北斗单系统及多GNSS系统组合全球卫星可用性分析
2021-04-24吴有龙陈维娜姚文进
吴有龙,杨 忠,陈维娜,姚文进,陈 闯,陈 帅
(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技术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)
0 引言
卫星定位技术已广泛应用于武器装备定位导航、卫星定轨、飞行状态监测、地壳运动监测和大地测量等领域[1-4]。长期以来,基于卫星的定位技术主要依靠美国的全球定位系统(global positioning system, GPS),随着全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)的快速发展,越来越多的跟踪站和星座被建立[5-6]。近年来,俄罗斯的格洛纳斯(global navigation satellite system, GLONASS)、中国的北斗(BeiDou satellite navigation system, BDS)和欧盟的伽利略(GALILEO)系统蓬勃发展[7-11]。未来的GNSS将以四大卫星导航系统的融合为全球用户提供服务。
多卫星星座信号融合优势明显,可见卫星数的增加,可显著提高定位精度,还可以减少由于地形、建筑、树木覆盖和卫星故障造成的GNSS服务盲区。此外,由于测量冗余度较高,还可以提高位置解的可靠性[12-13]。因此,人们进行了许多努力来研究多星座融合的优势,如多GNSS实时动态定位,单点定位和精密单点定位[14-16]。许多工作是基于几十个甚至几个站点的数据集,这些数据集仅仅覆盖了有限的经纬度地区,需要进一步了解和研究当前全球范围内GNSS星座的定位性能。对于卫星导航定位技术,卫星的可见性和位置精度因子(position dilution of precision, PDOP)可以作为评价定位性能优劣的重要指标[2,8,11,16]。
由于BDS和GALILEO卫星导航系统尚在全球化的最后阶段,对GPS、GLONASS、BDS和GALILEO四星座融合的导航定位性能进行评估显得尤为重要。……
