北斗导航卫星应用产业化研究

针对GPS卫星应用产业化背景,和北斗导航卫星应用产业发展有益经验,对基于北斗导航卫星应用实现自主卫星导航产业化进行研究,提出了增强自主创新能力,实现北斗导航卫星应用产业化的有益建议。     

北斗RDSS机制下的导航地图更新设想及实践

导航电子地图更新是北斗应用要解决的一个关键性问题。利用我国北斗卫星导航系统具备RDSS与RNSS兼容的特性,提出一个RDSS机制下的导航地图更新设想。设想充分利用北斗具备导航及信息服务一体化的功能,实现了导航地图更新数据的安全传输、实时更新。最后通过应用实践充分验证该设想的可行性。     

北斗卫星导航定位系统应用现状分析

北斗卫星导航定位系统是国家信息基础设施之一,是实现社会信息化的重要工具。北斗系统的应用涉及到国家各个领域。分析了北斗卫星导航定位系统的应用特点和应用现状,指出了制约该系统应用发展的主要因素,并对如何推进该系统在民用领域的产业化发展提出了一些具体建议。     

基于北斗卫星导航系统的飞行物轨迹标记法

为了实时准确地掌握和了解导航系统飞行物的位置和空间关系,以提高北斗系统的运行准确性,该文根据北斗卫星导航系统不间断授时服务特点,提出一种利用北斗卫星授时信号估计空间飞行物轨迹的方法。卫星下发的授时信号到达用户终端的过程中,受到空间飞行物的遮挡而产生扰动。用户终端将接收的扰动信号的变化量通过各种网络汇聚到数据中心,如果用户终端、空间星座和地面数据中心的时钟同步,在多个用户终端存在的条件下,将数据中心计算出的飞行物的时空参量等信息标注到空间地理信息系统上,连接这些空间点,就可以绘制出空间飞行物的运动轨迹。     

我国成功发射第十颗北斗导航卫星

2011年12月2日5时7分,我国在西昌卫星发射中心用＂长征三号甲＂运载火箭,成功将第十颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道,这是北斗导航系统组网的第五颗倾斜地球同步轨道卫星。本次北斗导航卫星的成功发射,标志着我国北斗区域卫星导航系统建设又迈出了重要一步。     

伪卫星增强下的北斗系统服务精度仿真分析

提出伪卫星增强条件下的北斗定位与授时方法,推导相应的定位及授时算法,利用仿真数据完成伪卫星增强下的北斗地面和空中用户DOP值分析,分析伪卫星布站需求,论证了地面用户和空中用户的定位和授时精度。分析结果表明,伪卫星增强是提高北斗系统服务的有效技术途径,在区域范围内布设4颗左右伪卫星可以获得优于1.32左右的PDOP值,地面用户的位置精度达到1.3 m左右,授时精度达到1.6 ns左右,空中用户的位置精度达到1.5 m左右,授时精度达到2.4 ns左右,其中高程精度和授时精度均得到大幅提升。     

北斗卫星导航系统单星授时精度分析

为研究北斗卫星导航系统单星授时精度,本文基于GPS单星授时原理,结合北斗卫星多种类型星座特点,编写了BDS单星授时软件。利用iGMAS站数据进行了试验,在对原始数据进行监测并将异常信息剔除后,将授时结果与中国测绘科学研究院北斗分析中心（CGS）钟差文件进行比对,分析了BDS不同轨道卫星（GEO/IGSO/MEO）下的BDS单星授时精度。结果表明,GEO卫星的授时精度为27.39 ns,IGSO卫星的授时精度为18.37 ns,MEO卫星的授时精度为18.62 ns。     

基于STK软件的北斗导航卫星轨道模拟

北斗卫星导航系统应用日趋广泛,文中以北斗卫星导航系统为主要研究对象,利用STK模拟完整的北斗卫星导航系统空间星座,实现基于STK的北斗系统的星座仿真、卫星轨道仿真,同时完成卫星的可见性分析与卫星覆盖分析,实现北斗卫星导航系统的仿真应用。目前,北斗卫星导航系统正处于建设阶段,文中结论对北斗卫星导航系统的建设与应用有一定的参考意义。     

北斗二代导航卫星系统地壳运动监测能力

为了评估北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system, BDS）监测中国大陆地区地壳变形的技术能力,利用GAMIT/GLOBK软件处理了2017—2019年中国大陆构造环境监测网络23个基准站的全球定位系统（global positioning system, GPS）与BDS-2双模观测数据。结果显示,北斗二代的水平和垂向单日测站定位精度分别约为5~7 mm和13 mm,基线相对定位精度水平分量达到3~4 mm+（1~2）×10-8,水平位移速度测定精度约为0.6 mm/a。北斗二代的精密定位水平大致与20世纪90年代初GPS相当,可用于测定大尺度的板块运动及板内变形,但受卫星星座和定轨精度限制,不能准确反映季节性变动状态。作为对现有GPS监测的补充,可将基准站3年尺度的地壳运动监测精度最多提高20%。     

北斗卫星导航系统RNSS授时监测方法研究

随着北斗导航卫星系统的不断完善以及在授时方面的普及,对RNSS授时监测提出了更高的要求。针对数据质量的监测,该文通过对导航星历完备性、观测数据粗差剔除等常规手段进行监测,并首次引入测站接收机钟跳探测,保证数据的质量。针对授时结果的监测,通过设立阈值对授时结果进行监测,并针对授时结果阈值法的不足提出了基于相邻历元的授时结果监测法,通过数据监测与授时结果监测相结合形成了完整的授时监测体系,保证了授时结果的可靠性。根据本文的监测体系,选取了多个iGMAS站进行了实验,对该监测体系进行了测试,验证了该监测体系的正确性与有效性。     

中国北斗导航系统综合定位导航授时体系发展构想

对当前中美两国各自提出的弹性PNT (positioning, navigation, and timing)概念进行了深入分析, 并指出相互之间的差异和问题。特别针对未来国家综合PNT体系的主要需求特点, 从弹性概念的内涵入手, 提出PNT体系弹性能力的指标可分为外力干扰特性、内在技术特性和性能效果特性三类; 同时, 考虑到不同层次的PNT体系设计差异问题, 将PNT弹性化问题分为用户级弹性、系统级弹性和体系级弹性三个层次。笔者试图通过上述工作为中国在PNT体系领域的理论研究工作提供帮助。     

一种区域卫星导航系统导航策略

根据区域卫星导航系统星座结构的特点,针对GEO星、IGSO星存在的轨道机动问题,以及星座建设阶段存在可用导航卫星少于4颗的情况,给出了一种综合利用接收机自主完好性故障检测排除算法、三星定位方法、病态数据处理方法的解决策略,可以提高区域卫星导航系统在一般导航应用中的有效性和连续性。实际算例结果表明了所提方法的可行性。     

北斗卫星导航系统精密定轨技术研究现状

北斗系统开通运行以来,无论是系统建设还是精密定轨技术均获得了长足发展。文中简要介绍了北斗系统目前的建设情况,总结梳理了北斗卫星精密定轨技术发展现状。在此基础上,分析论述了北斗系统精密定轨中亟待解决的主要问题。     

基于时空系统统一的北斗与GPS融合定位

我国的北斗卫星导航定位系统目前已经发射9颗“北斗”卫星,北斗区域卫星导航系统的基本系统已建设完成,正开展星地联调和测试评估工作,已经具备我国范围内的初步三维定位导航能力。本文研究了Beidou和GPS的时间系统/坐标系统的统一、卫星广播星历与卫星位置计算,以及二者的高精度定位算法,并实现了Beidou和GPS载波相位的数据融合和高精度联合定位,最后通过2011年9月29日的实测数据和处理结果证明了本文方法的正确性,同时为北斗二号系统的调试提供相关试验与结果。     

基于北斗卫星导航系统的远距离海洋工程高精度定位技术

随着远距离海洋工程项目的不断展开,对北斗高精度的定位需求越来越迫切,而远海地区常规地基增强建设及差分传输方式无法实施。为解决远海北斗高精度定位的难题,本文采用北斗卫星导航系统（BDS）的短报文功能进行精密单点定位误差改正数的播发,向观测用北斗卫星终端发送精度较高的卫星钟误差、星历误差改正值,实现了北斗卫星改正信息的远程传输,传输距离被大大拓展,不再受地域的限制,并大大提高了北斗系统定位精度,为北斗技术在海洋工程中的应用拓展了空间。     

北斗导航系统在四川抗震救灾中的应用实践与启示

重点介绍了我国自主建设的北斗卫星导航系统在四川抗震救灾中的成功应用与实践。该系统在搭建指挥网络、报知灾情险情、保障应急定位及提供信息服务上具有明显的功能优势和应用潜力。作者指出,“救灾导航”理念应纳入国家减灾救灾和突发事件应对战略,基于北斗的抢险救灾导航保障应形成常态化、规范化的应急保障模式。     

北斗区域导航系统的PPP精度分析

北斗卫星导航系统的开放运行为其在高精度领域的应用提供了可能,系统精密单点定位性能受到了极大关注。本文首先介绍了北斗区域导航系统的星座和BDS/GPS跟踪网,分析了基于国内布站定轨的北斗卫星精密轨道和钟差精度。在此基础上研究了北斗区域导航系统静态、动态精密单点定位精度,并与GPS定位结果进行比较。实测算例表明:北斗精密单点定位可以实现静态厘米级、动态分米级的定位精度,达到目前GPS精密单点定位水平。     

北斗卫星多天轨道合成方法及其精度分析

目前,北斗卫星多天解轨道主要是通过常规的数据累积解算获得,处理效率较低。此外,由于开通运行不久,北斗卫星力学模型尚未完善,限制了多天解轨道精度的进一步提高。针对以上问题,本文提出了附加伪随机脉冲的北斗卫星多天轨道合成方法,利用法方程叠加实现北斗卫星多天轨道合成,可有效提高轨道解算效率。同时,利用伪随机脉冲对力学模型的补偿作用,进一步提高了多天轨道合成的精度水平。实测数据分析表明:在多天轨道合成中,单天边界附加伪随机脉冲对北斗卫星轨道精度有明显改进作用。其中,3类卫星切向、法向轨道精度的改善程度大于径向,GEO和IGSO卫星轨道精度的提高幅度大于MEO卫星。一定范围内,随着定轨弧段的增长,北斗卫星定轨精度能够得到不同程度的改善,且主要表现在轨道切向。     

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。