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不受控于美国的全球导航卫星系统——GNSS

2/14/2005来源:卫星通信人气:14834

不受控于美国的全球导航卫星系统——GNSS 数字同步网设备的原始定时参考的相当部分来自于授时接收机,而我国采用 较多的仍是单一的GPS接收机,GPS受控于美国国防部,这就有可能使我国受制于人, 处于被动局面。为此我们建议采用全球导航卫星系统—— GNSS (GLOBAL NAVIGAT ON SATEL LITES SYSTEM)为自己留出空间,以防万一。 1 GNSS 1996年,美国、俄罗斯、欧洲和日本决定在1998~1999年期间采用一套被称 为GNSS的用于地球同步卫星的增强型卫星系统。它包括美国的宽区域增强型系统( WAAS)、欧洲的欧洲全球导航卫星覆盖业务(WBSA)、日本的多功能传输卫星(MF SAT)、前苏联的GLONASS以及由70多个签约国组成的条约组织操纵的通信卫星INMA RSAT。开发GNSS系统的宗旨是为了利用所有的导航卫星信息。就目前来看,GPS已全 部稳定工作,GLONASS在1996年也已全部完成了部署。INMARSAT打算用静止卫星来播 送有关 GPS和GLONASS的全面数据,从而以适时的方式使用户对故障卫星有所警惕。 宽区域增强型系统(WAAS美国)能对GPS卫星信号进行差分纠正然后再将其经卫星发 送出去。美国的地面站网将选出的数据(来自GPS信号)进行计算从而得出纠正值, 该系统需要一定数量的地球站。INMARSAT和WAAS还需几年才能完成,因而现在的GNSS 系统也就只包括GPS和GLONASS,GNSS接收机也就是GPS+ GLONASS接收机。 ITU在1997年也已通过建议,建议有关研究机构对GNSS接受机进行研究和开发, 以用于时频的导向。 2 GPS和GLONASS GPS(即NAVSTAR GPS)是由美国国防部操作的。GPS星群由在大约2万km高度6 个轨道上的24颗卫星组成,在地面上任何时间、任何地方都能观察到5~11颗星。GP S使用一种频率和若干编码来访问不同的卫星。它可以在全球范围内免费为所有的用 户不间断地提供定位、定时业务。该业务可以提供含有距离信号编码(C/A)和导 航数据信息的GPS L1频率。它的水平定位精度在100m之内(95%的机率)。GPS是以 UTC为标准的,经过其星戴时钟实时地发播UTC时间信号。GPS当前执行的可选择机能 (SA)是限制未经许可和非军事用户的高定位精度的一种手段。一旦传递卫星轨道 参数时,SA就会影响测试,从而在计算用户的位置和速度时导致精度的劣化。 GLONASS是由苏军操作的。GLONASS由在大约1.98万km高度的24颗星组成并且 在任何时间、任何地点都能观察到5~11颗星。 GLONASS使用一种编码和几种频率访 问不同的卫星。该系统可提供近似30m定位精度(95%的机率)的标准定位业务(SP S)。GLONASS是以RUTC为标准,也是经过其星载时钟实时地发播RUTC时间信号。GLO NASS的信号和数据信息是在全逼真状态下播送的,对于任何类似于SA的干扰,精度 都不会有劣化。 1995年美国林肯实验室在联邦航空局的资助下,曾对GLONASS的运行状况、数据 质量的可用性、系统地面段遥测监控和上行注入状态等内容进行了检测,其结论是 GLONASS可以得到的位置质量和没有SA的GPS相当,其遥测监控和上行注入能力和公 事的接口文件相符,对GLONASS的技术质量进行了确认。 1996年俄罗斯完成了24+1 的卫星布局,GLONASS随即进入了正式运行阶段。 3 GPS+GLONASS接收机 我国目前已开发出了GPS+GLONASS兼容接收机,使我国的作为非拥有国用户摆 脱了受制于人的状态。GPS/GLONASS兼容接收机既可GSP或GLONASS单独工作,又可同 时利用两个系统的信号,这样一旦用户在使用某系统受到限制时(如由于政治原因在 某个时域、某个地域GPS失效),用户就可以立即转换到GLONASS继续工作(这对于军 事应用尤为重要)。对于在有阻碍环境中工作时,如在山地或是城市“峡谷”中,相 对单一的GPS接收机或单一的GLONASS接收机,兼容性的接收机就意味着有两倍数的可 用卫星数,从而使用户与卫星之间的几何位置更好,扩展了精度。 由于GLONASS卫星上没有SA干扰,所以与GPS相比较GLONASS的测试精度可提高3倍。 而且在静态、动态及半动态的工作中,定位速度就更快,进而也加快了整个数据采集 处理的速度。 俄罗期的GLONASS政策和美国截然不同。GLONASS虽然也是为军事目的建立起来的, 但俄罗斯以法令和文件两种形式向世人申明,GLONASS用于民间不带任何限制,不向 用户收费,不引入任何类似GPS SA的政策。同时俄罗斯正积极考虑在下一代卫星GLO NASS-M2上播发民用第二频率。俄罗斯的GLONASS政策对其他国家的用户特别是欧洲的 用户产生了积极影响。