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)。

北斗三号实时精密定位授时系统设计与实现

针对传统定位授时设备单机作业能力弱、定位授时精度低、GNSS动态授时接收机研究少等问题,设计实现了基于北斗三号精密单点定位服务信号(PPP-B2b)的实时精密定位与授时设备,所设计的设备通过全球卫星导航系统(GNSS)接收机接收北斗卫星信号,将卫星观测值、卫星广播星历以及PPP-B2b改正数输出给ZYNQ信号处理平台,ZYNQ的ARM端进行PPP-B2b接收机位置与钟差解算,输出接收机钟差到FPGA端,FPGA端通过外接的高精度10 MHz铷钟,结合实时精密钟差解算结果,生成驯服后同步到北斗时间基准的秒脉冲(1PPS)。通过设计实现静态、动态测试系统对设备进行性能测试。实验结果表明,设计的定位授时设备可以实现静态厘米级、动态分米级的定位精度,静态授时精度优于1 ns,动态授时精度优于3 ns。

铱公司开通授时与定位服务

铱通信公司5月23日宣布开通其“卫里时间与位置”（STL）系统，称这一新系统可作为GPS卫星的替代或伴随方案。STL系统由铱公司同赛特勒斯公司合作开发，利用铱公司的66颗低轨卫星来发送信号，不像GPS服务用地面终端那样易受攻击。

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。

“GNSS守时与授时”专刊征文通知

时间同步在国家基础设施领域具有重要地位。国民经济、国防安全、科学研究等领域均需要高精度的时间同步服务。GNSS具有精度高、覆盖广、接收机成本低等优势,其提供的授时服务广泛应用于各领域。GNSS守时与授时已经成为当今卫星导航领域的重要议题,对国家的信息化建设和经济发展具有重要意义。为了展示国内外在GNSS守时与授时领域的最新研究成果,《全球定位系统》编辑部特邀中山大学朱祥维教授、武汉大学姚宜斌教授、中国电科54所蔚保国研究员担任专刊主编;武汉大学郭文飞教授、中科院国家授时中心李实锋研究员、中国电科54所张京奎高工、中山大学刘阳担任专刊编委。拟在2025年上半年推出“GNSS守时与授时”专刊。热忱欢迎相关研究领域的国内外专家、学者提交高质量的研究论文,并关注此次专刊的出版。

林火巡护与扑救车载定位系统设计

针对林火发生的特点,结合我国林区现状,研究并设计了用于林火地面巡护与早期扑救的车载卫星定位系统和远程管理软件系统,结合卫星定位系统和移动互联网技术,实时精确地采集和回传灾害现场的关键信息,生成地图地形标记,为防火指挥部门提供详细准确的火灾现场数据。实验表明,该系统可以实时可靠地回传现场坐标、海拔、温度等信息,地图位置标注准确。

综合PNT应用服务体系:概念框架、技术路线与应用展望

综合定位、导航与授时(positioning,navigation and timing,PNT)体系是我国数字化经济社会运行发展的重要支撑,以北斗三号(BeiDou-3 Navigation Satellite System,BDS-3)为核心的综合PNT应用服务是我国未来时空信息领域技术与产业的发展重点.本文首先定义了“按需弹性可伸缩综合PNT应用服务体系”概念,提出了“一体白盒(软件定义节点)+统一网络(弹性可伸缩系统)+网信场图(智能运管服务)+智能博弈(复杂任务决策)”的应用服务框架,设计了“固基、强网、增效”的综合PNT应用服务技术路线,给出了“公网+专网+机动网”的综合PNT应用服务模式,并对应用前景进行了展望.未来以“北斗+低轨+5G+伪卫星+位置大数据”为核心的综合时空应用服务体系将为多层次、多领域用户提供北斗室内外泛在空间云端协同的精准位置服务,助力全社会数字化转型.

基于5G移动通信系统融合定位的关键技术与系统架构演进

第5代(5G)移动通信系统驱动着互联网应用向物联网和工业互联网的方向发展.随着各类新型终端(如增强现实/虚拟现实设备、低功耗传感器、无人化智能机器设备)接入网络,5G应用对定位服务的需求持续增长,并且在定位场景、定位精度、定位安全性等方面出现了差异化、多样化的需求.基于5G网络提供的通信能力,可以融合5G带内定位、卫星定位、视觉定位等多种定位手段,从而大幅提高复杂环境下室内外综合定位系统的覆盖范围与定位精度.本文从系统架构和关键技术两个方面介绍了5G融合定位领域研究的最新进展,重点分析了5G带内无线定位和5G融合定位的技术路线,并展望了面向6G的时空服务系统的架构演进与技术挑战.

基于铱星突发信号的导航定位技术研究

全球导航卫星系统(GNSS)存在落地信号弱、易受干扰等问题,而低轨卫星系统因其较高的信号落地功率、较低的信号空间损耗以及较好的多普勒特性逐渐成为导航领域的研究热点.铱星星座是目前唯一已实现全球覆盖的低轨卫星系统,其提供的授时与定位(STL)能力主要服务于美国军方,具体信号体制及接收处理技术均未公开发布.通过对铱星STL突发信号体制开展深入研究及解析,提出利用STL突发信号实现非合作导航定位,并通过实收信号完成了定位解算算法验证,实收试验结果表明所提算法能够实现精度优于100 m的定位.研究成果能够为我国低轨导航系统建设提供理论基础,有效推进下一代卫星导航系统持续发展.

北斗三号服务全球

12月16日,第52、53颗北斗导航卫星在我国西昌卫星发射中心成功发射。至此,北斗三号全球系统24颗中圆地球轨道卫星全部发射完毕,成功完成核心星座部署,将在全球范围内提供全天候、全天时、高精度的导航定位授时服务。航天科技集团五院北斗三号卫星总设计师王平介绍说:“从2017年11月5日北斗三号首批两颗组网卫星顺利升空,到2019年12月16日北斗三号全球系统核心星座部署完成,在工程7大系统、300多家参研参建单位、10万余名科研人员的共同努力下,中国“北斗”覆盖了全球的每一个角落。此次发射成功的两颗卫星,标志着我国卫星导航系统由区域向全球发展。”

北斗卫星导航系统定位精度研究

北斗卫星导航系统是中国独立运行的卫星导航系统,旨在确保国家和人民的安全,促进经济发展。它是自主建设并独立运行的卫星导航系统,可以为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航以及授时服务,是中国重要的空间基础设施。最近,北斗卫星的定位系统已广泛用于火灾和地震等一些大型救援过程中,已经深深植根于人民群众工作和生活的各个方面,在促进社会和经济发展中发挥着重要作用。

北斗导航系统正式提供亚太区域服务

北斗卫星导航系统自2012年12月27日起正式向亚太大部分地区提供区域服务。据介绍，该系统在继续保留北斗卫星导航试验系统有源定位、双向授时和短报文通信服务基础上，向亚太大部分地区正式提供连续无源定位、导航、授时等服务。

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。

大数据时代“北斗”卫星导航系统发展研究

卫星导航技术实现了为人类提供空间位置、时间参量的一体化信息服务,已成为人类活动获取时空信息数据的基本和主要途径。作为国家综合导航定位和授时(PNT)体系的核心,全球卫星导航系统(GNSS)可为用户提供全天时、全天候、高精度连续的定位、导航、授时服务,已成为国家重大的空间和信息化基础设施。

“卫星导航增强技术”专栏导读

卫星导航定位系统是一种以卫星为基础的无线电导航系统,可提供全天时、全天候、高精度的导航、定位和授时服务,是国家经济建设、国防建设、交通运输的重要基础设施.当前,全球数字化、信息化发展迅速,智慧城市、物联网、智能交通等新兴领域对于导航定位服务的准确性、时效性与可靠性提出了更高的要求.

北斗卫星导航系统模拟环境构建技术

针对北斗卫星导航系统授时、定位、导航(PNT)及短报文服务功能在开发时的需要,提出了一种纯数字构建北斗卫星导航系统模拟环境的设计思路。通过建立适度简化的地球三维模型及北斗卫星运动模型、信号覆盖模型,近似地模拟北斗卫星导航系统星座运行效果。经验证,所提出的北斗卫星导航系统模拟环境,可以为基于北斗授时、定位、导航(PNT)及短报文服务等功能的开发提供有效帮助。

水下通信导航试验系统框架设计

针对综合定位导航授时体系建设需求,本文提出了水下通信导航试验系统框架设计。介绍了水下通信导航试验系统体系架构,主要包括观测系统、运控系统以及用户系统,以及三者之间的关系;探讨了水下通信导航运控系统的总体设计及其核心——信息处理系统的组成;面向未来水下定位导航授时发展需求,以构建“协同、可靠、安全、稳健、优化”的运控系统为目标,给出了运控系统发展中需要攻克的空天地海一体化通信技术、基于云平台的大规模数据处理技术、基于人工智能的复杂系统任务调度技术、基于区块链的数据安全共享技术以及弹性化服务等关键技术。

商业低轨通信星座纳入国家综合PNT体系的可行性分析

为促进低轨星座纳入国家综合定位导航授时(PNT)体系,基于近年来国内外低轨通信星座的建设发展态势与提供PNT服务的相关研究,探寻将低轨星座纳入国家综合PNT体系的可行性。低轨星座在信号强度、对地运动速度、鲁棒性等方面的优势,有助于解决传统天基信息源(如全球卫星导航系统(GNSS))的脆弱性,使得其越来越受到导航领域的青睐。相关研究表明,低轨星座可以辅助增强GNSS的导航性能,也能独立提供性能可观的PNT服务。基于以上分析,提出了国家综合PNT体系下低轨星座的系统组成与服务架构,对关键技术问题进行分析并提出了解决方案。

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。

海啸早期预警系统的一种本体式表达

无线传感器通常用于环境监测,如气候变化、水质和监控灾害管理等。目前,灾害管理是一项十分关键和紧迫的工作,在海啸预警和预测系统方面尤为突出。本文在研制区域水文态势地理信息服务系统(RHSGISS)的基础上,为减缓灾害,研究出了海啸早期预警系统的一种本体式表达。该系统由地震监测台站、海底压力记录仪(BPR)和验潮仪等组成,其主要功用是解释复杂的多维数据。该数据由各种传感器、系统间的互操作性以及处理异构数据等生成。目前的核心问题在于将获取自海啸早期预警系统多个组件的异构数据进行融合以及提供基于Web网络的数据服务。面向特定陆表监测与应急响应任务,本文通过使用开放地理空间联盟(OGC)确定的传感器网络赋能实现(SWE)框架,构建了基于"北斗"卫星导航系统的GPNT服务体系,能为所有接入空天地一体化对地感测网环境下的用户共享互操作性和可伸缩性提供便利。本体因其功能上可以提供明确含义的信息,而成为了解决信息异质性问题的手段。本文在传感器网络数据与数据语义方面提出了一种面向服务的架构(SOA)模型,目的是要提供使用本体和Jena规范来表示更有意义的早期海啸预警系统信息。