转发式卫星导航系统仿真实验及精度分析

针对转发式卫星定位系统目前尚处建设初期,可用卫星数量较少,基于实测数据的相关实验和精度验证工作较难开展等问题,利用我国BDS中类转发式系统的GEO卫星和IGSO卫星数据,提出仿真类转发式卫星的虚拟钟数据和观测数据的技术方法,并基于转发式定位原理进行相应导航定位精度验证实验。数值算例结果表明,利用5颗GEO卫星和1颗IGSO卫星,用户站的差分定位精度在平面上约为2 m,高程精度优于3 m,利用5颗GEO卫星和5颗IGSO卫星,用户站的差分定位精度平面和高程方向上均优于0.1 m,初步验证了转发式导航定位系统的精度和性能。

转发式卫星导航定位系统性能分析

在介绍我国自主研发的利用通信卫星建立的转发式卫星导航定位系统组成、工作原理的基础上,利用STK软件从系统的几何精度因子、可见性和覆盖性三个方面,对该系统为我国及周边区域服务保障的性能进行了分析,结果表明该系统在中国区域的覆盖率可达到100%,对全球覆盖率可达到40%左右,定位精度随纬度的增加而逐渐降低。可以为我国及亚太地区提供高精度的导航、定位与授时服务,从而也推论该系统不仅可以作为北斗卫星导航定位系统的备份,还可以作为独立的系统自主工作。

基于BP-PID控制的载波频率准确度提高算法

转发式卫星导航系统是我国自主研发的一种新型卫星导航体制和系统,但由于受到上行链路多普勒与卫星转发器的影响,系统载波频率准确度量级为10^(-8),达不到系统载波频率的使用精度。为解决此问题,详细分析了恶化转发式卫星导航系统载波频率的影响因素,通过测量分析得到上行载波频率的预偏量,采用基于反向传播神经网络的比例积分微分控制方法,对上行载波频率进行实时控制调整。对控制调整算法进行仿真验证,响应时间为50 s,控制残差的均方根误差为0.022 Hz。采用卫星实际观测数据,结果表明系统载波频率准确度量级从10^(-8)提升至10^(-14),可满足于转发式卫星导航系统载波频率及载波相位的应用。