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为什么说卫星导航最为需要的是环境段创新?

2019-07-24 15:31 编辑:采集侠

卫星导航系统的环境段涉及的空间体非常大,涉及的内容范围非常宽。由于卫星导航的应用涉及海、陆、空天各个方面,所以从地面、海上开始,到近地空间,直到地外空间,乃至深空。在这样巨大的空间内,包括不同的电波传输介质,自然和人为的电磁干扰,以及地形地物和植被的影响。其中涉及大气(电离层和对流层)条件、电磁环境、多径效应,以及多种多样的应用环境与条件,它们会影响到系统工作、定位精度、完好性、可用性、连续性和可靠性等一系列关键指标。环境段不仅影响到定位、导航和授时的精度,而且也会影响到用户接收机的正常工作,甚至导致信号中断。尤其是茂密的森林内、城市峡谷中,甚至各种各样室内应用,都有电波传播环境条件的限制。

解决环境段的问题应该从三个方面着手:一是从卫星导航系统设计着手,改进和提高系统的性能,实现四大组成部分(星座空间段、环境增强段、地面运控段、用户系统段)一体化设计。针对环境段问题,采取积极的措施,保障精度、可用性、完好性、连续性和可靠性指标要求,尤其是抗干扰能力和具有完好性保证的高精度性能。二是要加强对卫星信号及其干扰源的监测和跟踪,及时地发现可能的故障、原因、来源,确定相应的对策,采取积极的防范措施和及时的处理办法。三是应该充分利用多样化的系统互补融合,除了积极推进GNSS多个系统的兼容和互操作外,还要将天基导航与地基导航、传统导航与新兴导航、无线电导航与惯性导航,以及多种多样的导航手段和资源实现系统集成化整合,从根本上解决天基导航系统的脆弱性,真正做到任何时候、任何地点实现全空间、全天候的定位、导航和授时(PNT)。

GNSS整体组成应该从“老三段”转化为“新四段”。GNSS是在不断创新中实现功能性能的提高和升华,而其中的主线和重点是通过环境段实现精度、可用性、可靠性的不断改进。多种多样的差分技术与网络,天基、地基、局域增强系统,误差改正和缓减措施与方法,绝大多数是围绕解决环境影响产生的效应来加以安排部署的。事实上,在卫星导航系统总体的形成过程中,仅仅以空间段、运控段和用户段的“老三段”表述方式,已经远远不够了。所以,GNSS的总体上应该实现创新,形成“新四段”系统之系统的概念,这就是空间星座系统、环境增强系统、地面运控系统、应用服务系统。

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