【文章內(nèi)容簡介】 毫微秒，這將大大優(yōu)于以前所發(fā)射的在軌原子鐘 伽利略衛(wèi)星傳送試驗(yàn)用導(dǎo)航電文 ? 5月 2日，由測量衛(wèi)星技術(shù)公司 (Surrey Satellite Technology)制造的 伽利略 在軌驗(yàn)證裝置 (GIOVE)A成功傳送了首個導(dǎo)航電文，該電文包含了用戶接收機(jī)計(jì)算位置時所需的信息。該電文是 5月 2日從地面站發(fā)送給GIOVEA的，然后再從衛(wèi)星傳送給用戶接收機(jī)，目前該導(dǎo)航電文僅用于驗(yàn)證目的。 ? 伽利略 衛(wèi)星發(fā)送的射頻信號包括一個導(dǎo)航信號和一個導(dǎo)航電文，導(dǎo)航信號包含用來測量用戶接收機(jī)至衛(wèi)星的距離所需的信息，而導(dǎo)航電文提供了計(jì)算時間和衛(wèi)星精確位置所需的定時數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星空間軌跡數(shù)據(jù)。首個 伽利略 導(dǎo)航電文是由泰萊斯 阿萊尼亞空間 (Thales Alenia Space)公司制造的導(dǎo)航信號發(fā)生裝置產(chǎn)生的，它采用了由 GIOVE的任務(wù)部分提供的數(shù)據(jù)。 DORIS系統(tǒng) 衛(wèi)星多普勒導(dǎo)航定位原理，也被現(xiàn)代在軌作業(yè)的 DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite)星載多普勒無線電定軌定位系統(tǒng)所采用。 20世紀(jì) 80年代中期，法國國家空間研究中心（ CNES）、法國國家大地測量研究所（ GRGS）和法國國家地理研究所（ IGN）共同研發(fā)了 DORIS系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個與 TRANSIT系統(tǒng)相反的“信標(biāo)上行”系統(tǒng)，它不像 TRANSIT系統(tǒng)那樣，由子午衛(wèi)星發(fā)送導(dǎo)航定位信號，而是由地面播發(fā)站向衛(wèi)星播發(fā)無線電信標(biāo)，星載 DORIS接收機(jī)接收該無線電信標(biāo)，進(jìn)而測得 ，依此而解算出該顆衛(wèi)星的在軌實(shí)時位置。 DORIS系統(tǒng)的組成部分： (1) 全球地面定軌播發(fā)網(wǎng)。該網(wǎng)是若干地面播發(fā)站組成的，各地面播發(fā)站以 DORIS接收機(jī)播發(fā)無線電信標(biāo)，作為定軌信號； (2) 星載 DORIS接收機(jī)。現(xiàn)已在下述衛(wèi)星上裝備了 DORIS接收機(jī)： SPOT 2， SPOT 4， SPOT 5， TopexPoseidon， Jason 1和 Envisat；以及即將發(fā)射的 Cryosat， Jason 2和 HY2海洋二號衛(wèi)星 (將于 2022年冬季發(fā)射， 2022年 9月裝備DORIS)。 (3) DORIS控制中心。它的主要功能是，系統(tǒng)監(jiān)測、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)處理及其編檔保存。 GNSS的發(fā)展 GPS現(xiàn)代化 對于民間用戶而言， GPS現(xiàn)代化，主要是在 GPS IIRM衛(wèi)星所發(fā)送的 GPS第二導(dǎo)航定位信號上增設(shè)一個新的偽噪聲碼 ──L2C碼 (詳見劉基余的“ GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與方法”一書 167。 )，在計(jì)劃 2022年 1月 始發(fā)的 GPS IIF衛(wèi)星上增設(shè)第三導(dǎo)航定位信號（ L5），而形成用 3個GPS信號（ L1， L2， L5）同時進(jìn)行導(dǎo)航定位的新格局；計(jì)劃 2022年開始發(fā)射的 GPS III衛(wèi)星，并在 GPS IIF衛(wèi)星所發(fā)導(dǎo)航定位信號的基礎(chǔ)上，在第一導(dǎo)航定位信號（ L1）上增加一個民用測距碼 ━━ L1C碼 ，致使民間用戶能夠用 GPS III衛(wèi)星的 3個 GPS信號（ L1， L2， L5）和 4個民用測距碼 同時進(jìn)行導(dǎo)航定位測量。 GPS III 衛(wèi)星 L1的民用測距碼能量分配 GP S I I I 衛(wèi)星 L1 民用測距碼功率 (dB W ) GPS III衛(wèi)星第一導(dǎo)航定位信號 (L1)的功率頻譜密度 功率 頻譜密度 (dB W / Hz ) 相對于中心頻率 1 5 7 5 . 4 2 MH z 的偏離值 (M H z ) 表 1 GP S 現(xiàn)代化的進(jìn)程 內(nèi)容 時間 中止 G PS I I/ II A 衛(wèi)星的 SA 技術(shù) 2022 年 5 月 給 GPS I IR M 衛(wèi)星增設(shè)： (1) L2 C 碼； (2) L 1 M碼和 L2 M E 碼。 200 5 年 開始發(fā)射 GPS IIR M 衛(wèi)星 給 GPS II F 衛(wèi)星增設(shè)： (1) L2 C 碼； ( 2 ) L1 M E碼和 L2 M E 碼； (3) L5 導(dǎo)航定位信號。 200 9 年 1 月 開始 發(fā)射 GPS II F 衛(wèi)星 給 GPS I II 衛(wèi)星增設(shè)： (1) L2 C 碼； (2) 具有強(qiáng)功率的 L1 M 碼和 L2 M E 碼； (3) L5 導(dǎo)航定位信號； (4 ) L 1 C 碼； (5) 特殊功能。 201 3 年開始 發(fā)射 GPS II I 衛(wèi)星 改善地面監(jiān)控系統(tǒng) 2022 年開始 表 2 GP S I I I 與 II 衛(wèi)星的性能比較 性能參數(shù) GPS II GPS II I 民用測距碼個數(shù) 3 4 二維位置測量精度 ( 置信度 95 %) m m 高程測量精度 ( 置信度 95 %) 13 .6 m 9 m 時間測量精度 ( 置信度 95 %) 40 nsec 15 ns ec 完好性預(yù)警時間 6sec( 用 R AIM ) sec 注解 R AIM = R eceiv er Aut on om o us I nte g r ity M on itor ing GPS為何實(shí)施現(xiàn)代化 現(xiàn)行 GPS存在下列問題： (1)、 GPS信號的易干擾性； (2)、星歷更新的強(qiáng)依他性； (3)、 P碼捕獲的非獨(dú)立性； (4)、 L1P碼 /L2P碼偽距的民用難用性。 現(xiàn)行 GPSII/IIA衛(wèi)星信號的頻譜 ： GPS現(xiàn)代化的目的 ● GPS衛(wèi)星自主在軌更新星歷，而且能夠使用戶測距誤差 (URE)在 6個月內(nèi)維持 177。 ； ● GPS信號采用軍民隔離，復(fù)用頻譜； ●采用點(diǎn)波束發(fā)射，強(qiáng)化美軍實(shí)用功能。 (1) 強(qiáng)化美國軍用抗毀能力，緊握導(dǎo)航戰(zhàn)的主動權(quán)。 (2)實(shí)施多種提高 GPS導(dǎo)航定位精度措施，爭奪衛(wèi)星導(dǎo)航定位用戶。 ● 2022年 5月開始中止 GPS衛(wèi)星所用的 SA技術(shù)，意圖排擠 GLONASS和 Galileo用戶； ● 增設(shè) L2C碼，為民用提供 GPS雙頻測量便利 ； 2022年 9月 26日，第一顆增設(shè)了 L2C碼的 Block IIRM衛(wèi)星入軌運(yùn)行。 GPS現(xiàn)代化邁出了重要的一步。 ●增設(shè)第三導(dǎo)航定位信號 (L5)，可求解出穩(wěn)定可靠的，將 GPS動態(tài)載波相位測量精度提高到一個新水平； ●將 L2CL碼 的長度周期提升到 767250bits，這可直接利用 L2C/A碼和 L2C碼的測量，精確測定站星距離值，而不需要借助其它輔助信號去解決所測站星距離的單值性 (3)改用高軌圓軌道和靜地軌道相結(jié)合的 33顆衛(wèi)星構(gòu)成的工作星座，增強(qiáng)GPS全球連續(xù)導(dǎo)航定位的可靠性和穩(wěn)定性，力圖奪取制航權(quán)。 GPS的現(xiàn)行星座 GPS現(xiàn)代化的效益 自 20世紀(jì) 80年代末期以來，GPS技術(shù)已在我國的測繪、地質(zhì)、航空、航天、海洋、交通、航道、石油、水利、漁業(yè)、農(nóng)業(yè)和信息等行業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。 GPS現(xiàn)代化，將加速GPS技術(shù)在我國更多領(lǐng)域的應(yīng)用開拓。 GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與通信、遙感和電子消費(fèi)產(chǎn)品的不斷融合 ， 又將創(chuàng)造出更多的新產(chǎn)品和新服務(wù)。 (1) 新增民用信號拓寬 GPS的應(yīng)用 (2) 航天高動態(tài)用戶能夠?qū)崿F(xiàn)精確的實(shí)時自主導(dǎo)航 (航天 )器載 GPS測量具有下列優(yōu)越性： (1)、能夠精確而自主地測定航天器在軌飛行時的實(shí)時位置與速度，甚至姿態(tài)參數(shù)： (2)、能夠?qū)崿F(xiàn)在軌航天器的自主導(dǎo)航，而顯著減少對地面測控系統(tǒng)的依賴； (3)、能夠?yàn)楹教炱魃掀渌O(shè)備提供高精度的時間基準(zhǔn) 而取代地面測控系統(tǒng)的時統(tǒng)子系統(tǒng)。 當(dāng)航天高動態(tài)用戶使用 GPS II/IIA/IIR衛(wèi)星信號時，精細(xì)剔除電離層時延改正誤差影響，是自主精確定位的一個大難題。 L2C碼、 L1C碼和 L3信號的增設(shè)，為解此難，開辟了技術(shù)新途徑。 GLONASS現(xiàn)代化的發(fā)展計(jì)劃 ① 2022年開始發(fā)射GLONASS MI衛(wèi)星和GLONASS MII衛(wèi)星。它們的設(shè)計(jì)工作壽命分別為 5年和 7年；它們的在軌重量分別為 1480kg和 2022kg。且擬在 GLONASS MII衛(wèi)星上，增設(shè)第二個民用導(dǎo)航定位信號