北斗单系统及多全球导航卫星系统组合极区定位性能
2021-02-25吴有龙陈维娜姚文进
吴有龙,杨 忠,陈维娜,姚文进,陈 闯
(1.金陵科技学院智能科学与控制工程学院,南京 211169;2.南京理工大学自动化学院,南京 210094;3.南京理工大学智能弹药国防重点学科实验室,南京 210094;4.沈阳理工大学装备工程学院,沈阳 110159)
长期以来,美国的全球定位系统(global positioning system,GPS)被广泛地应用于人类生活的各个方面,为用户提供导航、定位和授时服务[1-3]。随着俄罗斯的格洛纳斯(global navigation satellite system,GLONASS)复苏、中国的北斗(BeiDou Satellite Navigation System,BDS)和欧洲的伽利略(Galileo)全球化进程最后阶段,多全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)融合将是未来空间定位的主要手段[4-6]。BDS是中国自主研发设计,2012年完成区域组网,2019年完成全球核心星座部署,2020年计划建成包括5颗地球静止轨道卫星(geostationary orbit,GEO)、3颗倾斜地球同步轨道卫星(inclined geostationary orbit,IGSO)和27颗中圆轨道卫星(medium earth orbit,MEO)的全球卫星定位系统[7-9]。当前,BDS仍处于建设阶段,尚未实现全球定位,相关文献利用地面跟踪站的北斗一号(BDS-1)、北斗二号(BDS-2)和多GNSS数据进行了研究和分析,在亚太地区和“一带一路”沿线国家,得到了不同模型下位置精度因子(position dilution of precision,PDOP)、可见星数(number of visible satellites,NVS)、信号质量以及单点定位、精密单点定位、相对定位和实时动态定位等初步性能结论[10-13]。文献[14-15]利用BDS-2和GPS数据对南极中山站多个性能指标进行了初步分析,BDS-2系统一天内NVS均大于4颗,具备了全天定位性能,但卫星数较少且分布不均造成PDOP值变化幅度大,精度尚不能达到优于10 m的标称精度指标。目前研究大部分集中在有限的经纬度区域,对于具备丰富资源的极区地区的分析比较少,且BDS和Galileo系统尚未全球覆盖。随着BDS系统“三步走”战略发展到最后阶段,研究极区环境下BDS与其他卫星导航系统的融合显得尤为重要。……
