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低轨卫星导航增强系统半物理仿真平台设计与验证

刘天立 杨轩 刘晓旭

刘天立, 杨轩, 刘晓旭. 低轨卫星导航增强系统半物理仿真平台设计与验证[J]. 全球定位系统, 2022, 47(3): 34-39. doi: 10.12265/j.gnss.2021112601
引用本文: 刘天立, 杨轩, 刘晓旭. 低轨卫星导航增强系统半物理仿真平台设计与验证[J]. 全球定位系统, 2022, 47(3): 34-39. doi: 10.12265/j.gnss.2021112601
LIU Tianli, YANG Xuan, LIU Xiaoxu. Design and verification of semi-physical simulation platform for LEO satellite navigation enhancement system[J]. GNSS World of China, 2022, 47(3): 34-39. doi: 10.12265/j.gnss.2021112601
Citation: LIU Tianli, YANG Xuan, LIU Xiaoxu. Design and verification of semi-physical simulation platform for LEO satellite navigation enhancement system[J]. GNSS World of China, 2022, 47(3): 34-39. doi: 10.12265/j.gnss.2021112601

低轨卫星导航增强系统半物理仿真平台设计与验证

doi: 10.12265/j.gnss.2021112601
基金项目: 河北省省级科技计划资助 (206Z0303G)
详细信息
    作者简介:

    刘天立:(1995—),男,工程师,研究方向为卫星导航增强技术

    杨轩:(1993—),男,博士,工程师,研究方向为卫星精密定轨技术

    刘晓旭:(1989—),女,工程师,研究方向为GNSS精密定位技术

    通讯作者:

    杨轩 E-mail: x_yang@whu.edu.cn

  • 中图分类号: P228.4

Design and verification of semi-physical simulation platform for LEO satellite navigation enhancement system

  • 摘要: 低轨道地球卫星(LEO)具有相对地面几何构型变化快、播发信号链路损耗小等优点. 随着低轨卫星载荷研制与发射成本的逐渐降低,低轨卫星导航增强技术成为当前卫星导航领域的研究热点. 目前国内外的低轨导航增强技术研究均处于起步阶段,没有成熟的低轨卫星导航星座,缺乏有效的低轨导航增强系统的服务性能验证手段. 文中开展对低轨导航卫星轨道外推方法、低轨卫星信号捕获跟踪技术的研究,设计构建低轨导航增强系统半物理仿真平台. 在仿真平台的基础上对北斗/低轨增强系统组合应用的高精度快速精密定位方法进行验证,实现了精密单点定位(PPP)的快速收敛且具有较高的内符合精度,对于低轨卫星导航增强系统的建设与应用具有一定的科学与工程价值.

     

  • 图  1  低轨卫星导航增强仿真系统设计示意图

    图  2  接收机捕获流程

    图  3  低轨导航星座构型图

    图  4  BDS单系统与北斗/低轨组合系统可视卫星数及PDOP值

    5  PPP收敛情况

    表  1  不同轨道高度低轨卫星受到的摄动力加速度量级 km/s2

    轨道高度600 km800 km1000 km1200 km
    J2项摄动10−510−510−610−6
    大气阻尼10−7~10−810−8~10−910−9~10−1010−10~10−11
    日月引力10−810−810−810−8
    高阶重力场摄动10−810−810−910−9
    太阳光压10−1010−1010−1010−10
    地球固体潮10−1010−1010−1010−10
    太阳反照压10−1110−1110−1110−11
    相对论效应10−1110−1110−1110−11
    下载: 导出CSV

    表  2  PPP解算策略

    类别处理策略
    低轨卫星星座144颗
    仿真时长/h2
    接收机位置BJFS (39°36′31.0′′N,115°53′33.0′′E)
    截止高度角/(°)5
    采样间隔/s1
    解算类型动态PPP
    电离层延迟无电离层组合消除
    接收机钟差白噪声估计
    对流层延迟干延迟模型改正
    湿延迟随机游走估计
    ISB单系统不估计,多系统随机游走估计
    观测值权比伪距载噪比(100:1)
    高度角定权
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-11-26
  • 网络出版日期:  2022-06-08

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