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伽利略卫星导航定位系统  

2014-03-07 15:16:39|  分类: GNSS |  标签: |举报 |字号 订阅

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伽利略卫星导航定位系统


    2002
3月,欧盟不顾美国政府的阻挠,决定启动伽利略(Galileo)系统的组建计划,以便使欧洲拥有自己的卫星导航定位系统。这是一项具有战略意义的计划,不仅能使欧洲在安全防务和军事方面保持主动,在航天领域内继续充当重要角色,而且可获得很好的社会效益和经济效益。研究结果表明,伽利略计划能为欧洲创造14万个就业岗位,年创经济效益90亿欧元。

    伽利略计划预计投资为36亿欧元。整个卫星星座将由30颗卫星组成(27颗工作卫星加3颗在轨的备用卫星)。这些卫星将均匀地分布在三个倾角为56度的轨道面上,每个轨道面上均分布有9颗工作卫星和1颗备用卫星。卫星轨道半径为29600km,运行周期为14h7min,地面跟踪的重复时间为10天,10天中卫星运行17圈。卫星的设计寿命为20年,质量为680kg,功耗为1.6kW。每颗卫星上均配各2台氢原子钟和2台铷原子钟,一台在用,其余备用。

    
卫星信号将采用4种位于L波段的频率来发射,其频率分别为:
    E5a:1176.45MHz
    E5b:1207.14MHz(1196.91—1207.14MHz
,待定)
    Eb
1278.75MHz
    E2-Ll -El
1575.42MHz

    伽利略系统除具有全球导航定位功能外,还具有全球搜索救援等功能,并向用户提供公开服务、安全服务、商业服务、政府服务等不同模式的服务。其中公开服务和安全服务是供全体用户自由使用的,而其他服务模式则需经过特许,有控制地使用。

   伽利略系统具有下列特点:
  
1)系统在研制和组建过程中,军方未直接参与。该系统是一个具有商业性质的民用卫星导航定位系统,非军方用户在使用该系统时受到政治因素影响较少。

   (2)鉴于GPS在可靠性方面存在的缺陷(用户在无任何先兆和预警的情况下,可能面临系统失效、出错的情况),伽利略系统从系统的结构设计方面进行了改造,以最大限度地保证系统的可靠性,及时向指定用户提供系统的完备性信息。

   (3)采取措施进一步提高精度,如在卫星上采用了性能更好的原子钟;地面监测站的数量达30个左右,数量更多,分布更好;在接收机中采用了噪声抑制技术等,因而用户能获得更好的导航定位精度,系统的服务面及应用领域也更为宽广。

   (4)GPS既保持相互独立,又互相兼容,具有互操作性。相互独立可防止或减少两个系统同时出现故障的可能性。为此,伽利略采用了独立的卫星星座和地面控制系统,采用了不同的信号设计方案和基本独立的信号频率。兼容性意味着两个系统都不会影响对方的独立工作,干扰对方的正常运行。互操作性是指可以方便地用一台接收机来同时使用两个导航系统进行工作,以提高导航定位的精度、可用性和完好性。

     为了对系统的设计方案进行检验,一个名为GSTB-V1( Galileo System Test Bed Versionl
的计划于2002年开始实施。对数据采集、数据预赴理、卫星定轨、时间同步、完好性计算等进行了验证。次年又启动了GSTB-V2计划,并分别于20051228日和2008427日成功地发射了两颗试验卫星Glove-AGlove-B( Galileo In-orbit Validation Elements)。分布于全球的13个地面监测站和控制中心,数据处理中心参加了这次试验,以进一步检验卫星定轨和时间同步技术。计划在2010年底发射4颗工作卫星,完成卫星及地面控制系统的测试。伽利略系统的建立对于非军方用户的导航定位起到了积极的推动作用。

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