导航增强伪卫星时间同步技术与精度分析
2021-05-18范金峰马中刚吴小鸥廖宝全
杨 芳,范金峰,马 军,马中刚,吴小鸥,廖宝全
(1.国家电网有限公司,北京 100031;2.国网思极神往位置服务(北京)有限公司,北京 102211)
0 引言
伪卫星的概念最早于20世纪70年代提出[1],早期的伪卫星主要应用于导航接收机的测试[2]。而后伪卫星被应用在飞机近场着陆中并得到快速发展[3-4],同时,在形变监测、火星探测和室内定位[5]等领域得到成功应用。目前已形成两大发展趋势:一是以澳大利亚LOCATA系统为代表的独立导航定位系统[6],该系统独立于全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)而单独为特定用户提供定位服务,可在室内[7-9]或室外应用;二是作为GNSS的增强单元,通过增加一颗伪卫星与卫星导航系统配合使用,人为地改善卫星几何精度因子(Dilution of Precision,DOP),进而提高用户定位/授时服务的性能,一般应用在室外,通常称为导航增强系统。
国内伪卫星系统研究起步较晚,其中具有代表性的研究有河海大学的何秀凤教授针对全球定位系统(Global Positioning System,GPS)与伪卫星组合增强定位,提出了单独伪卫星观测模型和增强模型,并研究了其组合定位算法[10-11]。国内高校在伪卫星组网、布局优化以及定位算法方面也有较深入的研究[12-13]。尽管伪卫星概念提出时间较早,但因存在诸如远/近效应、信号数据编码和时间同步等问题,在一定程度上限制了其发展[14]。
1 伪卫星技术难点
以伪卫星导航增强系统为例,目前伪卫星技术主要面临四大技术难点,分别是时间同步技术、星历编排广播技术、多路径效应和远近效应。
时间同步技术:伪卫星内部仅装有晶体振荡器,无法满足导航定位/授时的需要,如何实现伪卫星与卫星导航系统的时间同步以及基准维持是确保伪卫星导航增强系统有效工作的前提。……
