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高精度定位全球首颗低轨导航增强卫星投入商业化运行

2018-05-31 / 阅读次数:689

        来源:中国航天科技集团

        2017年11月15日,由上海卫星工程研究所研发的全球首颗低轨导航增强技术试验试用微纳卫星与风云三号D星一同发射入轨。近日,这颗微纳试验卫星卫星通过在轨测试,正式转入商业化运行阶段。


▲ 低轨导航增强卫星(模拟图)

新需求:高精度定位

        为满足广大用户日益增长的高精度导航需求,目前国际常用的解决办法是地基增强体制天基高轨卫星增强体制

        地基增强体制具有较高的定位精度,但缺点也很明显:单个基站服务范围小,大面积覆盖投入成本巨大,更难以实现偏远地区、沙漠及海洋区域的覆盖。

        天基高轨卫星增强体制利用部署在36000公里轨道上的卫星,可以用相对较小的成本,实现广域范围的覆盖。但该体制在提升导航精度上困难很大,且存在收敛过程缓慢、链路损耗大、地面终端难以小型化等问题,难以满足当前用户对导航服务的要求。

        有没有一种更好的办法,能够做到“两全其美”呢?

        低轨导航增强是对北斗系统及地基增强系统的重要补充系统,通过低轨导航增强小卫星运动速度快的特点,可提高地面非差高精度导航用户定位收敛速度。

        这样,既可以满足海洋、偏远山区等地基增强系统无法覆盖区域的高精度导航定位应用需求,又可以承担起地面导航监测站的功能,解决在海外建站不便的问题。

新方案:低成本“导航增强”

        2016年,上海卫星工程研究所启动了精致试验试用卫星的研制项目,并于2017年11月15日发射入轨,成功投入测试应用。

        该项目在全球范围内首次实现了基于低轨卫星星座系统的导航增强技术体制,通过具有自主完整知识产权的算法和软硬件设计。在轨试验验证结果表明,5分钟时间里可完成从开机冷启动到30厘米级的高精度定位。

        分析计算与仿真表明,在算法优化和星座部署后,可具备实时厘米级的高精度定位能力。

        该项目也对卫星研制单位的先进微纳卫星平台、高集成高精度低轨导航增强载荷、地面导航增强终端接收机及配套的地面运控系统等技术环节进行了完整全面的测试验证,为后续高精度导航增强产业化运行奠定了坚实的技术产品和业务服务基础。

        目前,该卫星已转入在轨业务运行。

        这或许意味着,以相对较小的投资规模来实现与地基导航增强系统相当的导航性能,将在不久的将来成为现实。

新空间:全球低轨导航增强星座

        在这颗卫星协助下,地面可以实现厘米级定位。

        未来卫星组网运行后能够为汽车无人驾驶、精准农业无人机、坝体变形、山体滑坡检测等领域提供高精度导航保障。

        在此基础上,卫星研制单位决定将系统性地开展低轨导航增强星座系统的建设和商业运营。

        这个低轨星基增强系统将由空间系统、地面系统和用户终端三部分构成。

        其中空间系统计划分两步走:第一步先发射12颗微纳卫星,实现全国任一区域导航增强的双星覆盖;第二步扩展为由40颗卫星组成的微纳卫星星座,实现全球覆盖,并最终为用户提供实时、高精度、厘米级的定位服务。

        通过这个项目的建设运营,卫星导航领域有望开辟一个新的空间,形成良性的产业生态链,有助于北斗导航系统在国内走进寻常百姓家,在国外落地开花。

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