国卫星移动通信技术落后于国际先进水平，非常有必要发展具有自主知识产权卫星移动通信系统。 【关键词】卫星移动通信优势发展动态发展趋势我国的发展现状建议 一、引言 谈起移动通信，我们都不会感到陌生。想家时，拨通父母的电话便能感受家人的温暖；闲暇时，登上QQ便能和朋友一起聊聊自己的故事；还可以经常上网冲冲浪，感受世界的千姿百态，拓宽我们的眼界。移动通信将我们与世界紧紧相连，并给我们的生活带来了深刻的影响。但是，单纯依靠现有的地面移动通信系统，还远远不能满足我们的需求。我们可不想父母温暖的叮咛因信号差而终止，也不想仅因手机没有信号而置身“孤岛”。我们期盼着，无论何时、也无论何地我们都能与我们挂念的人实现通信。这在21世纪将不再是个遥不可及的梦想，迅猛发展的卫星移动通信将引领我们走进个人通信时代。 二、卫星移动通信的优势 卫星移动通信是由卫星通信技术和地面移动通信技术结合产生的新的通信方式，具有覆盖范围广、系统容量大、通信距离远、组网灵活、通信费用基本与距离无关、不受地形限制等特点，有着非常重要的战略意义和发展前景。依稀还记得2008年的汶川大地震瞬间使得灾区对外通信完全中断，卫星是灾区惟一第一时间即可仰仗的通信设备。汶川大地震以悲剧性的方式证明了卫星通信的重要性。使用 全球卫星导航系统测量报告摘要： 全球卫星导航系统可以以高精度、全天候、快速地测定地面点的三位坐标，点间无需通视，不用建标，比常规测量方法的成本低，而且具有仪器轻巧，操作方便等优点，对传统测量的理论与方法产生了革命性的影响，促进了测绘科学技术的现代化，在军事、民用及其他领域都得到了广泛的应用。在工程测量的各个领域，从一般的控制测量到精密工程测量，都显出极大的优势。这种技术还可以应用在桥梁工程、隧道与管道工程、海峡贯通与连接工程、精密设备安装工程等。 全球卫星导航系统无疑极大地改变了以往需要巨大人力与精力来进行测量的局面，促进了生产力与各种工程领域的发展。因此，研究这一系统是有极大的必要性的。 正文： 一．全球卫星导航系统的发展 为了实现全球性、全天候、高精度地连续导航定位，美国国防部从1973年开始，进过二十多年的发展，号子三百亿美元，于1993年成功建立了第二代卫星导航系统——GPS卫星全球定位系统。GPS 是利用卫星发射的无线电信号进行导航定位，它有着良好的保密性与抗干扰性，同时也满足了人们对于开发这一系统的初衷。这是美国导航技术现代化的重要标志。 目前全球卫星导航系统除了美国的GPS系统外，还主要有俄罗斯的GLONASS、中国的北斗、欧盟的GALILEO等。 GLONASS系统开发于苏联时期，后来由俄罗斯建立了本国的全球卫星导航系统，1995年建成了由24颗卫星组成的卫星星座。这一系统至少需要18颗卫星来提供对俄罗斯全境的卫星定位与导航服务，如果要对全球来提供服务则需要24颗卫星。主要服务内容为确定陆地、海洋、空中目标的坐标与运动速度等信息。但由于各种因素的影响，该系统很长一段时间内不能进行正常的工作。目前该系统正在进行全面更新。 伽利略定位系统是由欧盟主导的一个正在建造的卫星定位系统。是继GPS和GLONASS之后第三个可供民用的定位系统。该系统由30颗卫星组成，于2005年发射了第一颗卫星，由于技术问题，完成目标由2008年延长到了2014年左右。 伽利略卫星导航系统是民用定位系统，不存在军用和民用冲突的问题。此外，其卫星运行高度高于GPS系统的卫星，因此覆盖率较高，定位精度将优于GPS全球定位系统。 北斗卫星导航系统是我国目前正在实施的自主开发、独立运行的主动式卫星导航系统。2000年发射了第一颗北斗卫星，到2003年，组成了第一代由三颗地球同步卫星组成的实验星座，可用于我国境内和周边地区的导航定位。 我国正在建设的北斗卫星导航系统空间段将有五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星组成。截止2012年，我国已经发射了16颗卫星。目前的开放服务对服务区内免费提供定位、测速和授时服务。授权服务将对授权用户提供更加安全的定位、测速、授时、通信和系 浅谈卫星通信地球站的维护管理经验 【摘要】本文从卫星通信地球站各设备在安装调试、使用维护过程中应注意的事项及卫星通信地球站的几点维护管理经验等方面，全面阐述了在卫星通信地球站维护管理过程中应注意把握的环节，总结了在维护管理过程中几点体会，对卫星通信地球站系统的维护管理具有很好的参考价值。 【关键词】卫星通信地球站;操作维护;频谱;稳定性 1.引言 卫星通信作为一体化联合作战的主要通信手段，可确保在任何情况下，甚至在地面网络无法覆盖或遭到破坏的情况下，及时、快速、可靠、稳定地提供宽带多媒体通信服务，真正做到广域无缝隙覆盖。在汶川地震、日本海啸等重大灾害中，卫星通信以其独特的优势发挥了无可替代的作用。而卫星通信地球站设备运行的稳定与否，直接关系到卫星通信业务的可靠性，所以我们应重视对卫星通信地球站的操作维护工作，更好地保障卫星通信地球站各设备的稳定运行。 2.地球站系统组成 卫星地球站是卫星通信系统中的关键组成部分，随着通信技术的发展，卫星通信设备种类越来越多、复杂程度越来越高、地球站系统规模不断扩大、业务任务多样化趋势明显。在这种条件下，大型卫星地球站面临的主要问题是：天线、射频、变频设备、解调设备、终端设备等公共资源以及多样化的终端设备等资源复杂程度高，数量大，难以有效调度;支持的众多的任务如临时视频传输、应急通信保障、业务变更调整等，人工协调困难;系统配置变化应对不及时;多种应急任务对人员技术水平要求高;资源缺乏统一的调度管理，人工协调调度效率低下，无法充分发挥设备、资源的效益。 卫星地球站的组成：天线及伺服子系统，射频收发子系统，调制解调子系统，基带子系统，监控子系统，（接口子系统），电源子系统等。 天线及跟踪伺服子系统：卫星信号的收发，及天线驱动（自动、电动、手动/跟踪）。 上行：将HPA输出的射频信号通过天线放大并向卫星发射。 下行：接收来自卫星的射频信号。 跟踪伺服：控制天线对准卫星。 射频收发子系统：完成信号的变频、放大。 全球四大卫星定位系统 目前，世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。当前全球有四大卫星定位系统，分别是美国的全球卫星导航定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯GLONASS系统、欧洲在建的"伽利略"系统、和中国的北斗卫星导航系统。 一、美国GPS长期垄断 美国国防部从1973年开始实施的GPS系统，这是世界上第一个全球卫星导航系统，在相当长的一段时间内垄断了全球军用和民用卫星导航市场。GPS全球定位系统计划自1973年至今，先后共发射了41颗卫星，总共耗资190亿美元。GPS原来是专门用于为洲际导弹导航的秘密军事系统，在1991年的海湾战争中首次得到实战应用。随后，在科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中大显身手。从克林顿时代起，该系统开始应用在了民用方面。现运行的GPS系统由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。美国利用GPS获得了巨大的经济利益，多年来在出售信号接收设备方面赚取了巨额利润。以1986年为例，当时一台一般精度的GPS定位仪价格5万美元，高精度的则达到10万美元。现在价格虽然有所下降，但也可推算出20年来GPS"收获颇丰"。以GPS为代表的卫星导航定位应用产业，已成为八大无线产业之一。据美国国家公共管理研究院进行的调查评估表明，GPS的全球销售额将以每年38%的速度增长，2005年全球GPS市场已达到310亿美元。长期以来，美国对本国军方提供的是精确定位信号，对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号--也就是说，地球上任何一个目标的准确位置，只有美国人掌握，其他国家只知道个"大概"。在海湾战争时，美国还曾置欧盟各国利益不顾，一度关闭对欧洲GPS服务。 2003年3月20日，伊拉克战争爆发。大批轰炸机、战斗机猛扑向伊拉克首都巴格达，用炸弹准确地将一座建筑彻底摧毁，行动代号："斩首行动"；4月，一架B-1B"枪骑兵"轰炸机临时接到任务，用炸弹摧毁了另一座建筑。他们的目标都是一个人：萨达姆侯赛因，他们所使用的炸弹都是一种：联合攻击炸弹(JDAM)，这些炸弹之所以都能够精确的打击目标，是因为他们都是通过卫星定位来实现定位，提供这种定位服务的正是由24颗美国卫星组成的全球定位系统--GPS。 由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。 随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国政府宣布，在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到10米，这将进一步推动GPS技术的应用，提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量，刺激GPS市场的增长。 二、俄罗斯GLONASS（格洛纳斯）系统 "格洛纳斯GLONASS"是俄语中"全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE"的缩写。作用类似于美国的GPS、欧洲的伽利略卫星定位系统。最早开发于苏联时期，后由俄罗斯继续该计划。俄罗斯1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。1995年俄罗斯耗资30多亿美元，完成了GLONASS导航卫星星座的组网工作。它也由24颗卫星组成，原理和方案都与GPS类似，不过，其24颗卫星分布在3个轨道平面上，这3个轨道平面两两相隔120°，同平面内的卫星之间相隔45°。每颗卫星都在19100千米高、64.8°倾角的轨道上运行，轨道周期为11小时15分钟。地面控制部分全部都在俄罗斯领土境内。俄罗斯自称，多功能的GLONASS系统定位精度可达1米，速度误差仅为15厘米/秒。如果必要，该 车载卫星通信设备及操作简介 3.1 卫星通信系统开通前应该注意的事项： 3.1.1 环境勘察 1）选择停放场所 ★选择较为平坦、坚实的空地作为停车场地。确保对卫星信号收发、微波信号收发不形成遮挡。 ★车辆上方应无遮挡物，以免阻碍天线桅杆正常升起。 ★应尽量避开高大的障碍物（陡坡、高大建筑、高大树木等），确保对卫星通信、微波通信、无线网桥通信的信号收发不形成遮挡。 ★如果采用市电则车辆停放地距最近的有效市电电源应在60M以内，且能打地桩以接地或能接入其他的接地系统。 ★车辆停放地还要考虑整车噪声对居民或环境的影响。 2）选择市电电源 ★车载系统原则上应尽量考虑采用目的现场的有效市电电源。 ★在车载系统到达现场前，应与提供电源的单位或供电部门做好协商。 3）确定传输方式 ★同相关单位协商拟采用的传输方式，传输方式应遵循方便接入的原则结合停放场所条件综合考虑。若距机房较近，可采用光纤直接连接的方式；否则可采用微波或者无线网桥传输方式；特殊情况可采用卫星传输方式。 ★采用微波或者无线网桥传输方式时，要预先选定好对端微波架设的位置，以最近的机房和视距传输来综合考虑。原则上在车载系统达到目的现场 前，应架设好对端微波天线，以尽量缩短系统开通的时间。 ★采用卫星传输方式时，应根据使用的卫星经度考虑对应方位无遮挡，且 避免使车头朝向卫星方位停放，以方便卫星天线接收。 ★车载卫星系统通过自动对星需要获取的信息：（1）GPS、（2）电子罗盘、（3）AGC（信标机电压）。 3.1.2 数据准备 确定BTS的相关数据 ★根据网络规划，确定车载BTS相关数据，如频点、邻区切换等，必要时，到目的现场测试移动网络的数据，了解频率干扰情况、话务量分配、切换等情况。同时与传输室确认应急车传输的接入基站，并在基站端对通传输电路，同BSC 核对每套应急传输电路所对应小区的关系、核对小区定义的设备数量、设备类型和软件版本等信息，确保BSC的数据定义与应急车安装的硬件完全对应； ★根据现场的网络状况，确定基站天线的覆盖范围和方向。 ★根据网络规划，确定车载BTS系统接入PLMN网的BTS的相关数据。 3.1.3 带卫星的小C车规范开通流程 1、停车、拉手刹 2、打地桩、接工作地、保护地 3、放支撑脚、启动联合供电 4、挂CDMA天线、升天线桅杆、接馈线 5、对星、核对工作频率、极化、标定功率、载波上星 6、开基站、数据下载 7、开通测试、网络优化 3.2 卫星系统概述 3.2.1卫星系统业务需求简介 卫星传输作为小型应急通信车三种传输方式（微波传输、光纤传输、卫星传输）之一的传输手段解决从车载BTS到各省BSC的Abis接口的传输，实现1x 语音数据及EVDO数据业务的传输。 3.2.2卫星系统组成 根据系统设备配置和改装要求，小型应急通信车包括移动通信系统（不同厂商BTS和BSC设备）、传输系统（SDH、PDH、50M无线以太网桥、车载卫星）及天馈线系统（卫星天线、微波天线基站天线、桅杆等），其中卫星子系统主要由以下几种设备组成： 车载卫星天线、GPS天线、天线控制系统、信标接收机、MODEM、LNB、固态高功放。 我国及世界各国导航卫星发展状况综述 China and the world of the development of navigation satellite 摘要随着卫星导航技术的飞速发展，卫星导航已基本取代了无线电导航、天文导航等传统导航技术，成为一种普遍采用的导航定位技术，并在精度、实时性、全天候等方面取得了较大提高。目前世界上采用的定位系统主要为美国的全球定位系统(GPS )，俄罗斯的全球卫星导航系统(GLONASS)，欧洲的伽利略系统(GALILEO )，中国的“北斗一号”导航系统以及日本的准天顶卫星系。 关键词GPS GLONASS 伽利略全球卫星导航定位系统“北斗一号”导航系统准天顶卫星系统 一、GPS全球定位系统 GPS是“Global Positioning System”即“全球定位系统”的简称。该系统原是美国国防部为其星球大战计划投资10多亿美元而建立的。其作用是为美军方在全球的舰船、飞机导航并指挥陆军作战。GPS系统的研制计划分为三个阶段。第一阶段(1973-1978)是方案论证阶段。第二阶段(1979-1985)是工程研制和系统试验阶段，测试结果令人满意，系统达到了预定设计目标，当时有7颗实验卫星在轨道上飞行，已提供了有限的导航能力。第三阶段为改善系统性能，为整个系统投人使用阶段。原计划从1986年起，由航天飞机分批把工作型卫星送入轨道，1989年系统全面组网实用，达到三维定位能力。由于航天飞机失事,GPS 系统的第三阶段计划被推迟到1989年2月才开始执行。1990年左右，轨道上已有12颗卫星，实现二维定位能力;1992年左右，GPS系统已全面组网进人实用阶段。1993年GPS太空卫星网完全建成。 GPS是24颗卫星组成的全球定位、导航及授时系统。这24颗卫星分布在高度为2万公里的6个轨道上绕地球飞行。每条轨道上拥有4颗卫星，在地球上任何一点，任何时刻都可以同时接受到来自4颗以上卫星的信号。也就是说GPS 的卫星所发射的信息覆盖着整个地球表面。 目前GPS的发展主要分为以下几个阶段: 1、GPS现代化第一阶段：发射12颗改进型的GPS BLOCKⅡR型卫星，它们具有一些新的功能。既能发射第二民用码，即在L2上加载CA码;在L1和L2上播发P( y)码的同时，在这两个频率上还试验性的同时加载新的军码(M码); ⅡR 型的信号发射功率，不论在民用通道还是军用通道上都有很大提高。 2、GPS现代化第二阶段：发射6颗GPS BLOCKⅡF (“ⅡF Lite" )。GPS BLOCK ⅡF 型卫星除了有上面提到的GPS BLOCK ⅡR型卫星的功能外，还进一步强化发射M码的功率和增加发射第三民用频率，即L5频道。GPSⅡF型卫星的第一颗的发射不迟于2005年。到2008年在空中运行的GPS卫星中，至少有18颗ⅡF型卫星，以保证M码的全球覆盖。到2016年GPS卫星系统应全部以ⅡF卫星运行，共计24+3颗。 3、GPS现代化计划的第三阶段：发射的GPS BLOCK Ⅲ型卫星，在2003年浅谈卫星通信中的常见干扰及其处理措施
低轨道卫星移动通信系统
浅谈军事通信卫星发展及趋势
国外卫星导航应用标准综述概论
文献综述
北斗卫星导航系统与应用综述
卫星通信天线简介
浅谈卫星通信小站的建立与建设
全球四大卫星导航系统对比
浅谈卫星移动通信
全球卫星导航系统测量报告
浅谈卫星通信地球站的维护管理经验
全球四大导航系统
车载卫星通信设备及操作简介
我国及世界各国导航卫星发展状况综述