北斗導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行控制策略

1、摘要：根據(jù)北斗的任務(wù)及特色，介紹了北斗運(yùn)行控摘要：根據(jù)北斗的任務(wù)及特色，介紹了北斗運(yùn)行控制的任務(wù)，分析北斗運(yùn)行控制的形式，闡述在該形制的任務(wù)，分析北斗運(yùn)行控制的形式，闡述在該形式下面臨的困難。提出了北斗星間、星地及地面聯(lián)式下面臨的困難。提出了北斗星間、星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略。對(duì)該策略下的星間觀測(cè)、星地觀合觀測(cè)處理策略。對(duì)該策略下的星間觀測(cè)、星地觀測(cè)具體任務(wù)、特點(diǎn)、處理內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)介紹。最后測(cè)具體任務(wù)、特點(diǎn)、處理內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)介紹。最后就系統(tǒng)平穩(wěn)過(guò)渡及穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行了總結(jié)。就系統(tǒng)平穩(wěn)過(guò)渡及穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行了總結(jié)。2一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （一）（一）北斗任務(wù)北斗任務(wù) 任務(wù)：任務(wù)：實(shí)

2、現(xiàn)全球?qū)Ш剑▽?shí)現(xiàn)全球?qū)Ш剑?0m10m）滿足中國(guó)區(qū)域滿足中國(guó)區(qū)域 ICAO CAT-1ICAO CAT-1需求需求 精度精度 18.2m/7.7m18.2m/7.7m4.4m(95%)4.4m(95%) 非連續(xù)性非連續(xù)性10-6/15s10-6/15s 非完好性非完好性 2 210-7/10-7/進(jìn)近進(jìn)近 告警時(shí)間告警時(shí)間 6s6s 可用性可用性 0.99750.99753一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 滿足中國(guó)區(qū)域滿足中國(guó)區(qū)域 位置報(bào)告及短電文通信位置報(bào)告及短電文通信實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)GNSSGNSS互操作互操作 GPSGPS：L1cL1c、L5L5，Galileo:L1,E5Galileo

3、:L1,E5北斗特色：北斗特色：突出區(qū)域服務(wù)能力突出區(qū)域服務(wù)能力中國(guó)區(qū)域廣域增強(qiáng)是北斗的重要建設(shè)任務(wù)中國(guó)區(qū)域廣域增強(qiáng)是北斗的重要建設(shè)任務(wù)廣域增強(qiáng)系統(tǒng)是北斗運(yùn)行控制系統(tǒng)的組成部分廣域增強(qiáng)系統(tǒng)是北斗運(yùn)行控制系統(tǒng)的組成部分4一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 突出位置報(bào)告與短電文通信功能突出位置報(bào)告與短電文通信功能位置報(bào)告與位置報(bào)告與RDSSRDSS定位業(yè)務(wù)同時(shí)完成定位業(yè)務(wù)同時(shí)完成定位與位置報(bào)告最短完成時(shí)間定位與位置報(bào)告最短完成時(shí)間1s1s定位與指揮調(diào)度于一體定位與指揮調(diào)度于一體5一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 事件的內(nèi)容與發(fā)生的地點(diǎn)時(shí)間在一封短信中完成事件的內(nèi)容與發(fā)生的地點(diǎn)時(shí)間在一

4、封短信中完成擺脫了擺脫了“先定位再報(bào)告先定位再報(bào)告”的若干苦惱與弊?。〞r(shí)的若干苦惱與弊?。〞r(shí)間間 達(dá)達(dá)120s.120s.用戶屬性混淆、位置與時(shí)間錯(cuò)位）用戶屬性混淆、位置與時(shí)間錯(cuò)位）6一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （二）（二）北斗運(yùn)行控制任務(wù)北斗運(yùn)行控制任務(wù)1 1、觀測(cè)數(shù)據(jù)采集、觀測(cè)數(shù)據(jù)采集采集地面站對(duì)衛(wèi)星觀測(cè)的觀測(cè)參數(shù)采集地面站對(duì)衛(wèi)星觀測(cè)的觀測(cè)參數(shù) 偽距觀測(cè)量偽距觀測(cè)量 載波相位觀測(cè)量載波相位觀測(cè)量 星地時(shí)間同步觀測(cè)量星地時(shí)間同步觀測(cè)量7一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （二）（二）北斗運(yùn)行控制任務(wù)北斗運(yùn)行控制任務(wù) 采集星間相互觀測(cè)量采集星間相互觀測(cè)量 星間雙向時(shí)間同步觀

5、測(cè)量星間雙向時(shí)間同步觀測(cè)量8一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （二）（二）北斗運(yùn)行控制任務(wù)北斗運(yùn)行控制任務(wù)2 2、觀測(cè)參數(shù)處理、觀測(cè)參數(shù)處理 衛(wèi)星鐘差及預(yù)報(bào)參數(shù)衛(wèi)星鐘差及預(yù)報(bào)參數(shù) 衛(wèi)星星歷及預(yù)報(bào)參數(shù)衛(wèi)星星歷及預(yù)報(bào)參數(shù) 電離層校正參數(shù)處理及預(yù)報(bào)電離層校正參數(shù)處理及預(yù)報(bào) 導(dǎo)航信息完好性處理及告警導(dǎo)航信息完好性處理及告警9一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （二）（二）北斗運(yùn)行控制任務(wù)北斗運(yùn)行控制任務(wù)3 3、衛(wèi)星廣播星歷的形成、注入與發(fā)布、衛(wèi)星廣播星歷的形成、注入與發(fā)布 衛(wèi)星鐘差歷書及精密軌道電離層參數(shù)衛(wèi)星鐘差歷書及精密軌道電離層參數(shù) 10一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （二

6、）（二）北斗運(yùn)行控制任務(wù)北斗運(yùn)行控制任務(wù)4 4、星座評(píng)定及管理、星座評(píng)定及管理 星座覆蓋特性評(píng)定及管理星座覆蓋特性評(píng)定及管理 星座可用性評(píng)價(jià)及管理星座可用性評(píng)價(jià)及管理 衛(wèi)星非連續(xù)性中斷處理與恢復(fù)衛(wèi)星非連續(xù)性中斷處理與恢復(fù) 衛(wèi)星可用性評(píng)價(jià)與管理衛(wèi)星可用性評(píng)價(jià)與管理 衛(wèi)星組網(wǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)與調(diào)度衛(wèi)星組網(wǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)與調(diào)度11一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （二）（二）北斗運(yùn)行控制任務(wù)北斗運(yùn)行控制任務(wù)5 5、GNSSGNSS互操作與廣域增強(qiáng)互操作與廣域增強(qiáng) 提供提供GNSSGNSS互操作校正參數(shù)互操作校正參數(shù) （系統(tǒng)時(shí)間偏差、系統(tǒng)座標(biāo)改正）（系統(tǒng)時(shí)間偏差、系統(tǒng)座標(biāo)改正） 提供提供GNSSGNSS星歷

7、、校正參數(shù)星歷、校正參數(shù) 提供服務(wù)區(qū)電離層校正參數(shù)提供服務(wù)區(qū)電離層校正參數(shù)12一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （二）（二）北斗運(yùn)行控制任務(wù)北斗運(yùn)行控制任務(wù)6 6、完成用戶服務(wù)與管理、完成用戶服務(wù)與管理 支持支持RDSSRDSS業(yè)務(wù)業(yè)務(wù) 實(shí)現(xiàn)授權(quán)用戶的位置報(bào)告實(shí)現(xiàn)授權(quán)用戶的位置報(bào)告 實(shí)現(xiàn)調(diào)度部門對(duì)授權(quán)用戶的位置、通信監(jiān)管實(shí)現(xiàn)調(diào)度部門對(duì)授權(quán)用戶的位置、通信監(jiān)管13一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （三）國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn)行控制基本形式（三）國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn)行控制基本形式1 1、GPSGPS地面全球布站運(yùn)行控制地面全球布站運(yùn)行控制+ +星間鏈路維持星間鏈路維持180180天天 自主運(yùn)行自

8、主運(yùn)行主控站（主控站（MCSMCS）美國(guó)科羅拉多州）美國(guó)科羅拉多州 噴泉城噴泉城 空軍基地空軍基地 備用主控站備用主控站 馬薩諸塞州馬薩諸塞州 蓋塞爾斯堡蓋塞爾斯堡監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)站 全球布全球布5 5個(gè)站個(gè)站 地面網(wǎng)連接地面網(wǎng)連接 觀測(cè)量偽距觀測(cè)量偽距14一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （三）國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn)行控制基本形式（三）國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn)行控制基本形式上行注入站上行注入站 全球全球4 4個(gè)個(gè) 地面能見角地面能見角7272度度處理數(shù)據(jù)：聯(lián)合偽距解衛(wèi)星鐘差及軌道參數(shù)處理數(shù)據(jù)：聯(lián)合偽距解衛(wèi)星鐘差及軌道參數(shù) 全星座衛(wèi)星鐘差及軌道精度對(duì)病態(tài)鐘免疫力低全星座衛(wèi)星鐘差及軌道精度對(duì)病態(tài)鐘免疫力低 優(yōu)勢(shì)

9、光壓模型在優(yōu)勢(shì)光壓模型在RR星以后提高一個(gè)數(shù)量級(jí)星以后提高一個(gè)數(shù)量級(jí). . R R銣鐘天穩(wěn)定度銣鐘天穩(wěn)定度1 110-1410-1415一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （三）國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn)行控制基本形式（三）國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn)行控制基本形式控制數(shù)據(jù)：控制數(shù)據(jù)： 超差星歷更新，超差星歷更新，3 3次加載次加載/ /星星/ /日日 URE URE均方根值為均方根值為4.2 m(1 )4.2 m(1 )16一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （三）國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn)行控制基本形式（三）國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn)行控制基本形式星間鏈路維持自主運(yùn)行精度星間鏈路維持自主運(yùn)行精度 GPS BlockR GPS

10、BlockR 設(shè)有設(shè)有UHFUHF星間鏈路星間鏈路 機(jī)理：觀測(cè)量偽距。充分利用機(jī)理：觀測(cè)量偽距。充分利用6 6個(gè)軌道面優(yōu)勢(shì)和改個(gè)軌道面優(yōu)勢(shì)和改進(jìn)進(jìn)1 1個(gè)數(shù)量級(jí)的太陽(yáng)光壓模型，定軌精度高之優(yōu)勢(shì)，個(gè)數(shù)量級(jí)的太陽(yáng)光壓模型，定軌精度高之優(yōu)勢(shì)，在在180180天星歷支持下相互定位，修正星歷。典型情天星歷支持下相互定位，修正星歷。典型情況每顆星可觀測(cè)另外況每顆星可觀測(cè)另外8 81616顆衛(wèi)星。顆衛(wèi)星。DOPDOP值低值低 缺點(diǎn)：精度維持能力差，對(duì)病態(tài)衛(wèi)星鐘免疫力低缺點(diǎn)：精度維持能力差，對(duì)病態(tài)衛(wèi)星鐘免疫力低17一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 2 2、GLONASSGLONASS境內(nèi)布站運(yùn)行控制形

11、式境內(nèi)布站運(yùn)行控制形式地面控中心（莫斯科）地面控中心（莫斯科）處理特點(diǎn)處理特點(diǎn): :監(jiān)測(cè)接收機(jī)觀測(cè)偽距監(jiān)測(cè)接收機(jī)觀測(cè)偽距C C波段雷達(dá)觀測(cè)量為距離波段雷達(dá)觀測(cè)量為距離 、速度、速度獨(dú)立計(jì)算鐘差獨(dú)立計(jì)算鐘差由距離量和速度量求衛(wèi)星位置由距離量和速度量求衛(wèi)星位置 衛(wèi)星鐘誤差對(duì)軌道精度耦合小衛(wèi)星鐘誤差對(duì)軌道精度耦合小18一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 2 2、GLONASSGLONASS境內(nèi)布站運(yùn)行控制形式境內(nèi)布站運(yùn)行控制形式監(jiān)測(cè)站分布監(jiān)測(cè)站分布 僅確保俄領(lǐng)土內(nèi)的高精度星歷控制。僅確保俄領(lǐng)土內(nèi)的高精度星歷控制。 經(jīng)度方向跨度為經(jīng)度方向跨度為180180度度注入站注入站 星歷和時(shí)差注入星歷和時(shí)

12、差注入 1 12 2次次/ /星星/ /日日激光站（激光站（2020套）套） 測(cè)定地球坐標(biāo)測(cè)定地球坐標(biāo) 地球引力場(chǎng)模型地球引力場(chǎng)模型 修正定軌精度修正定軌精度19一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 2 2、GLONASSGLONASS境內(nèi)布站運(yùn)行控制形式境內(nèi)布站運(yùn)行控制形式時(shí)間同步站時(shí)間同步站 觀測(cè)量偽距觀測(cè)量偽距 計(jì)算量時(shí)差計(jì)算量時(shí)差 1 1次次/ /星星/ /日日 星上時(shí)差參數(shù)更新星上時(shí)差參數(shù)更新 2 2次次/ /星星/ /日日 特點(diǎn)：星歷和時(shí)間同步分別解算特點(diǎn)：星歷和時(shí)間同步分別解算 無(wú)星間鏈路無(wú)星間鏈路 20一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 3 3、GalileoGali

13、leo全球布站全球布站地面控制中心（一主一備）地面控制中心（一主一備） 歐洲歐洲地面站地面站 上下行遙控遙測(cè)及測(cè)距上下行遙控遙測(cè)及測(cè)距 向衛(wèi)星注入導(dǎo)航信息及時(shí)鐘修正參數(shù)向衛(wèi)星注入導(dǎo)航信息及時(shí)鐘修正參數(shù) 2 2個(gè)位于歐洲，個(gè)位于歐洲，3 3個(gè)位于全球個(gè)位于全球 21一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 有：法國(guó)的有：法國(guó)的Toulouse Toulouse 德國(guó)的德國(guó)的WeiheimWeiheim 澳大利亞的澳大利亞的Perth Perth 美國(guó)的檀香山美國(guó)的檀香山 南美的南美的FalxlandsFalxlands 緯度跨越緯度跨越4848度度-52-52度度 經(jīng)度跨越經(jīng)度跨越360360度

14、度 機(jī)理同機(jī)理同GPSGPS，但衛(wèi)星鐘及太陽(yáng)光壓的模型有差距，但衛(wèi)星鐘及太陽(yáng)光壓的模型有差距星間鏈路星間鏈路 無(wú)無(wú)22一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （四）北斗特色及運(yùn)行控制形式分析（四）北斗特色及運(yùn)行控制形式分析優(yōu)勢(shì)：優(yōu)勢(shì)：RDSS+RNSSRDSS+RNSS兩種體制兩種體制GEO+IGSO+MEOGEO+IGSO+MEO多鐘軌道選擇多鐘軌道選擇RNSSRNSS應(yīng)用應(yīng)用+RDSS+RDSS定位及位置報(bào)告應(yīng)用定位及位置報(bào)告應(yīng)用23一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （四）北斗特色及運(yùn)行控制形式分析（四）北斗特色及運(yùn)行控制形式分析差距：差距：國(guó)土幅原有限國(guó)土幅原有限 南北南北38

15、38度度 東西東西6060度度 地面觀測(cè)量只能確保區(qū)域?qū)Ш骄鹊孛嬗^測(cè)量只能確保區(qū)域?qū)Ш骄忍?yáng)光壓模型精度低一個(gè)數(shù)量級(jí)太陽(yáng)光壓模型精度低一個(gè)數(shù)量級(jí) 差距差距2020年年衛(wèi)星鐘長(zhǎng)穩(wěn)、長(zhǎng)漂低一個(gè)數(shù)量級(jí)衛(wèi)星鐘長(zhǎng)穩(wěn)、長(zhǎng)漂低一個(gè)數(shù)量級(jí) 差距差距2020年年24一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （四）北斗特色及運(yùn)行控制形式分析（四）北斗特色及運(yùn)行控制形式分析2 2、運(yùn)行控制形式分析、運(yùn)行控制形式分析境內(nèi)設(shè)地面觀測(cè)站境內(nèi)設(shè)地面觀測(cè)站+ +星間雙向時(shí)間同步觀測(cè)星間雙向時(shí)間同步觀測(cè) 實(shí)現(xiàn)全球高精度星歷控制實(shí)現(xiàn)全球高精度星歷控制不同高度衛(wèi)星構(gòu)成固定、非固定雙向時(shí)間同步不同高度衛(wèi)星構(gòu)成固定、非固定雙向時(shí)間

16、同步GEOGEO、IGSOIGSO星地鏈路構(gòu)建穩(wěn)定星間網(wǎng)絡(luò)與地面星地鏈路構(gòu)建穩(wěn)定星間網(wǎng)絡(luò)與地面 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合運(yùn)行模式網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合運(yùn)行模式25一、北斗的任務(wù)及特色一、北斗的任務(wù)及特色 （四）北斗特色及運(yùn)行控制形式分析（四）北斗特色及運(yùn)行控制形式分析RDSSRDSS分布式處理系統(tǒng)服務(wù)于定位與位置報(bào)告分布式處理系統(tǒng)服務(wù)于定位與位置報(bào)告 （短電文通信）（短電文通信）GNSSGNSS互操作與廣域增強(qiáng)系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行模式互操作與廣域增強(qiáng)系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行模式 降低互操作系統(tǒng)及終端復(fù)雜度降低互操作系統(tǒng)及終端復(fù)雜度 提升互操作性能提升互操作性能26二、二、北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析（一）（一）不利形勢(shì)不利形勢(shì)

17、1 1、幅原有限，地面觀測(cè)量、星地觀測(cè)量難以、幅原有限，地面觀測(cè)量、星地觀測(cè)量難以 支持全球穩(wěn)定運(yùn)行星歷精度支持全球穩(wěn)定運(yùn)行星歷精度 境外設(shè)站缺乏穩(wěn)定的地面網(wǎng)絡(luò)支持境外設(shè)站缺乏穩(wěn)定的地面網(wǎng)絡(luò)支持27二、二、北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析2 2、衛(wèi)星太陽(yáng)光壓模型缺乏考煉、精度控制能力差、衛(wèi)星太陽(yáng)光壓模型缺乏考煉、精度控制能力差 定軌精度需磨煉定軌精度需磨煉3 3、衛(wèi)星鐘與、衛(wèi)星鐘與R 1R 110-1410-14差距大、且優(yōu)劣參差不齊差距大、且優(yōu)劣參差不齊4 4、星間鏈路模式需進(jìn)一步探討、星間鏈路模式需進(jìn)一步探討28二、二、北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析（二）有利形勢(shì)

18、（二）有利形勢(shì)1 1、具有星地雙向時(shí)間同步、站間雙向時(shí)間同步、具有星地雙向時(shí)間同步、站間雙向時(shí)間同步 應(yīng)用成果應(yīng)用成果理論成熟理論成熟機(jī)理清楚機(jī)理清楚 同一路徑雙向偽距觀測(cè)是提高兩站時(shí)間同步的關(guān)鍵同一路徑雙向偽距觀測(cè)是提高兩站時(shí)間同步的關(guān)鍵已達(dá)已達(dá)2ns2ns同步精度同步精度29二、二、北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析2 2、具有高精度時(shí)間同步下的定軌技術(shù)支持、具有高精度時(shí)間同步下的定軌技術(shù)支持時(shí)間同步、精密軌道分別求解時(shí)間同步、精密軌道分別求解 時(shí)間同步精度高（顯著優(yōu)于時(shí)間同步精度高（顯著優(yōu)于GLONASSGLONASS）30二、二、北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析對(duì)

19、病態(tài)鐘的免疫能力強(qiáng)對(duì)病態(tài)鐘的免疫能力強(qiáng)病態(tài)衛(wèi)星鐘不影響系統(tǒng)時(shí)病態(tài)衛(wèi)星鐘不影響系統(tǒng)時(shí) 不影響其它衛(wèi)星鐘差精度不影響其它衛(wèi)星鐘差精度 對(duì)定軌精度影響弱對(duì)定軌精度影響弱31二、二、北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析3 3、具有多種定軌方式的聯(lián)合評(píng)定方法具有多種定軌方式的聯(lián)合評(píng)定方法4 4、具有三種不同高度的衛(wèi)星組網(wǎng)有優(yōu)勢(shì)可用：具有三種不同高度的衛(wèi)星組網(wǎng)有優(yōu)勢(shì)可用：構(gòu)成統(tǒng)一星間鏈路管理模式構(gòu)成統(tǒng)一星間鏈路管理模式降低星地工作頻度（不須降低星地工作頻度（不須MEOMEO星地鏈路頻繁介入）星地鏈路頻繁介入）32二、二、北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析同軌道面內(nèi)的衛(wèi)星雙向時(shí)間同步有利于

20、提高同軌道面內(nèi)的衛(wèi)星雙向時(shí)間同步有利于提高 時(shí)間同步精度（相對(duì)距離變化量?。r(shí)間同步精度（相對(duì)距離變化量?。┎荚O(shè)于空間時(shí)間站的優(yōu)良衛(wèi)星鐘可以提升劣質(zhì)布設(shè)于空間時(shí)間站的優(yōu)良衛(wèi)星鐘可以提升劣質(zhì) 鐘的時(shí)間同步精度鐘的時(shí)間同步精度境內(nèi)一個(gè)星地時(shí)間同步境內(nèi)一個(gè)星地時(shí)間同步/ /注入站的有效工作可注入站的有效工作可 在星間鏈路協(xié)同下維持系統(tǒng)穩(wěn)定工作在星間鏈路協(xié)同下維持系統(tǒng)穩(wěn)定工作33二、二、北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析（三）跨越式發(fā)展的基本思路（三）跨越式發(fā)展的基本思路1 1、面對(duì)差距，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論技術(shù)研究、面對(duì)差距，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論技術(shù)研究加強(qiáng)衛(wèi)星原子鐘攻關(guān)及生產(chǎn)建設(shè)達(dá)到加強(qiáng)衛(wèi)星原子鐘攻關(guān)及

21、生產(chǎn)建設(shè)達(dá)到RR衛(wèi)星衛(wèi)星 銣鐘水平銣鐘水平積累三種軌道衛(wèi)星光壓模型精準(zhǔn)度經(jīng)驗(yàn)，積累三種軌道衛(wèi)星光壓模型精準(zhǔn)度經(jīng)驗(yàn)， 力爭(zhēng)在力爭(zhēng)在20202020年達(dá)到年達(dá)到RR衛(wèi)星水平衛(wèi)星水平34二、二、北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析2 2、提高對(duì)組網(wǎng)衛(wèi)星連續(xù)觀測(cè)弧段、提高對(duì)組網(wǎng)衛(wèi)星連續(xù)觀測(cè)弧段提高衛(wèi)星鐘時(shí)間同步處理及預(yù)報(bào)頻度提高衛(wèi)星鐘時(shí)間同步處理及預(yù)報(bào)頻度 由由1010小時(shí)小時(shí)1616小時(shí)間隔縮短至小時(shí)間隔縮短至2 23 3小時(shí)小時(shí)提高衛(wèi)星軌道處理及預(yù)報(bào)頻度提高衛(wèi)星軌道處理及預(yù)報(bào)頻度 每每2 2小時(shí)預(yù)報(bào)周期均有新觀測(cè)參數(shù)支持小時(shí)預(yù)報(bào)周期均有新觀測(cè)參數(shù)支持35二、二、北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析北斗運(yùn)

22、行面臨的形勢(shì)分析（四）多手段、多鏈路信號(hào)觀測(cè)，多任務(wù)并行處理（四）多手段、多鏈路信號(hào)觀測(cè)，多任務(wù)并行處理 是北斗運(yùn)行控制的基本策略是北斗運(yùn)行控制的基本策略包括：地面站對(duì)導(dǎo)航信號(hào)觀測(cè)包括：地面站對(duì)導(dǎo)航信號(hào)觀測(cè) 星地時(shí)間同步雙向偽距觀測(cè)星地時(shí)間同步雙向偽距觀測(cè) 星間時(shí)間同步雙向偽距觀測(cè)星間時(shí)間同步雙向偽距觀測(cè)36二、二、北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析北斗運(yùn)行面臨的形勢(shì)分析 星鐘利用星地雙向偽距鐘差處理星鐘利用星地雙向偽距鐘差處理 星鐘利用星間雙向偽距鐘差處理星鐘利用星間雙向偽距鐘差處理 星間偽距定軌處理星間偽距定軌處理 星間、地面聯(lián)合偽距定軌處理星間、地面聯(lián)合偽距定軌處理 37三、三、星間星地及地面聯(lián)合觀

23、測(cè)處理策略星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略（一）（一）星間觀測(cè)及數(shù)據(jù)交換任務(wù)分析星間觀測(cè)及數(shù)據(jù)交換任務(wù)分析1 1、星間觀測(cè)量的定義星間觀測(cè)量的定義星間觀測(cè)量為雙向偽距同步觀測(cè)量星間觀測(cè)量為雙向偽距同步觀測(cè)量定義：在定義：在t t時(shí)刻衛(wèi)星時(shí)刻衛(wèi)星A A、B B獲得觀測(cè)對(duì)方的偽距為：獲得觀測(cè)對(duì)方的偽距為： （1 1） （2 2）衛(wèi)星衛(wèi)星A A、B B鐘差為鐘差為 （3 3）38三、三、星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略（一）（一）星間觀測(cè)及數(shù)據(jù)交換任務(wù)分析星間觀測(cè)及數(shù)據(jù)交換任務(wù)分析 為衛(wèi)星為衛(wèi)星A A對(duì)對(duì)B B的偽距觀測(cè)量的偽距觀測(cè)量 為衛(wèi)星為衛(wèi)星B B對(duì)對(duì)A A的偽距觀測(cè)

24、量的偽距觀測(cè)量 為為t t時(shí)刻兩星間的空間距離時(shí)刻兩星間的空間距離 為求解的兩星間鐘差為求解的兩星間鐘差39三、三、星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略（一）（一）星間觀測(cè)及數(shù)據(jù)交換任務(wù)分析星間觀測(cè)及數(shù)據(jù)交換任務(wù)分析T T 為兩星存在的鐘差為兩星存在的鐘差 是與偽距變化率和鐘差有關(guān)的改正項(xiàng)，是與偽距變化率和鐘差有關(guān)的改正項(xiàng)， 當(dāng)相對(duì)距離等于常數(shù)時(shí)，當(dāng)相對(duì)距離等于常數(shù)時(shí)，有鐘差有鐘差 （4 4）40三、三、星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略（一）（一）星間觀測(cè)及數(shù)據(jù)交換任務(wù)分析星間觀測(cè)及數(shù)據(jù)交換任務(wù)分析同一軌道面固定兩星間相對(duì)距離變化同一軌道面固

25、定兩星間相對(duì)距離變化0 0兩星間的鐘差精度與偽距觀測(cè)時(shí)刻成松耦合兩星間的鐘差精度與偽距觀測(cè)時(shí)刻成松耦合所以，同一軌道面的星間鐘差精度高所以，同一軌道面的星間鐘差精度高非同軌道面的星間鐘差觀測(cè)精度低非同軌道面的星間鐘差觀測(cè)精度低41三、三、星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略2 2、星間觀測(cè)的任務(wù)、星間觀測(cè)的任務(wù) 獲得雙向時(shí)間同步獲得雙向時(shí)間同步 獲得定軌觀測(cè)量獲得定軌觀測(cè)量 獲得電離層校正參數(shù)獲得電離層校正參數(shù) 交換觀測(cè)量（數(shù)據(jù)）交換觀測(cè)量（數(shù)據(jù)）42三、三、星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略（二）（二）提高星間觀測(cè)量精度措施提高星間觀測(cè)量精度

26、措施1 1、合理的星間路由選擇和連續(xù)測(cè)量是提高、合理的星間路由選擇和連續(xù)測(cè)量是提高 星間觀測(cè)量精度的基本手段星間觀測(cè)量精度的基本手段同軌道面星間觀測(cè)優(yōu)于異軌道面星間觀測(cè)量同軌道面星間觀測(cè)優(yōu)于異軌道面星間觀測(cè)量 43三、三、星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略（二）（二）提高星間觀測(cè)量精度措施提高星間觀測(cè)量精度措施 間雙向時(shí)間精度高間雙向時(shí)間精度高 異軌道面星間雙向時(shí)間同步精度低異軌道面星間雙向時(shí)間同步精度低44三、三、星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略不同高度軌道所在衛(wèi)星精度低不同高度軌道所在衛(wèi)星精度低 與與 間同步精度低間同步精度低優(yōu)選同軌道

27、面的星間雙向時(shí)間同步觀測(cè)路優(yōu)選同軌道面的星間雙向時(shí)間同步觀測(cè)路非同軌道面的任務(wù)以數(shù)據(jù)交換為主非同軌道面的任務(wù)以數(shù)據(jù)交換為主45三、三、星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略2 2、以、以GEOGEO衛(wèi)星為通信節(jié)點(diǎn)是提高數(shù)據(jù)交換效率衛(wèi)星為通信節(jié)點(diǎn)是提高數(shù)據(jù)交換效率 和安全性的有效方法和安全性的有效方法MEOMEO對(duì)地交換系統(tǒng)復(fù)雜度高對(duì)地交換系統(tǒng)復(fù)雜度高GEOGEO對(duì)地交換系統(tǒng)復(fù)雜度低對(duì)地交換系統(tǒng)復(fù)雜度低46三、三、星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略3 3、定向連續(xù)觀測(cè)是確保星間鏈路強(qiáng)度的合適選擇、定向連續(xù)觀測(cè)是確保星間鏈路強(qiáng)度的合適選擇以固定指向鏈

28、路為優(yōu)以固定指向鏈路為優(yōu)以順序分別指向鏈路為劣以順序分別指向鏈路為劣47三、三、星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略4 4、以穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)（、以穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)（GEOGEO）衛(wèi)星鐘為構(gòu)架的空間時(shí)間站）衛(wèi)星鐘為構(gòu)架的空間時(shí)間站 削弱劣質(zhì)衛(wèi)星鐘對(duì)全系統(tǒng)星歷精度的影響削弱劣質(zhì)衛(wèi)星鐘對(duì)全系統(tǒng)星歷精度的影響GEOGEO高質(zhì)量星鐘可同步全系統(tǒng)鐘高質(zhì)量星鐘可同步全系統(tǒng)鐘避免劣質(zhì)量對(duì)另外衛(wèi)星星歷精度的影響避免劣質(zhì)量對(duì)另外衛(wèi)星星歷精度的影響48三、三、星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略星間星地及地面聯(lián)合觀測(cè)處理策略（三）（三）GEOGEO衛(wèi)星與地面間觀測(cè)參數(shù)與數(shù)據(jù)交換衛(wèi)星與地面間觀測(cè)參數(shù)與數(shù)據(jù)交換1 1、任務(wù)、任務(wù)實(shí)現(xiàn)太空時(shí)間站主鐘與地面鐘同步實(shí)現(xiàn)太空時(shí)間站主鐘與地面鐘同步獲得星座定向參數(shù)獲得星座定向參數(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)GEOGEO與其它衛(wèi)星間的偽距觀測(cè)與其它衛(wèi)星間的偽距觀測(cè)星間數(shù)據(jù)與注入?yún)?shù)交換星間數(shù)據(jù)與注入?yún)?shù)交