卫星广播星历的形成课件.ppt
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- 卫星广播 星历 形成 课件
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1、谭述森谭述森二一年五月二一年五月摘要:根据北斗的任务及特色,介绍了北斗运行控摘要:根据北斗的任务及特色,介绍了北斗运行控制的任务,分析北斗运行控制的形式,阐述在该形制的任务,分析北斗运行控制的形式,阐述在该形式下面临的困难。提出了北斗星间、星地及地面联式下面临的困难。提出了北斗星间、星地及地面联合观测处理策略。对该策略下的星间观测、星地观合观测处理策略。对该策略下的星间观测、星地观测具体任务、特点、处理内容进行重点介绍。最后测具体任务、特点、处理内容进行重点介绍。最后就系统平稳过渡及稳定运行进行了总结。就系统平稳过渡及稳定运行进行了总结。2一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (一)(一)
2、北斗任务北斗任务 任务:任务:实现全球导航(实现全球导航(10m10m)满足中国区域满足中国区域 ICAO CAT-1ICAO CAT-1需求需求 精度精度 18.2m/7.7m18.2m/7.7m4.4m(95%)4.4m(95%) 非连续性非连续性10-6/15s10-6/15s 非完好性非完好性 2 210-7/10-7/进近进近 告警时间告警时间 6s6s 可用性可用性 0.99750.99753一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 满足中国区域满足中国区域 位置报告及短电文通信位置报告及短电文通信实现实现GNSSGNSS互操作互操作 GPSGPS:L1cL1c、L5L5,Gali
3、leo:L1,E5Galileo:L1,E5北斗特色:北斗特色:突出区域服务能力突出区域服务能力中国区域广域增强是北斗的重要建设任务中国区域广域增强是北斗的重要建设任务广域增强系统是北斗运行控制系统的组成部分广域增强系统是北斗运行控制系统的组成部分4一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 突出位置报告与短电文通信功能突出位置报告与短电文通信功能位置报告与位置报告与RDSSRDSS定位业务同时完成定位业务同时完成定位与位置报告最短完成时间定位与位置报告最短完成时间1s1s定位与指挥调度于一体定位与指挥调度于一体5一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 事件的内容与发生的地点时间在一封短信中完
4、成事件的内容与发生的地点时间在一封短信中完成摆脱了摆脱了“先定位再报告先定位再报告”的若干苦恼与弊病(时的若干苦恼与弊病(时间间 达达120s.120s.用户属性混淆、位置与时间错位)用户属性混淆、位置与时间错位)6一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (二)(二)北斗运行控制任务北斗运行控制任务1 1、观测数据采集、观测数据采集采集地面站对卫星观测的观测参数采集地面站对卫星观测的观测参数 伪距观测量伪距观测量 载波相位观测量载波相位观测量 星地时间同步观测量星地时间同步观测量7一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (二)(二)北斗运行控制任务北斗运行控制任务 采集星间相互观测量采集星
5、间相互观测量 星间双向时间同步观测量星间双向时间同步观测量8一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (二)(二)北斗运行控制任务北斗运行控制任务2 2、观测参数处理、观测参数处理 卫星钟差及预报参数卫星钟差及预报参数 卫星星历及预报参数卫星星历及预报参数 电离层校正参数处理及预报电离层校正参数处理及预报 导航信息完好性处理及告警导航信息完好性处理及告警9一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (二)(二)北斗运行控制任务北斗运行控制任务3 3、卫星广播星历的形成、注入与发布、卫星广播星历的形成、注入与发布 卫星钟差历书及精密轨道电离层参数卫星钟差历书及精密轨道电离层参数 10一、北斗的任务
6、及特色一、北斗的任务及特色 (二)(二)北斗运行控制任务北斗运行控制任务4 4、星座评定及管理、星座评定及管理 星座覆盖特性评定及管理星座覆盖特性评定及管理 星座可用性评价及管理星座可用性评价及管理 卫星非连续性中断处理与恢复卫星非连续性中断处理与恢复 卫星可用性评价与管理卫星可用性评价与管理 卫星组网质量评价与调度卫星组网质量评价与调度11一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (二)(二)北斗运行控制任务北斗运行控制任务5 5、GNSSGNSS互操作与广域增强互操作与广域增强 提供提供GNSSGNSS互操作校正参数互操作校正参数 (系统时间偏差、系统座标改正)(系统时间偏差、系统座标改正
7、) 提供提供GNSSGNSS星历、校正参数星历、校正参数 提供服务区电离层校正参数提供服务区电离层校正参数12一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (二)(二)北斗运行控制任务北斗运行控制任务6 6、完成用户服务与管理、完成用户服务与管理 支持支持RDSSRDSS业务业务 实现授权用户的位置报告实现授权用户的位置报告 实现调度部门对授权用户的位置、通信监管实现调度部门对授权用户的位置、通信监管13一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (三)国外卫星导航运行控制基本形式(三)国外卫星导航运行控制基本形式1 1、GPSGPS地面全球布站运行控制地面全球布站运行控制+ +星间链路维持星间链路
8、维持180180天天 自主运行自主运行主控站(主控站(MCSMCS)美国科罗拉多州)美国科罗拉多州 喷泉城喷泉城 空军基地空军基地 备用主控站备用主控站 马萨诸塞州马萨诸塞州 盖塞尔斯堡盖塞尔斯堡监测站监测站 全球布全球布5 5个站个站 地面网连接地面网连接 观测量伪距观测量伪距14一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (三)国外卫星导航运行控制基本形式(三)国外卫星导航运行控制基本形式上行注入站上行注入站 全球全球4 4个个 地面能见角地面能见角7272度度处理数据:联合伪距解卫星钟差及轨道参数处理数据:联合伪距解卫星钟差及轨道参数 全星座卫星钟差及轨道精度对病态钟免疫力低全星座卫星钟差
9、及轨道精度对病态钟免疫力低 优势光压模型在优势光压模型在RR星以后提高一个数量级星以后提高一个数量级. . R R铷钟天稳定度铷钟天稳定度1 110-1410-1415一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (三)国外卫星导航运行控制基本形式(三)国外卫星导航运行控制基本形式控制数据:控制数据: 超差星历更新,超差星历更新,3 3次加载次加载/ /星星/ /日日 URE URE均方根值为均方根值为4.2 m(1 )4.2 m(1 )16一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (三)国外卫星导航运行控制基本形式(三)国外卫星导航运行控制基本形式星间链路维持自主运行精度星间链路维持自主运行精度
10、 GPS GPS BlockRBlockR 设有设有UHFUHF星间链路星间链路 机理:观测量伪距。充分利用机理:观测量伪距。充分利用6 6个轨道面优势和改个轨道面优势和改进进1 1个数量级的太阳光压模型,定轨精度高之优势,个数量级的太阳光压模型,定轨精度高之优势,在在180180天星历支持下相互定位,修正星历。典型情天星历支持下相互定位,修正星历。典型情况每颗星可观测另外况每颗星可观测另外8 81616颗卫星。颗卫星。DOPDOP值低值低 缺点:精度维持能力差,对病态卫星钟免疫力低缺点:精度维持能力差,对病态卫星钟免疫力低17一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 2 2、GLONASSG
11、LONASS境内布站运行控制形式境内布站运行控制形式地面控中心(莫斯科)地面控中心(莫斯科)处理特点处理特点: :监测接收机观测伪距监测接收机观测伪距C C波段雷达观测量为距离波段雷达观测量为距离 、速度、速度独立计算钟差独立计算钟差由距离量和速度量求卫星位置由距离量和速度量求卫星位置 卫星钟误差对轨道精度耦合小卫星钟误差对轨道精度耦合小18一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 2 2、GLONASSGLONASS境内布站运行控制形式境内布站运行控制形式监测站分布监测站分布 仅确保俄领土内的高精度星历控制。仅确保俄领土内的高精度星历控制。 经度方向跨度为经度方向跨度为180180度度注入站
12、注入站 星历和时差注入星历和时差注入 1 12 2次次/ /星星/ /日日激光站(激光站(2020套)套) 测定地球坐标测定地球坐标 地球引力场模型地球引力场模型 修正定轨精度修正定轨精度19一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 2 2、GLONASSGLONASS境内布站运行控制形式境内布站运行控制形式时间同步站时间同步站 观测量伪距观测量伪距 计算量时差计算量时差 1 1次次/ /星星/ /日日 星上时差参数更新星上时差参数更新 2 2次次/ /星星/ /日日 特点:星历和时间同步分别解算特点:星历和时间同步分别解算 无星间链路无星间链路 20一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色
13、3 3、GalileoGalileo全球布站全球布站地面控制中心(一主一备)地面控制中心(一主一备) 欧洲欧洲地面站地面站 上下行遥控遥测及测距上下行遥控遥测及测距 向卫星注入导航信息及时钟修正参数向卫星注入导航信息及时钟修正参数 2 2个位于欧洲,个位于欧洲,3 3个位于全球个位于全球 21一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 有:法国的有:法国的Toulouse Toulouse 德国的德国的WeiheimWeiheim 澳大利亚的澳大利亚的Perth Perth 美国的檀香山美国的檀香山 南美的南美的FalxlandsFalxlands 纬度跨越纬度跨越4848度度-52-52度度
14、经度跨越经度跨越360360度度 机理同机理同GPSGPS,但卫星钟及太阳光压的模型有差距,但卫星钟及太阳光压的模型有差距星间链路星间链路 无无22一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (四)北斗特色及运行控制形式分析(四)北斗特色及运行控制形式分析优势:优势:RDSS+RNSSRDSS+RNSS两种体制两种体制GEO+IGSO+MEOGEO+IGSO+MEO多钟轨道选择多钟轨道选择RNSSRNSS应用应用+RDSS+RDSS定位及位置报告应用定位及位置报告应用23一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (四)北斗特色及运行控制形式分析(四)北斗特色及运行控制形式分析差距:差距:国土幅原
15、有限国土幅原有限 南北南北3838度度 东西东西6060度度 地面观测量只能确保区域导航精度地面观测量只能确保区域导航精度太阳光压模型精度低一个数量级太阳光压模型精度低一个数量级 差距差距2020年年卫星钟长稳、长漂低一个数量级卫星钟长稳、长漂低一个数量级 差距差距2020年年24一、北斗的任务及特色一、北斗的任务及特色 (四)北斗特色及运行控制形式分析(四)北斗特色及运行控制形式分析2 2、运行控制形式分析、运行控制形式分析境内设地面观测站境内设地面观测站+ +星间双向时间同步观测星间双向时间同步观测 实现全球高精度星历控制实现全球高精度星历控制不同高度卫星构成固定、非固定双向时间同步不同高
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