導(dǎo)航學(xué)432012

1、導(dǎo)導(dǎo) 航航 學(xué)學(xué) 主講：朱 智 勤( (測(cè)繪工程專業(yè)）測(cè)繪工程專業(yè)）其他衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)其他衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)GLONASS系統(tǒng)系統(tǒng)vGLONASS系統(tǒng)組成及各部分作用vGLONASS衛(wèi)星信號(hào)vGLONASS導(dǎo)航電文vGLONASS導(dǎo)航系統(tǒng)性能GLONASS系統(tǒng)組成及各部分作用系統(tǒng)組成及各部分作用地面監(jiān)控系統(tǒng)衛(wèi)星接收機(jī)系統(tǒng)總體構(gòu)成系統(tǒng)總體構(gòu)成www.glonass-ianc.rsa.ru/pls/htmldbGLONASS系統(tǒng)組成及各部分作用系統(tǒng)組成及各部分作用GLONASS衛(wèi)星星座配置 GLONASSGLONASS系統(tǒng)衛(wèi)星星座系統(tǒng)衛(wèi)星星座衛(wèi)星數(shù)衛(wèi)星數(shù) 24軌道數(shù)軌道數(shù) 3傾角傾角 64.8 0

2、.3軌道平面間距軌道平面間距 120運(yùn)行周期運(yùn)行周期 11h15min44 5s軌道高度軌道高度 25510 kmGLONASS系統(tǒng)組成及各部分作用系統(tǒng)組成及各部分作用GLONASS星座的衛(wèi)星分布GLONASS系統(tǒng)組成及各部分作用系統(tǒng)組成及各部分作用GLONASS衛(wèi)星的組成部分和功能衛(wèi)星的組成部分和功能星載導(dǎo)航設(shè)備星載導(dǎo)航設(shè)備:記錄地面站發(fā)送來的衛(wèi)星星歷和歷書，將導(dǎo)航信息發(fā)記錄地面站發(fā)送來的衛(wèi)星星歷和歷書，將導(dǎo)航信息發(fā) 給用戶，完成星上設(shè)備的診斷。給用戶，完成星上設(shè)備的診斷。星上控制設(shè)備星上控制設(shè)備:記錄導(dǎo)航信息，發(fā)送遙測(cè)數(shù)據(jù)，控制和調(diào)整星上的功記錄導(dǎo)航信息，發(fā)送遙測(cè)數(shù)據(jù)，控制和調(diào)整星上的功

3、率分配。率分配。 姿態(tài)控制系統(tǒng)姿態(tài)控制系統(tǒng): 完成衛(wèi)星的初始定向，調(diào)整衛(wèi)星縱軸使天線指向地球，完成衛(wèi)星的初始定向，調(diào)整衛(wèi)星縱軸使天線指向地球， 在整個(gè)衛(wèi)星壽命期內(nèi)維持其正常姿態(tài)。在整個(gè)衛(wèi)星壽命期內(nèi)維持其正常姿態(tài)。機(jī)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)動(dòng)系統(tǒng): 使衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)于指定的軌道，維持衛(wèi)星的升交距角，并控使衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)于指定的軌道，維持衛(wèi)星的升交距角，并控 制衛(wèi)星的推進(jìn)系統(tǒng)。制衛(wèi)星的推進(jìn)系統(tǒng)。溫控系統(tǒng)溫控系統(tǒng):發(fā)散器件熱量，調(diào)整衛(wèi)星溫度。發(fā)散器件熱量，調(diào)整衛(wèi)星溫度。電源系統(tǒng)電源系統(tǒng):為星載設(shè)備提供電源。為星載設(shè)備提供電源。星載時(shí)鐘星載時(shí)鐘:為衛(wèi)星提供精密的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。為衛(wèi)星提供精密的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。 GLONASS系統(tǒng)組成及各部分

4、作用系統(tǒng)組成及各部分作用地面控制部分地面控制部分 GLONASS的地面控制部分由系統(tǒng)控制中心和的地面控制部分由系統(tǒng)控制中心和遍布前蘇聯(lián)的跟蹤網(wǎng)組成。遍布前蘇聯(lián)的跟蹤網(wǎng)組成。 與與GPS很相似。地面控制部分負(fù)責(zé)測(cè)量衛(wèi)星狀很相似。地面控制部分負(fù)責(zé)測(cè)量衛(wèi)星狀態(tài)，計(jì)算并向每顆態(tài)，計(jì)算并向每顆GLONASS衛(wèi)星發(fā)送預(yù)報(bào)星衛(wèi)星發(fā)送預(yù)報(bào)星歷、相位數(shù)據(jù)及歷、相位數(shù)據(jù)及24顆衛(wèi)星的歷書。在確定衛(wèi)星顆衛(wèi)星的歷書。在確定衛(wèi)星時(shí)鐘補(bǔ)償時(shí)考慮了時(shí)鐘補(bǔ)償時(shí)考慮了GLONASS衛(wèi)星時(shí)與通用協(xié)衛(wèi)星時(shí)與通用協(xié)調(diào)時(shí)（調(diào)時(shí)（UTC）的差別，每隔）的差別，每隔30min向衛(wèi)星加載向衛(wèi)星加載導(dǎo)航數(shù)據(jù)。衛(wèi)星測(cè)控和對(duì)星載設(shè)備的控制也由導(dǎo)航

5、數(shù)據(jù)。衛(wèi)星測(cè)控和對(duì)星載設(shè)備的控制也由地面控制設(shè)備來完成。地面控制設(shè)備來完成。GLONASS系統(tǒng)組成及各部分作用系統(tǒng)組成及各部分作用地面控制部分包括地面控制部分包括6個(gè)組成單元個(gè)組成單元系統(tǒng)控制中心系統(tǒng)控制中心(SCC):設(shè)在莫斯科西南設(shè)在莫斯科西南70km處的處的Golotsino， 由軍事航天部負(fù)責(zé)對(duì)所有系統(tǒng)功能的運(yùn)行由軍事航天部負(fù)責(zé)對(duì)所有系統(tǒng)功能的運(yùn)行 進(jìn)行協(xié)調(diào)和調(diào)度。進(jìn)行協(xié)調(diào)和調(diào)度。中央同步器中央同步器(SC): 負(fù)責(zé)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間信號(hào)，并送往相位控制負(fù)責(zé)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間信號(hào)，并送往相位控制 系統(tǒng)。系統(tǒng)。指令跟蹤站指令跟蹤站(CTS): 測(cè)量各衛(wèi)星的軌道，向星上計(jì)算機(jī)發(fā)送所需測(cè)量各衛(wèi)星的軌

6、道，向星上計(jì)算機(jī)發(fā)送所需 的控制信息和輔助信息。的控制信息和輔助信息。相位控制系統(tǒng)相位控制系統(tǒng)(PCS)：監(jiān)視衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，預(yù)測(cè)衛(wèi)星測(cè)距信號(hào)監(jiān)視衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，預(yù)測(cè)衛(wèi)星測(cè)距信號(hào) 的修正量，測(cè)量衛(wèi)星頻標(biāo)與地面站頻標(biāo)之的修正量，測(cè)量衛(wèi)星頻標(biāo)與地面站頻標(biāo)之 間的相位差。間的相位差。光量子跟蹤站光量子跟蹤站(QOTS)：測(cè)定地球坐標(biāo)系和地球重力場(chǎng)模型。測(cè)定地球坐標(biāo)系和地球重力場(chǎng)模型。導(dǎo)航數(shù)據(jù)控制設(shè)備導(dǎo)航數(shù)據(jù)控制設(shè)備(NFCE)：用于導(dǎo)航數(shù)據(jù)的更新。用于導(dǎo)航數(shù)據(jù)的更新。GLONASS系統(tǒng)組成及各部分作用系統(tǒng)組成及各部分作用Ulan-UdeCTSSaint PertersburgCTSMoscowPCS

7、,SCC,NFCE,SC,CTSVorkutaCTSPetropaviovsk-KamchatskiyCTSEniseskCTSUssuriyskQOTS,CTS,NFCEYakutskCTSKitabQOTSGLONASS 地面控制系統(tǒng)分布 GLONASS系統(tǒng)組成及各部分作用系統(tǒng)組成及各部分作用 用戶設(shè)備用戶設(shè)備 GLONASS用戶設(shè)備用戶設(shè)備(即接收機(jī)即接收機(jī))能接收衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航信號(hào)，并測(cè)能接收衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航信號(hào)，并測(cè)量其偽距和偽距變化率，同時(shí)從衛(wèi)星信號(hào)中提取并處理導(dǎo)航電文。量其偽距和偽距變化率，同時(shí)從衛(wèi)星信號(hào)中提取并處理導(dǎo)航電文。接收機(jī)處理器對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并計(jì)算出用戶所在的位置、速

8、度接收機(jī)處理器對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并計(jì)算出用戶所在的位置、速度和時(shí)間信息。和時(shí)間信息。 GLONASS C/A碼接收機(jī)結(jié)構(gòu) 兩種服務(wù)：兩種服務(wù)：標(biāo)準(zhǔn)精度（標(biāo)準(zhǔn)精度（CSACSA）通道（民用用戶）；高精度（）通道（民用用戶）；高精度（CHACHA）通道（授權(quán)用戶）。通道（授權(quán)用戶）。GLONASS衛(wèi)星信號(hào)衛(wèi)星信號(hào) GLONASS衛(wèi)星信號(hào)構(gòu)成圖衛(wèi)星信號(hào)構(gòu)成圖GLONASSGLONASS信號(hào)構(gòu)成信號(hào)構(gòu)成GLONASS衛(wèi)星信號(hào)衛(wèi)星信號(hào)多址方式多址方式 根據(jù)根據(jù)GLONASS衛(wèi)星在軌道上的分布位置從衛(wèi)星在軌道上的分布位置從1至至24順序編碼，順序編碼，稱為稱為ID碼，每顆衛(wèi)星使用特定的頻率工作，頻分多址碼

9、，每顆衛(wèi)星使用特定的頻率工作，頻分多址(FDMA) 。 占用頻帶占用頻帶 L波段。波段。L1頻段從頻段從1602.5625到到1615. 5MHz，步進(jìn)量，步進(jìn)量0.5625 MHz，L2頻段從頻段從1246.4375到到1256.5MHz，步進(jìn)量，步進(jìn)量0.4375MHz。衛(wèi)星頻率計(jì)算衛(wèi)星頻率計(jì)算 GLONASSGLONASS信號(hào)頻率信號(hào)頻率12(L )16020.5625MHz(L )12460.4375MHzkkfkfk k=0，1，2，24 GLONASS衛(wèi)星信號(hào)衛(wèi)星信號(hào)GLONASSGLONASS衛(wèi)星衛(wèi)星L1L1和和L2L2頻譜頻譜GLONASS衛(wèi)星信號(hào)衛(wèi)星信號(hào)改頻計(jì)劃改頻計(jì)劃GLO

10、NASS采用頻分多址，采用頻分多址，24顆衛(wèi)星顆衛(wèi)星L1信號(hào)的總頻帶寬度為信號(hào)的總頻帶寬度為16021615.50.51MHz。該頻段的高端頻率與傳統(tǒng)的射電天文頻。該頻段的高端頻率與傳統(tǒng)的射電天文頻段（段（1610.61613.8MHz）重疊。另外）重疊。另外ITU WARC-92又決定將又決定將1016-1626.5MHz頻段分配給低地球軌道（頻段分配給低地球軌道（LEO）移動(dòng)通信衛(wèi)星使用，因）移動(dòng)通信衛(wèi)星使用，因此要求此要求GLONASS改變頻率，即讓出高端頻率。改變頻率，即讓出高端頻率。GLONASS衛(wèi)星信號(hào)衛(wèi)星信號(hào)三個(gè)階段三個(gè)階段第一階段（第一階段（1996-1998年）年） 載頻識(shí)別

11、號(hào)載頻識(shí)別號(hào)k=16，1720的頻率（的頻率（1610.6MHz1613.8MHz）完全停止使用，標(biāo)號(hào)為完全停止使用，標(biāo)號(hào)為k=13，14，21的頻率有限制的使用。的頻率有限制的使用。k=0，112的的GLONASS將改用將改用k=-7，-6-1的頻率。的頻率。第二階段（第二階段（1998-2005年）年） 各衛(wèi)星無限制使用標(biāo)號(hào)為各衛(wèi)星無限制使用標(biāo)號(hào)為k=0，112的頻率，標(biāo)號(hào)為的頻率，標(biāo)號(hào)為k=13的的頻率有限制地使用。頻率有限制地使用。第三階段（第三階段（2005年以后）年以后） 這一階段只使用標(biāo)號(hào)為這一階段只使用標(biāo)號(hào)為k= -7+6的頻率，而標(biāo)號(hào)為的頻率，而標(biāo)號(hào)為k=+5和和+6的頻率僅

12、在短時(shí)間內(nèi)的頻率僅在短時(shí)間內(nèi) （如衛(wèi)星替補(bǔ)期間）有限制地使用。（如衛(wèi)星替補(bǔ)期間）有限制地使用。 GLONASS衛(wèi)星信號(hào)衛(wèi)星信號(hào)v GLONASS采用的偽隨機(jī)測(cè)距碼是一種最長(zhǎng)移位寄存器序列采用的偽隨機(jī)測(cè)距碼是一種最長(zhǎng)移位寄存器序列(M序序列列)。與。與GLONASS定位服務(wù)相對(duì)應(yīng)，分別為用于標(biāo)準(zhǔn)精度通道定位服務(wù)相對(duì)應(yīng)，分別為用于標(biāo)準(zhǔn)精度通道服務(wù)服務(wù)CSA的標(biāo)準(zhǔn)精度測(cè)距偽隨機(jī)碼的標(biāo)準(zhǔn)精度測(cè)距偽隨機(jī)碼(C/A碼碼)和用于高精度通道服和用于高精度通道服務(wù)務(wù)CHA的高精度測(cè)距偽隨機(jī)碼的高精度測(cè)距偽隨機(jī)碼(P碼碼)。v P碼用一種特殊的碼進(jìn)行加密，只能用于俄羅斯特許用戶。碼用一種特殊的碼進(jìn)行加密，只能用于

13、俄羅斯特許用戶。C/A碼由碼由511個(gè)碼元組成，碼頻率為個(gè)碼元組成，碼頻率為0.511MHz，周期，周期1ms。P碼由碼由5.11*106個(gè)碼元組成，碼頻率個(gè)碼元組成，碼頻率5.11MHz，周期，周期1s。與。與GPS不同，不同，由于采用頻分多址方式識(shí)別衛(wèi)星，所以所有衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼完全由于采用頻分多址方式識(shí)別衛(wèi)星，所以所有衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼完全相同。相同。GLONASSGLONASS測(cè)距碼測(cè)距碼GLONASS衛(wèi)星信號(hào)衛(wèi)星信號(hào)GLONASSGPS類型 M sequenceGold sequence速率0.511 Mchips/sec1.023 Mchips/sec碼長(zhǎng)511 chips1023 ch

14、ipsC/A 碼周期1 msec1 msec類型 M序列.速率5.11 Mchips/sec10.23 Mchips/sec碼長(zhǎng)3.3554 10 7 chips4.1547 10 14 chipsP 碼周期1 sec1 weekGLONASSGLONASS測(cè)距碼測(cè)距碼GLONASS導(dǎo)航電文導(dǎo)航電文概況概況 可操作信息每半小時(shí)更新一次?？刹僮餍畔⒚堪胄r(shí)更新一次。 非操作數(shù)字信息每非操作數(shù)字信息每2424小時(shí)更新一次小時(shí)更新一次 精密星歷精密星歷衛(wèi)星工作狀態(tài)衛(wèi)星工作狀態(tài)衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星鐘差信號(hào)頻率與標(biāo)稱值之差信號(hào)頻率與標(biāo)稱值之差電電 文文可操作信息可操作信息( (實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)) )不可操作信息不可操作

15、信息 ( (非實(shí)時(shí)非實(shí)時(shí)) )狀態(tài)預(yù)報(bào)星歷狀態(tài)預(yù)報(bào)星歷衛(wèi)星時(shí)間相對(duì)系統(tǒng)時(shí)間差衛(wèi)星時(shí)間相對(duì)系統(tǒng)時(shí)間差系統(tǒng)全部衛(wèi)星軌道參數(shù)系統(tǒng)全部衛(wèi)星軌道參數(shù) GLONASSGLONASS系統(tǒng)時(shí)間改正系統(tǒng)時(shí)間改正值值GLONASS導(dǎo)航電文導(dǎo)航電文電文結(jié)構(gòu)電文結(jié)構(gòu)GLONASS導(dǎo)航電文導(dǎo)航電文第第14 幀結(jié)構(gòu)相同幀結(jié)構(gòu)相同, 第第5幀含有幀含有 2 個(gè)保留串個(gè)保留串,以便以便將來更新導(dǎo)航電文結(jié)構(gòu)時(shí)使用。每幀的第將來更新導(dǎo)航電文結(jié)構(gòu)時(shí)使用。每幀的第14串串含有發(fā)送該導(dǎo)航電文衛(wèi)星的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)含有發(fā)送該導(dǎo)航電文衛(wèi)星的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在一個(gè)超幀內(nèi)的內(nèi)容是相同的。每幀的第在一個(gè)超幀內(nèi)的內(nèi)容是相同的。每幀的第615

16、串含有串含有 24 顆衛(wèi)星的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顆衛(wèi)星的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(歷書歷書)。第。第14幀含有幀含有20顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù) (每幀每幀5顆顆),第第5 幀含有剩幀含有剩余余4顆衛(wèi)星的歷書數(shù)據(jù)顆衛(wèi)星的歷書數(shù)據(jù) , 每顆衛(wèi)星的歷書占用每顆衛(wèi)星的歷書占用2個(gè)個(gè)字符串。同一個(gè)超幀中字符串。同一個(gè)超幀中,每幀第每幀第5串含有的非實(shí)時(shí)串含有的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是相同的。數(shù)據(jù)是相同的。超幀超幀GLONASS導(dǎo)航電文導(dǎo)航電文超幀的基本結(jié)構(gòu)超幀的基本結(jié)構(gòu)幀號(hào)幀號(hào)串號(hào)串號(hào)數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位檢效碼檢效碼時(shí)標(biāo)時(shí)標(biāo)10KXMB20 衛(wèi)星實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)衛(wèi)星實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)KXMB30KXMB 五顆衛(wèi)星的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（歷書）五顆衛(wèi)星的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（歷書）K

17、XMB150KXMB、幀與幀與幀完全相同幀完全相同10衛(wèi)星實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)衛(wèi)星實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)KXMB20KXMB 30KXMB 四顆衛(wèi)星的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（歷書）四顆衛(wèi)星的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（歷書）140保留保留KXMB150保留保留KXMBGLONASS導(dǎo)航電文導(dǎo)航電文v 串是幀的基本單位。每個(gè)串分為數(shù)據(jù)位和時(shí)間標(biāo)記兩大部分。串是幀的基本單位。每個(gè)串分為數(shù)據(jù)位和時(shí)間標(biāo)記兩大部分。v 一個(gè)串長(zhǎng)一個(gè)串長(zhǎng)2s,在最后的在最后的0.3s傳輸時(shí)間標(biāo)記傳輸時(shí)間標(biāo)記 ,時(shí)間標(biāo)記由時(shí)間標(biāo)記由30個(gè)碼元組成個(gè)碼元組成 ,每個(gè)每個(gè)碼長(zhǎng)碼長(zhǎng)10ms在前在前1.7s傳輸傳輸85個(gè)數(shù)據(jù)位個(gè)數(shù)據(jù)位。v 每個(gè)串中的位序號(hào)按從右至左順序排列。星歷數(shù)據(jù)

18、占用第每個(gè)串中的位序號(hào)按從右至左順序排列。星歷數(shù)據(jù)占用第984位、漢明碼檢效碼位、漢明碼檢效碼(KX)占用第占用第18位位,最后最后1位位(第第85位位)是空閑位是空閑位(“0”)。相鄰串間利用時(shí)間標(biāo)記。相鄰串間利用時(shí)間標(biāo)記MB相互隔離。相互隔離。1 15 5子幀內(nèi)容及格式各異，子幀內(nèi)容及格式各異，6 6、8 8、1010、1212、1414子幀內(nèi)容及格式子幀內(nèi)容及格式相同，相同，7 7、9 9、1111、1313、1515子幀亦然。因此只要給出子幀亦然。因此只要給出1 17 7子幀的子幀的詳細(xì)情況，便可以知道整個(gè)電文的情況。詳細(xì)情況，便可以知道整個(gè)電文的情況。 串串( (子幀子幀) )的結(jié)構(gòu)

19、的結(jié)構(gòu)GLONASS導(dǎo)航系統(tǒng)性能導(dǎo)航系統(tǒng)性能05101520253020012002 2003200420052007 2008200920102011 20122006L1L1+L2L1+L2+L3衛(wèi)星數(shù)量衛(wèi)星數(shù)量GLONASSGLONASS-MGLONASS-MGLONASS-KGLONASS-KGLONASS-MGLONASS-MGLONASS-KGLONASS-KGLONASS-GLONASS-K K可用GLONASS衛(wèi)星GLONASS constellation status, 19.12.2012Total satellites in constellation29 SCOpera

20、tional23 SCIn commissioning phase- In maintenance2 SCSpares3 SCIn flight tests phase1 SCGLONASS導(dǎo)航系統(tǒng)性能導(dǎo)航系統(tǒng)性能GLONASS導(dǎo)航系統(tǒng)性能導(dǎo)航系統(tǒng)性能GLONASS定位誤差定位誤差 (95%)0510152025303520072008200920102011米米定位精度定位精度GLONASS導(dǎo)航系統(tǒng)性能導(dǎo)航系統(tǒng)性能增加衛(wèi)星數(shù)量，開展新型衛(wèi)星的研制工作增加衛(wèi)星數(shù)量，開展新型衛(wèi)星的研制工作地面控制部分的改進(jìn)地面控制部分的改進(jìn)使星歷精度提高使星歷精度提高30-40%，使導(dǎo)航信號(hào)相位同步的精度提高，

21、使導(dǎo)航信號(hào)相位同步的精度提高12倍（倍（15ns），以及可降低偽距誤差中的電離層分量。），以及可降低偽距誤差中的電離層分量。性能改善措施性能改善措施差分增強(qiáng)系統(tǒng)差分增強(qiáng)系統(tǒng) 進(jìn)一步提高進(jìn)一步提高GLONASS的精度，滿足三個(gè)類別的飛機(jī)精密進(jìn)近的精度，滿足三個(gè)類別的飛機(jī)精密進(jìn)近 著陸的要求：著陸的要求：1. 廣域差分系統(tǒng)（廣域差分系統(tǒng)（WADS） 為離站為離站15002000km內(nèi)的用戶提供內(nèi)的用戶提供5-15m的位置精度。的位置精度。2. 區(qū)域差分系統(tǒng)（區(qū)域差分系統(tǒng)（RADS） 在一個(gè)很大的區(qū)域上設(shè)置多個(gè)差分站和用于控制、通信和發(fā)射的設(shè)備。離臺(tái)站在一個(gè)很大的區(qū)域上設(shè)置多個(gè)差分站和用于控制、通信

22、和發(fā)射的設(shè)備。離臺(tái)站400至至600km的范圍內(nèi)，為空中、海上、地面以及鐵路和測(cè)量用戶提供的范圍內(nèi)，為空中、海上、地面以及鐵路和測(cè)量用戶提供3-10m的位置精度。的位置精度。3. 局域差分系統(tǒng)（局域差分系統(tǒng)（LADS） 它采用載波相位測(cè)量校正偽它采用載波相位測(cè)量校正偽 距，為離臺(tái)站距，為離臺(tái)站40km以內(nèi)的用戶提供以內(nèi)的用戶提供10cm量級(jí)的位置精量級(jí)的位置精度。度。 LADS臺(tái)站可以是移動(dòng)系統(tǒng)，還可能用地面小功率發(fā)射機(jī)臺(tái)站可以是移動(dòng)系統(tǒng)，還可能用地面小功率發(fā)射機(jī)-偽衛(wèi)星來輔助。偽衛(wèi)星來輔助。GLONASSGLONASS局域差分系統(tǒng)局域差分系統(tǒng)GLONASSGLONASS廣域差分系統(tǒng)廣域差分系

23、統(tǒng)..GALILEO衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介系統(tǒng)簡(jiǎn)介伽利略系統(tǒng)計(jì)劃耗資34億歐元?dú)W洲于90年代提出、2001年4月5日由歐盟交通部長(zhǎng)會(huì)議正式批準(zhǔn)建設(shè)的新一代民用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)建設(shè)情況：【1】研制和驗(yàn)證階段（2001-2005）：發(fā)射早期實(shí)驗(yàn)和工作衛(wèi)星，耗資12.5億歐元，目前已完成?！?】全面部署階段（2006-2007）：30顆衛(wèi)星、46個(gè)地面臺(tái)站，耗資21.5億歐元，目前尚未完成。【3】商業(yè)運(yùn)行階段（2008）：運(yùn)行維護(hù)耗資2.2億歐元/年，計(jì)劃已推遲至2012年。Galileo可為用戶提供高精度定位與導(dǎo)航、精確授時(shí)和生命安全及搜救服務(wù)，并且具有

24、導(dǎo)航功能與移動(dòng)電話功能相結(jié)合、與其他導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合的優(yōu)越性能。Galileo的信號(hào)與GPS、 GLONASS系統(tǒng)兼容（重點(diǎn)考慮與GPS兼容）。衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座 GALILEO系統(tǒng)由均勻分布在3個(gè)軌道上的30顆中等高度軌道衛(wèi)星(MEO)構(gòu)成 每個(gè)軌道面上有10顆衛(wèi)星，9顆正常工作，1顆作為備用 每顆衛(wèi)星上裝有氫鐘和銣鐘各一臺(tái)，一臺(tái)啟用，其余備用 軌道傾角為56度，軌道高度為23 616 km 衛(wèi)星運(yùn)行周期為14.4 h 衛(wèi)星的質(zhì)量為680 kg 衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命為20年系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成空間區(qū)段空間區(qū)段三個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星布設(shè)比較衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)類型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)類型GALILEOGALILEOGPSGP

25、SGLONASSGLONASS衛(wèi)星數(shù)量衛(wèi)星數(shù)量27+321+321+3軌道高度軌道高度(Km)(Km)236162020019100軌道面軌道面363軌道傾角軌道傾角565564.8衛(wèi)星運(yùn)行周期衛(wèi)星運(yùn)行周期14小時(shí)22分鐘11小時(shí)56分03.6秒11小時(shí)15分衛(wèi)星壽命衛(wèi)星壽命20年5-7年1-3年系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成空間區(qū)段空間區(qū)段Galileo衛(wèi)星的功能模塊導(dǎo)航模塊導(dǎo)航模塊搜救模塊搜救模塊Cospas-sarsat搜救中心求救信號(hào)導(dǎo)航數(shù)據(jù)完好性數(shù)據(jù)地面遙測(cè)指令10種信號(hào)四種服務(wù)2臺(tái)氫鐘2臺(tái)銣鐘Galileo系統(tǒng)共向用戶提供5種服務(wù)。系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成地面支持系統(tǒng)地面支持系統(tǒng)Galileo的地面支持

26、系統(tǒng)和GPS類似，都由監(jiān)測(cè)站、主控站和注入站組成。（1）Galileo傳感器站（GSS）相當(dāng)于GPS監(jiān)測(cè)站，共30個(gè)。系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成地面支持系統(tǒng)地面支持系統(tǒng)（2）Galileo控制中心（GCC）相當(dāng)于GPS主控站，共建設(shè)2個(gè)。OSPFIPFPTFMGFMCFSCFGACFSPFGCC注入站各GSS軌道同步和處理設(shè)施軌道同步和處理設(shè)施完好性處理設(shè)施完好性處理設(shè)施精密定時(shí)設(shè)施精密定時(shí)設(shè)施電文產(chǎn)生設(shè)施電文產(chǎn)生設(shè)施Ground Mission Session（GMS）Ground Control Session（GCS）任務(wù)控制設(shè)施任務(wù)控制設(shè)施衛(wèi)星控制設(shè)施衛(wèi)星控制設(shè)施地面資產(chǎn)控制設(shè)施地面資產(chǎn)控制設(shè)施

27、服務(wù)產(chǎn)品設(shè)施服務(wù)產(chǎn)品設(shè)施系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成地面支持系統(tǒng)地面支持系統(tǒng)（3）Galileo上行站（TTC和ULS）相當(dāng)于GPS的注入站，分為TTC和ULS兩種。TTC：遙測(cè)、跟蹤、控制全球共有5個(gè)S波段與SCF配合工作衛(wèi)星狀態(tài)控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成地面支持系統(tǒng)地面支持系統(tǒng)（3）Galileo上行站（TTC和ULS）相當(dāng)于GPS的注入站，分為TTC和ULS兩種。ULS：任務(wù)上行鏈路全球共有9個(gè)C波段與GMS配合工作衛(wèi)星星歷、時(shí)間校正、完好性信息信號(hào)特點(diǎn)和兼容性信號(hào)特點(diǎn)和兼容性Galileo信號(hào)及頻段信號(hào)及頻段E5aE5bGPS L5E5GPS L1E6E2-L1-E1E6cE6pL1fL1pGlo

28、nassGlonass1164121512601300155915911544.2調(diào)制器調(diào)制器調(diào)制器調(diào)制器多路復(fù)用器數(shù)據(jù)通道編碼引導(dǎo)通道編碼數(shù)據(jù)通道編碼引導(dǎo)通道編碼(有或沒有)E5波段信號(hào)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)E5aE5b信號(hào)特點(diǎn)和兼容性信號(hào)特點(diǎn)和兼容性Galileo信號(hào)及頻段信號(hào)及頻段E5aE5bGPS L5E5GPS L1E6E2-L1-E1E6cE6pL1fL1pGlonassGlonass1164121512601300155915911544.2信號(hào)種類信息內(nèi)容數(shù)據(jù)率信息類型加密E5a低速導(dǎo)航電文50bit/s免費(fèi)導(dǎo)航信息否E5b高速導(dǎo)航電文、完好性、搜救回執(zhí)250bit/s完全導(dǎo)航信息未定E6c

29、高精度導(dǎo)航電文1000bit/s商業(yè)導(dǎo)航信息是E6p高速導(dǎo)航電文250bit/s政府用導(dǎo)航信息是L1f高速導(dǎo)航電文200bit/s完全導(dǎo)航信息否L1p高速導(dǎo)航電文250bit/s政府用導(dǎo)航信息是Galileo提供的服務(wù)提供的服務(wù)公開服務(wù)公開服務(wù) Open Access Service（OS）一般大眾（如汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、移動(dòng)電話定位、或提供收訊者）。服務(wù)內(nèi)容定位、導(dǎo)航和授時(shí) 免費(fèi)提供精度無保障的定位、校時(shí)（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間UTC)服務(wù)； 精度與差分GPS相當(dāng)，但無須任何地面設(shè)施的支持； 信號(hào)與GPS兼容，傳輸速率：250 bits/s。服務(wù)對(duì)象GALILEO公開服務(wù)系統(tǒng)參數(shù)公開服務(wù)系統(tǒng)參數(shù)覆蓋范圍覆蓋

30、范圍全球全球接收機(jī)類型接收機(jī)類型載波單頻雙頻雙頻電離層改正雙頻組合雙頻組合計(jì)算完備性無無精度（精度（95%）H: 15mH: 4mV: 35mV: 8m完備性完備性告警限值（AL）不可用不可用告警時(shí)間（TA）完備性風(fēng)險(xiǎn)（IR）可用性可用性99.8%Galileo提供的服務(wù)提供的服務(wù)商業(yè)服務(wù)商業(yè)服務(wù) Commercial Service（CS）需要高精度支持的收費(fèi)用戶。服務(wù)內(nèi)容定位、導(dǎo)航和授時(shí) 提供精度有保障的位置和校時(shí)（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間UTC) 等服務(wù)； 向用戶提供增強(qiáng)的星歷和校正，從而得到較好的定位精度：?jiǎn)晤l定位15mH-35mV，雙頻定位4mH-8mH，授時(shí)30ns； 所提供的信號(hào)是經(jīng)過加密處理的，信號(hào)傳輸速率：1000 bits/s； 將商業(yè)服務(wù)信號(hào)和公開服務(wù)信號(hào)組合后，能提供TCAR應(yīng)用（減小TTF，增加實(shí)用性）。服務(wù)對(duì)象Galileo提供的服務(wù)提供的服務(wù)生命安全服務(wù)生命安全服務(wù) Safe of Life Service（SOL）交通運(yùn)輸、引導(dǎo)船只入港、鐵路運(yùn)輸管制、交通管制及自動(dòng)化等。服務(wù)內(nèi)容以公開服務(wù)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，附加提供完好性等生命安全信息。 提供精度有保障的位置和校時(shí)（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間UTC) 等服務(wù)； 提供完好性信息：完好性報(bào)警、完好性概率、連續(xù)性概率等； 提供空間信號(hào)精度信息； 基于雙頻接收的電離層