北斗卫星频率保卫战

2000年夏,“北斗一号”工程地上的运控中心即将竣工,上天的卫星造好了,似乎万事俱备,只待选个良辰吉日发射卫星。这时,卫星频率问题却成为影响国际合作的关键。资源竞争深邃的太空,留给人类活动的并不是一片信马由、肆意驰骋的无边草原,而是一条条“狭路”。

卫星频率和轨道资源管理的机遇和挑战

为保障卫星应用产业健康发展,持续优化卫星频率和轨道资源管理,全球各国正在加快推进卫星频率和轨道资源管理的数字化转型。本文分析了全球卫星频率资源发展态势,卫星应用产业发展对卫星频率资源的需求,以及新形势下我国面临的机遇和挑战。

基于信息化的卫星频率轨道资源管理

基于信息化的卫星频率轨道资源管理是一种新型的资源管理模式,它将信息技术与卫星资源管理相结合,以实现对卫星频率轨道资源的有效管理和利用。本文将对基于信息化的卫星频率轨道资源管理进行分析和探讨。首先,本文将介绍卫星频率轨道资源的概念和重要性,其次阐述了基于信息化的卫星频率轨道资源管理的特点和优势,然后,探讨了卫星频率轨道资源管理的实现方法;最后,通过对该管理模式的深入分析和探讨,指出其可能的发展方向和趋势。

德国卫星频率轨道资源概览

首先阐述德国国家工业的基本情况;其次梳理和统计德国在国际电联申报卫星网络资料的情况,同时将德国的卫星资源储备情况与欧洲其他主要国家进行对比;再次,汇总德国静止卫星系统和非静止卫星系统的概况以及使用情况;最后,阐述德国整体的卫星产业及制造情况。

卫星频率和轨位资源分配机制的新发展及其完善

空间技术的快速发展驱动了卫星产业规模逐年递增,据统计,截至2020年底,目前全球在轨卫星数量已达2788颗。大规模的卫星制造和发射在政治、经济、军事、社会发展等方面对国家而言具有重要意义,然而也加剧了各国对卫星频率和轨位资源的争夺。目前,地球静止轨道(GEO)上90%的轨位C和Ku频段被少数国家的运营商垄断控制,其他发展中国家通过非商业合作拓展C和Ku频段的GEO轨位的可能性微乎其微。此外,近年来巨型小卫星星座快速发展,各国对近地轨道频率和轨位资源的争夺也进入白热化状态。

用数据为卫星频率轨道资源管理服务

文章立足于卫星频率和轨道资源管理,简述了卫星产业蓬勃发展的现状,以及对资源管理工作带来的挑战。文章强调,信息时代的科学决策离不开数据分析的支撑,卫星频率轨道资源管理也不例外;应该合理利用手中的数据,为卫星频率和轨道资源管理的科学决策提供重要支撑。

卫星频率轨位资源全球竞争态势与对策思考

结合国际电信联盟《无线电规则》和实际在轨卫星情况,对空间频率资源的划分、条款和资源使用等情况进行梳理分析,对当前主流低轨互联网星座的频率轨道资源规划和使用情况进行阐述,同时列出我国低轨星座系统资料的申报情况。针对低轨互联网星座发展情况,提出我国低轨星座应结合我国国情,采用新技术和新频段等措施,解决频率轨道资源的“卡脖子”问题。

北斗IGSO卫星频率间卫星钟偏差分析

北斗卫星均提供三频信号,联合使用三频信号有诸多优势。然而三频载波相位观测值间存在频率间卫星钟偏差(IFSCB),限制了三频卫星信号的联合使用。本文利用41个测站连续7天的数据对北斗IGSO卫星IFSCB进行分析,结果表明:IFSCB时间序列随时间变化,其振幅最大可达0.03m;通过对IFSCB时间序列自相关分析,得出IFSCB的周期为86,160s;在考虑240s延迟后,C06、C09和C10卫星连续两天IFSCB时间序列的平均互相关在0.89以上,而C07与C08卫星小于0.4;IFSCB的预测精度为0.003m。

工信部无线电管理局组织召开卫星频率轨道资源国际规则学习小组第一次集体学习

本刊讯为准确掌握卫星频率轨道资源国际规则,促进我国航天事业高质量发展,9月30日,工业和信息化部无线电管理局组织成立了卫星频率轨道资源国际规则学习小组并开展了第一次集体学习。部无线电管理局局长程建军主持集体学习。部无线电管理局相关业务负责同志介绍了小组学习方案,并讲解了《无线电规则》有关大规模低轨卫星系统建设部署的第35号决议、第8号决议相关规则。参会代表对照国际规则有关内容,重点就低轨卫星系统建设部署的里程碑节点要求和轨道容限等问题,进行了深入交流讨论。

基于Express-80的卫星双向时间频率传递方法

为了使欧亚ABS-2A卫星双向链路早日用于国际标准时间协调世界时(UTC)计算并长期稳定运行,提出一种基于Express-80的欧亚链路性能测试方法:选取组网中4条长、短基线卫星双向时间频率传递(TWSTFT)比对链路2022年3月的观测数据,以已校准的全球定位系统(GPS)精密单点定位(PPP)链路数据为参考,利用修正阿伦方差和与参考链路作差结果的标准偏差等指标对双向链路开展性能分析。结果表明,通过Express-80卫星构建的欧亚链路双向时间比对的天稳为10-15量级,与GPS PPP链路作差结果的标准差小于0.5 ns,与GPS PPP时间传递结果一致,说明建立的卫星双向链路可以用于UTC的计算。

非对地静止轨道卫星系统轨道特性参数容限规则出台

近年来,随着卫星发射和制造技术的日渐成熟,商业卫星呈现出井喷的发展趋势,致使卫星频率和轨道资源紧缺的问题日益凸显,对于在近地轨道运行的非对地静止轨道(non-GSO)卫星来说,更是如此。为进一步提升卫星频率和轨道资源使用的科学性、公平性,2023年世界无线电通信大会(WRC-23)对non-GSO卫星系统的轨道特性参数容限作出了新规定,以避免不合理部署可能带来的卫星频轨资源浪费和卫星运行风险。

抗差Vondrak滤波方法在时间频率传递中的应用

时间频率传递的结果会受到非模型化误差和观测噪声的影响,其噪声常为高频信号,构建低通滤波器可在一定程度上消除观测值序列中的高频噪声信号.本文对Vondrak滤波函数的本质进行剖析,通过IGG3算法对钟差序列进行定权并采用频率响应法选择适合的滤波因子;对不同的链路分别进行卫星双向时间频率传递(two-way satellite time and frequency transfer,TWSTFT)、基于软件接收机的卫星双向时间传递(two-way satellite time and frequency transfer based on software defined receiver,SDR-TWSTFT)和短基线共视时间频率传递实验,并对钟差结果采用抗差Vondrak滤波进行平滑去噪.结果表明:滤波后的钟差序列能够很好地反映原始钟差序列的趋势;平滑后的TWSTFT钟差结果,日波动效应得到了有效的抑制,精度有明显提升;对于共视钟差结果,精度有明显提升,与精密单点定位(precise point positioning,PPP)时间传递结果的差值保持在−1.0~1.0 ns范围内.

浅谈卫星固定业务无线电频率使用率的评价

与地面无线电业务相比,空间无线电业务有其天然的特征。文章按照《无线电频率使用率要求及核查管理暂行规定》中提出的年时间占用度和频段占用度指标,结合卫星固定业务实际应用特点,对评价这两个指标的方法进行了探索研究,并提出了实际操作中应重点关注的几个问题。

卫星双向时间频率传递中的Sagnac效应

结合卫星双向时间频率传递技术,提出了在卫星运动情况下Sagnac效应解决方案。卫星双向时间频率传递技术是基于地球同步卫星进行的。地球同步卫星在各种摄动力的影响下,相对于地面上的某点不是绝对静止的,而是作小幅度日周期性运动。Sagnac效应与卫星和地面观测站的位置密切相关,卫星的运动直接导致了Sagnac效应也具有日周期变化的特征。使用高精度实测卫星轨道数据对Sagnac效应进行计算分析,结果表明:由卫星运动引起的Sagnac效应值具有与卫星运动一致的周日变化规律特征,大小达到几百皮秒的量级,与传统的将同步卫星作为静止点处理相比,提高了Sagnac效应误差的修正精度。该方案对于各种高精度卫星时间比对技术和卫星导航等领域具有重要的应用价值。

基于卫星双向时间频率传递进行钟差预报的方法研究

用多项式拟合、谱分析、改进的AR模型三种方法对由卫星双向时间频率传递得出的钟差时间序列进行了拟合和预报分析。为了抵制钟差时间序列中异常值的影响,引入了“抗差等价权”,利用卫星双向时间频率传递得到的1 d的钟差,按不同采样率、不同时间跨度进行计算分析。结果表明,抗差估计的预报精度明显高于最小二乘估计;平滑值的预报精度高于采样值;由于钟差时间序列中有明显的周期变化,多项式进行钟差预报的精度不可靠;用谱分析进行钟差预报的精度不高,但可以发现钟差时间序列中的主要周期变化;改进的AR模型预报精度最高,预报6 h钟差的RMS在1 ns左右。

基于“北斗”观测数据的C波段双向卫星时间频率传递中的电离层改正

为了提高C波段双向卫星时间频率传递(TWSTFT)精度,用载波相位观测值平滑伪距的方法,计算电离层延迟对C波段双向卫星时间频率传递的影响。在临潼站和喀什站观测北斗G3星并进行双向比对。该实验结果表明,实验期间C波段双向卫星时间频率传递中电离层延迟影响的最大值为0.47 ns。

卫星双向法时间频率传递中Sagnac效应的计算分析

结合卫星双向法时间传递(TWSTFT),介绍了Sagnac效应原理,推导了Sagnac效应的基本计算公式,并给出详细计算过程。对Sagnac效应在常见几种情况下的应用进行了讨论。这对于卫星时间同步和卫星导航定位具有重要的参考价值和实用意义。

卫星双向时间频率传递链路中的功率预算分析

根据卫星双向时间传递的原理,研究了时间传递不确定度与双向链路总信噪比的关系,基于卫星通信系统链路功率的计算方法,给出了卫星双向链路功率计算的关键环节与链路预算步骤,并结合实际情况给出了北京-西安两地卫星双向时间传递链路的功率设计。

联合卫星双向时间频率传递和GNSS观测数据确定重力位差和高程差

选取国际权度局发布的4个台站2014-01-14~26的卫星双向时间频率时钟频率之差观测序列及GNSS时钟频率之差数据序列,基于时钟比对法,确定了两地之间重力位差和高程差。与EGM2008模型结果检核表明,重力位差和高程差的标准差分别为308.5m2/s2和31.5m,实验结果与目前守时台站所采用原子钟的稳定度10-15量级基本一致。

卫星双向时间频率比对软件接收技术研究

研究了一种基于软件无线电接收机(SDR)的卫星双向时间频率传递技术(TWSTFT),该技术能明显降低卫星双向比对中的测量噪声,与基于卫星时间调制解调器(SATRE)的TWSTFT相比,SDR TWSTFT表现出更优良的性能。在基于AM22通信卫星的亚洲—欧洲卫星双向比对链路中,NIM与俄罗斯计量院(SU)之间的SDR TWSTFT结果相对于SATRE TWSTFT得到明显改善,增益因子的平均值为2.0;同时,NIM-SU SDR链路也是全球第一条周日变化误差得到明显改善的长基线洲际SDR TWSTFT链路。分析了基于ABS-2A通信卫星的SDR TWSTFT和SATRE TWSTFT时间稳定度计算结果,结果表明SDR TWSTFT对短期链路噪声的抑制效果更为显著。