不依赖卫星的定位导航与授时体系研究

定位导航与授时(positioning,navigation and timing,PNT)体系是支撑人类社会发展的基础设施。当前以卫星为核心的天基PNT应用广泛,但在卫星拒止环境下面临严峻挑战。通过总结天基PNT在国民经济发展与国防建设中的重大作用,分析天基PNT的脆弱性与依赖风险,明确了对不依赖卫星的PNT体系的迫切需求。提出了不依赖卫星的PNT体系概念与特征,即以“惯导+时钟”为核心增强基础PNT能力,利用外源传感器多源融合提高精度保持能力,在卫星拒止条件下为用户提供可承载的高性能PNT服务。基于现有技术基础重点发展微小型、高精度、低成本惯导技术,微时钟技术以及智能融合技术是有效途径,能够实现不依赖卫星的PNT覆盖性、精确性与可承载性的全面提升。

北斗三号全球导航卫星系统服务性能评估:定位导航授时、星基增强、精密单点定位、短报文通信与国际搜救

本文给出了北斗三号全球导航卫星系统定位导航授时、星基增强、精密单点定位、区域短报文通信、全球短报文通信和国际搜救共6类服务的测试评估方法,并利用实测数据对各类服务的核心指标进行了评估。结果表明,定位导航授时服务方面,空间信号测距误差0.23 m(RMS),空间信号可用性99.44%,空间信号连续性99.99%,PDOP可用性100%,B1C信号全球定位精度水平方向1.31 m、垂直方向2.13 m(95%),B1C信号全球定位可用性99.93%,B1C信号授时精度14.7 ns(95%);星基增强服务方面,定位精度水平方向1.03 m、垂直方向2.60 m(95%)、具有垂直引导能力的一类进近(APV-I)可用性100%;精密单点定位服务方面,定位精度水平方向0.17 m(95%)、垂直方向0.22 m(95%)、平均收敛时间9 min;区域短报文通信服务成功率99.6%,服务容量1530万次/h(上行)、935万次/h(下行);全球短报文通信服务成功率96.46%,服务容量40万次/h(上行)、21万次/h(下行);国际搜救服务方面,搜救信号接收成功率98.3%(发射功率37 dBm)。

2022年外军定位导航与授时领域发展综述

以美国为首的世界军事大国仍以提升对抗环境下的弹性定位导航授时能力作为发展目标。在系统和技术发展方面,持续推进导航卫星的升级换代和卫星导航新技术的验证,发展卫星导航拒止环境下的其他可替代PNT技术,并探索研究装备技术。在装备部署和运用方面,基于多导航源融合应用进入装备试装和能力验证。

美国《弹性定位导航授时参考架构》报告解读

卫星导航系统作为当代人类社会使用最广泛、最便捷、最有效的高精度、高实时、高可靠定位、导航和授时手段,自问世以来深刻改变了人类社会的生产生活方式,颠覆了军事领域的战争形态和作战样式。目前,全球有四大全球导航卫星系统(GNSS),即美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲“伽利略”和中国“北斗”,为全球用户提供定位、导航与授时(PNT)服务,广泛应用于现代社会的诸多领域,对于保障电网、通信基础设施、交通、精准农业、金融服务和应急服务等关键基础设施的可靠运行至关重要。

认识“北斗一号”卫星定位导航系统

此文简述了我国“北斗一号”卫星定位导航系统在组成、功能、精度及应用等方面的一些特点,旨在使大家了解它、熟悉它和应用它。

2021年外军定位导航与授时领域发展综述

全球导航卫星系统(GNSS)是提供定位导航与授时(PNT)服务的重要手段。可替代GNSS技术作为GNSS不可用时持续提供PNT的一种新方法,成为各国研究的重要方向。文中聚焦2021年度国外PNT领域的发展,以PNT体系的发展为统领,从战略规划、技术及装备应用层面概述国外基于导航战制定的相关规划、取得的技术进展及开展的相关系统装备级验证试验。

大规模低轨星座多普勒定位算法

基于典型的Starlink星座构型,对大规模低轨星座多普勒定位算法展开研究。实验结果表明,理想条件下低轨星座多普勒单点定位精度可以在3~6 m。为保证米级的定位精度,低轨卫星的位置精度和速度精度应为米级每秒或厘米级每秒。C频段信号受到的电离层误差若不做改正,将导致定位精度变差2 m左右。对流层误差将使得定位结果变差几十米。此外,使用轨道高度为550 km的低轨卫星的多普勒频移定位时,接收机的初值误差应小于300 km,否则部分历元将不能收敛到正确的接收机位置。

北斗卫星导航系统(BDS)在智能电网的应用与展望

北斗卫星导航系统(Beidou navigation satellite system,BDS)对于智能电网的发展具有重要的推动作用。从BDS的发展现状和趋势分析出发,结合智能电网的需求,对BDS在智能电网中的应用开展研究。构建基于BDS的统一时空信息支撑框架,从授时、定位导航和短报文通信等方面分析BDS在智能电网的相关典型应用,结果表明:BDS是未来智能电网发展的基础支撑组件,大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能等技术综合应用会对BDS起到融合增强效果,而BDS在智能电网的深化应用还面临成本、应用场景拓展、标准体系建设等挑战。

北斗卫星导航系统在电力行业的应用研究

随着北斗卫星导航系统的全面建设完成,国家电网有限公司大力推进北斗服务在电力业务中的融合应用,推动建设了电力北斗精准时空服务网,提供高精度定位导航和授时服务。文章对北斗卫星导航系统的功能和服务能力作了较全面的总结和分析,介绍了电力北斗精准时空服务网的建设情况,详细分析说明了北斗定位导航、授时及短报文通信服务在电力行业的典型应用,并对北斗5G及北斗三号系统区域短报文服务在电力行业的应用进行展望和总结。

自主创新引领大国风采:北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位导航和授时服务的国家重要空间基础设施。1994年党中央、国务院和中央军委毅然启动“北斗一号”工程,进行卫星导航试验探索。

美军导航战的发展研究与启示

随着“导航战”概念的不断发展与演变,美持续推进导航对抗体系建设与指挥体系转型,以谋求PNT信息的非对称优势。从指挥职能体系建设、导航对抗能力提升、演习训练基础搭建、导航对抗实战等方面对美导航对抗体系的发展进行了研究,并进一步围绕以卫星导航系统为核心开展的攻防对抗能力进行了分析。美在加快以GPS为基石的PNT体系建设时,不断结合系列化演习与实战行动,加强导航战攻防能力的提升,应引起我高度重视。

基于QZSS信息增强的GNSS精密单点定位性能分析

目前研究多集中在准天顶卫星系统(QZSS)播发的定位导航和授时(PNT)信息的定位表现,而对其播发的增强信息的精密单点定位(PPP)研究较少,因此文章对比评估了QZSS播发的PNT信息与增强信息的PPP表现。分别选择以上两种信息进行静态PPP和动态PPP,采用QZSS PNT信息与QZSS增强信息分别和全球导航卫星系统(GNSS)数据组合进行PPP解算,评估指标选取定位精度和收敛时间。结果表明:使用QZSS PNT信息,组合后静态PPP定位精度小于4.50 cm,收敛时间小于92.00 min,动态PPP定位精度小于5.40 cm,收敛时间小于290.00 min。使用QZSS增强信息,静态PPP定位精度小于2.00 cm,收敛时间小于61.00 min;动态PPP定位精度小于6.50 cm,收敛时间小于162.00 min。与PNT信息相比,使用QZSS增强信息进行PPP定位的收敛时间要至少缩短三分之一,定位精度在静态PPP模式下提高约一倍,在动态PPP模式下略微下降,总体精密定位表现更佳。

基于北斗卫星的PNT体系应用评价指标体系的研究与构建

PNT是我们日常生活中的基础要素,日常生活中80%的信息和PNT有关联。随着北斗全球组网的完成,基于北斗卫星导航系统的定位导航授时(PNT)体系也逐步完善,北斗在各行业的应用加快拓展,如何评估北斗卫星导航系统PNT体系在区域范围内推广应用的效果和效益十分重要。通过建立相关应用评价指标体系,宏观掌握北斗系统应用效果,指导区域北斗产业发展和应用,进而建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系。

军事定位导航授时(PNT)系统应对安全威胁的最新进展

全球导航卫星系统（GNSS），如美国的GPS所提供的信号代表了可用性和准确性方面的金标准。然而，GNSS干扰与欺骗设备在国家和非国家行动者之间的使用，使得这种定位信息的超强能力处于危险之中。

北斗创新引领智能信息产业时空体系开拓泛在导航服务

本文以北斗系统及其产业的全局和长远发展为出发点,论述卫星导航作为战略性新兴产业重要领域,其创新引领和产业关联度,其核心推动力基础支撑力融合穿透力对于打造中国智能信息产业的国家综合实力和国际竞争力将发挥不可或缺的重大作用。同时,针对目前国内外卫星导航产业面临的机遇和挑战,提出营造国家新时空服务体系的设想,阐述其定义和内涵、愿景和战略,论证其必要性和体系构成,以及总体规划和顶层设计,强调泛在感知、普适传输和智能服务的金三角组合,在开拓泛在导航与位置服务的基础性、共享性和关键性,开创智能信息服务的新时代。

北斗系统与中国PNT应用平台

从PNT(定位、导航、授时)系统工程的视角介绍北斗卫星导航系统的进展和未来。北斗系统有开放服务和授权服务两种业务;开放服务免费提供定位(精度为10 m)、测速(精度为0.2 m/s)、授时(单向精度为50 ns)和短电文(120字/次)通信服务;授权服务将向授权用户提供更安全、精度更高的定位、导航(测速)、授时和通信服务以及系统完好性信息。该系统具有开放性、自主性、兼容性、渐进性等特点;它能为中国的电信网、电力网、广播电视网、计算机网提供高精度时间频率同步,并为渔业、交通运输、军事、地震、气象、科技工程诸等多领域提供各种PNT应用;有必要指出,北斗系统是中国PNT业务的核心和应用产业平台。

北斗全球卫星导航系统专题·编者按

北斗三号全球卫星导航系统于2020年6月23日和7月31日分别完成全球星座部署和正式开通服务公告,这标志着北斗从无到有、从有到优、从区域到全球的“三步走”发展战略圆满完成.北斗三号全球卫星导航系统空间段由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星共30颗卫星组成,具备导航定位和通信数传两大功能,可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务,全球范围定位精度优于10 m、测速精度优于0.2 m/s、授时精度优于20 ns、服务可用性优于99%,亚太地区性能更优.

十年北斗,十年测绘科技进步

2012年12月27日,中国北斗卫星导航系统正式向亚太地区提供民用服务,2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式建成并开通全球服务,除提供全球定位导航授时服务外,还能提供短报文通信、星基增强、国际搜救、精密单点定位、地基增强等多样化特色服务。北斗开通民用服务至今,恰是十年!这十年,以北斗高精度定位导航授时技术为代表的测绘科技也一路凯歌,不仅有核心技术的突破,也有应用体系的拓展和完善,还有产业化价值的爆发。

美陆军持续推进MAPS研发

【据美国INSIDEGNSS网站10月8日报道】美陆军授予雷声公司下属柯林斯宇航公司第三代“车载可信定位、导航与授时(MAPS)”项目合同,委托其开展第三代MAPS研发、平台集成以及低速生产。MAPS可在GPS无法工作情况下提供定位导航授时服务,是美陆军的卫星导航备份替代方案,而美海军和空军的对应方案分别是基于GPS的定位、导航、授时系统(GPNTS)和弹性嵌入式全球定位系统/惯性导航系统(EGI)。MAPS将能够融合多源PNT数据,从各种提供授时、气压测量和惯性导航的传感器中获取信息,从而为士兵提供一个可信的GPS替代方案。MAPS还可以向士兵提供M码信号,并且其抗干扰天线可以用于定位干扰源,从而使美陆军能够对抗干扰或欺骗。第三代MAPS将改进C4ISR/电子战模块化开放式标准套件(CMOSS),实现新能力的即插即用,并在白沙靶场进行了测试。

新一轮太空攻防研究现状

0引言太空是各国军事竞争的制高点,制天权成为大国军事实力的表征。目前,美军70%以上通信,80%以上情报侦察和监视、90%以上精确武器制导和几乎100%的大气预报都是由天基系统提供的。太空作战能力共分为太空态势感知、太空控制、情报侦察监视、导弹预警、定位导航授时、卫星通信、环境监测、核爆探测、太空运输、卫星操作等十大能力。为应对新型威胁,重构太空攻防体系,推出下一代太空架构(NGSA),利用低轨小卫星群、商用卫星寄宿等方式.