卢克文，王新龙*，申亮亮，蔡远文，陈 鼎

(1.北京航空航天大学 宇航学院，北京 100083；2.北京控制与电子技术研究所，北京 100038；3.航天工程大学 研究生院，北京 101416；4.天地一体化信息技术国家重点实验室，北京 100086)

0 引 言

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)具有全球、全天候、实时性强和定位精度高的特点，这是其他导航系统所不能比拟的[1]。为了最大限度地发掘GNSS的潜力并使导航卫星资源得到充分的利用，GNSS的服务范围逐渐从陆地域扩大到空间域[2]。目前，利用GNSS对中、低轨卫星定位的技术较为成熟[3]，并已部分应用于工程。基于GNSS的高轨卫星定位技术仍存在很多问题。GNSS卫星的发射天线朝向地球，且主瓣信号的波束角有限[4]，而高轨卫星的轨道高度通常高于GNSS星座，故高轨卫星仅能接收地球另一面的导航信号。由于地球的遮挡和自由空间传播损耗的增加，高轨环境中GNSS信号的品质较差，导致GNSS卫星可见性较差。此外，GNSS信号的高动态特性会对信号的捕获、跟踪产生不良影响，影响GNSS信号的可用性。同时，高轨环境中可见星较少且几何构型较差，导航系统的几何精度因子(Geometric Dilution of Precision，GDOP)较大。因此，目前基于GNSS的高轨卫星定位技术仍处于探索阶段[5]。

国内外已有多例高轨卫星星载GNSS接收机飞行试验验证了基于GNSS的高轨卫星定位技术的可行性。20世纪末，国外机构进行飞行试验验证了高于GPS星座的地球同步轨道卫星可跟踪GPS主瓣和旁瓣信号[6]。2001年，NASA发射AMSAT-OSCAR-40卫星，对HEO/GEO轨道卫星利用GPS导航进行了探测性试验[7-8]。2014年，中国月球探测器嫦娥5T1在50 000 km左右的高度成功完成了GNSS信号在轨测试[9]。……