GPS全球卫星定位导航系统的发展与应用

GPS技术兴于上世纪七十年代,并且由于相关技术的不断发展,除了应用在专业的领域方面,也逐渐被民用行业的一些领域所接受。GPS全球卫星定位导航系统诞生之初只是为了应用在航天和军事上,现在也已经渐渐走入了大众眼中。在专业的领域,如测绘、导航等,GPS因其精度高、全天候、自动化程度高等特点在很多领域运用相当广泛,在民用领域,如汽车导航被应用的最广泛。随着科技的不断发展,GPS全球定位系统也不断地扩大适用范围,从日程的出行到对失踪人口的找寻中都起着重要的作用。

多GNSS系统兼容,合作促进共赢——专访全球卫星导航亚洲项目总协调员Rainer T.Horn

Rainer T.Horn先生是全球卫星导航亚洲项目总协调员,Space Tec管理合伙人。主要研究领域包括GNSS、哥白尼计划和空间政策等。Space Tec主要负责包括公共机构(如欧盟委员会,欧洲航天局,欧洲全球卫星导航监管局,欧洲议会等)在空间和空间应用领域的战略和技术咨询。在西安举办的第六届中国卫星导航学术年会期间,本刊记者专访了Rainer T.Horn先生,他针对全球卫星导航应用的相关问题给出了解答。

轨道交通线路GNSS信号盲区列车定位模拟系统

全球卫星导航系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)能够提供实时、高精度列车定位服务,采用基于GNSS的列车定位技术可减少列车运行控制系统的轨旁设备,简化车载设备,有利于降低轨道交通运营维护成本。对于地形地貌复杂、隧道较多的轨道交通线路,可能存在GNSS信号盲区,GNSS无法为运行列车连续提供可靠的列车定位信息,影响了基于GNSS的列车定位技术的应用。为此,文章采用软件无线电技术,开发了轨道交通线路GNSS信号盲区列车定位模拟系统,能够为线路上GNSS信号盲区生成列车定位模拟信号,使列车在经过GNSS信号盲区时能够获取到准确的列车定位数据,有利于扩大基于GNSS的列车定位技术的应用范围。在实验室内搭建测试环境,运行该系统生成单点静态定位模拟信号和区段动态定位模拟信号,与现场采集的卫星定位信号进行对比,验证该系统的可行性和有效性。

全球卫星导航系统课程实践教学研究

针对全球卫星导航系统课程教学过程中系统性理论知识点较多的特点,对该课程实践教学问题进行了探讨。提出了利用GNSS模拟器加强全球卫星导航系统课程实践教学的方法和具体应用。通过GNSS模拟器仿真全球卫星导航系统的工作场景,验证该课程理论教学所学知识,提高学生的学习兴趣,加深其对课程理论知识的理解和掌握。

全球卫星导航系统数字中频信号再量化方法

GNSS抗干扰技术需要采用高位A/D量化,而现有接收机往往采用低位A/D量化,即在抗干扰前后采用不同A/D量化位数。为了不改变GNSS接收机的现有结构,因此需要研究如何将高位量化数字信号转换为低位量化数字信号。针对传统直接截取法带来信噪比损耗的问题,提出了一种基于自适应门限的GNSS数字中频信号再量化方法,该方法通过转换后低位信号的最佳概率分布即高斯分布不断调整再量化门限值,根据该门限值对高位数字信号进行再量化。理论分析并仿真比较了传统截取法和新方法再量化损耗,结果表明新方法具有更小的再量化损耗,并且针对提出的再量化方法对卫星信号进行捕获仿真,证明了该方法真实可行。

干扰全球卫星导航系统行为的国际法适用问题探析

干扰全球卫星导航系统(GNSS),是大国间开展外空安全博弈的手段之一。国际社会关于干扰GNSS行为违法性的讨论刚刚开始,尚存较大争议。技术领先的国家,其对于GNSS干扰的防御、取证、核查能力都较强,就会倾向于一个认定干扰GNSS违法性的低门槛,从而为采取反措施或开展舆论战提供借口,这并不利于维系外空战略均衡。国际法并没有明文禁止干扰GNSS的行为,国际电信法、国际空间法的相关规定对界定其违法性虽然具有重要意义,但并不能得出干扰GNSS行为必然违法的结论。判断一个干扰GNSS的行为是否违反国际法,应当综合考量该行为与军事对抗关联度、“民为军用”的透明度、遵守相关限制的程度等要素。无论是对既有法(Lex Lata)的解释还是对应有法(Lex Ferenda)的设计,都应对外空军事对抗中的干扰行为适当包容。

全球卫星导航系统的最新动向与发展趋势

世界主要大国纷纷建设自己的卫星导航系统,将其作为国家基础建设设施,形成GPS、GLONASS、Galileo和Compass既竞争又互补的局面。时间进度对于已建和在建的四大全球导航卫星系统(GNSS)是个重大考验,尤其是对于在建的Galileo和Compass;系统的稳定性、可靠性和高性能,是各大系统竞争力和不被边缘化的基础,也是其社会与经济效益的试金石;兼容和互操作技术则是掌握市场主动权和全球化的瓶颈与壁垒。2010年将是四大全球系统真正开始竞争、角逐、斗智斗勇和合作共赢的实际行动年,GNSS发展走向如何,人们将拭目以待!

全球卫星导航系统的应用与研究

本文介绍了全球卫星导航系统(GNSS),包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO和我国的北斗星卫星导航系统,并介绍了全球卫星导航系统的用途及今后的发展和未来。

全球卫星定位系统的现状及未来

目前在世界上,除互联网系统、移动通信系统外,发展比较快的就是全球定位系统(也称为全球定位导航系统,用GNSS表示),它不但可以定位还可以导航,被广泛应用于各个领域,如航海、航空、野外勘探、交通、城市规划等,目前它的用户正在以每年50%以上的速度递增,在未来的10～20年将逐步形成一个继互联网和移动通信之后又一个较大的通信产业。

让卫星导航系统更好地服务全球、造福人类——全球卫星导航系统国际委员会第七届大会在北京召开

全球卫星导航系统国际委员会（International Committee on GNSS，ICG）第七届大会于2012年11月4—9日在北京召开，来自ICG成员、准成员、观察员等16个国家和地区以及18个国际组织的240多名代表参加了大会。本届大会由中国承办，

全球卫星导航系统间的兼容性和互用性

本文介绍了卫星导航系统、星基增强系统及国际GNSS委员会（ICG）的概况，重点介绍了GNSS系统兼容性和互用性的相关定义和原则，以及GNSS提供者和用户团体对兼容性和互用性的相关讨论。最后介绍了亚太区域卫星导航的优势。

浅谈全球卫星导航系统应用发展中的矛与盾

随着全球卫星导航系统（GNSS）应用的高速增长以及GNSS接收设备高精度、小型化的发展趋势，我们有理由相信未来的微型GNSS接收装置将遍及我们生活的每个角落，带来巨大便利。不过，GNSS也可能被人恶意利用，进行跟踪和监视，侵犯个人的隐私权一出于保护隐私的需要，信号干扰设备正逐渐兴起，如干扰机和欺骗设备等但随着这些干扰设备的普及。又会对一些关键系统和基础设施中的GNSS接收造成影响。可见，GNSS应用与GNSS干扰设备在发展中形成了矛与盾的关系，未来如何解决隐私性与GNSS完好性之间的平衡问题越来越值得我们关注。

GNSS卫星轨道机动探测技术进展

针对轨道机动探测是各种空间任务的共性关键技术,是全球卫星导航系统(GNSS)精密定轨定位数据处理的首要工作,在卫星导航领域具有重要的研究意义,尤其是中国多星座构型的北斗卫星导航系统,轨道机动频繁,影响更为严重的现状,研究分析全球卫星导航系统(GNSS)卫星轨道机动探测技术的进展:概述轨道机动的概念、机动方式和机动时间;归纳整理目前GNSS卫星轨道机动探测中常用的技术方法,包括基于卫星轨道的探测方法、基于卫星广播星历的探测方法以及基于观测值的探测方法;总结各类卫星轨道机动探测方法的特点,并统计分析GNSS卫星的轨道机动频次与时段,指出随着GNSS卫星轨道机动探测方法的不断完善,实时及事后卫星轨道机动探测问题都得到了显著改善,促进了GNSS服务性能的进一步提升;最后,总结现有轨道机动探测方法的优势与局限性,展望GNSS轨道机动卫星数据处理中尚须进一步解决的重要问题。

全球卫星导航系统兼容性分析方法研究

根据全球卫星导航系统信号捕获、载波跟踪和数据解调的原理,优化了等效载波功率与噪声密度比模型。针对有多普勒频率时的情况,提出了C/A码自干扰时的捕获-频谱隔离系数。结果显示,随着多普勒频率的变化,频谱隔离系数有着明显的变化。通过对仿真结果的分析,验证了模型的有效性,也为后续卫星导航信号的优化设计提供了支持。

低成本GNSS终端多普勒平滑伪距定位算法

随着低成本全球卫星定位(GNSS)终端硬件性能的不断提升,其在定位领域的应用也更加广泛,然而低成本GNSS终端在数据采集中常受观测环境的影响,使得载波相位观测值的高精度定位较为困难。伪距定位算法因其定位模型简单且实时性好的优势被广泛使用,因此本文利用多普勒平滑伪距方法,充分利用了多普勒观测值的作用,通过多普勒平滑伪距噪声来提升观测值的测量精度,利用多普勒平滑伪距模型对静态与多种动态环境下的平滑效果进行测试和分析。实验结果表明:在静态情况下,采用多普勒平滑伪距算法,伪距单点定位与伪距实时差分定位模型定位中平面精度较平滑之前分别提高了25%与31%;在动态环境下,有遮挡动态实验其精度提升30%以上,空旷情况下定位精度提升15%以上,快速运动过程中其提升能达到20%左右。表明通过多普勒平滑伪距算法可以显著提高低成本GNSS终端的定位精度。

GNSS/INS组合导航中IMU参数设定与优化

针对惯性测量单元(IMU)参数设置不合理导致全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)组合导航无法充分发挥IMU性能的问题,提出了一套IMU参数设定与优化方案,建立了以GNSS短期中断期间导航漂移误差统计值、理论估计精度一致性以及IMU误差参数估计稳定性为评估对象的考核准则,使优化后的IMU参数可以确保GNSS/INS组合导航解算中状态预测方差阵的准确性,实现预测信息与观测信息权重合理分配,进而保障GNSS/INS组合导航最优性能。实测验证采用ADIS16465和ICM206022款典型车规级和消费级微机电(MEMS)IMU进行性能测试分析,测试结果表明:初始IMU参数与GNSS/INS组合导航算法适配度较低,无法得到最优组合导航结果;优化后,IMU参数在保障组合导航最优性能基础之上,也可实现理论估计精度与实际精度高度一致。

全球卫星导航系统国际会议在东京召开

2008年11月11～14日，由日本航海学会、全球卫星导航系统研究会、日本航空宇宙研究会和东京海洋大学联合主办的2008年GPS／GNSS（全球导航卫星系统）国际会议在东京召开。来自30多个国家的400多位代表参加了此次会议，发表了200多篇文章。

全球卫星导航系统国际委员会服务性能提升工作组中间会议在上海召开

2011年5月17日，由上海交通大学航空航天学院和中国航天咨询公司联合承办的全球卫星导航系统国际委员会（ICG）GNSS服务性能提升工作组（WG-B）中间会议在上海斯格威铂尔曼大酒店召开。GNSS服务性能提升工作组的总体目标是增强全球卫星导航系统服务性能，致力于改善GNSS接收机多径效应、GNSS室内应用、GNSS应用等。