鲁祖坤,陈飞强,孙一凡,刘 哲,黄 龙

(国防科技大学电子科学学院,湖南 长沙 410073)

0 引 言

以北斗系统为代表的全球卫星导航系统在航空航天、航海远洋、边境巡逻、精确制导武器、交通、金融等国防及国民经济生产、生活中发挥了重要作用,卫星导航系统已成为重要的基础设施[1-4]。虽然北斗全球系统已经建成并提供了服务,但是,包括美国全球定位系统(global positioning system,GPS)、欧洲的GALILEO系统、俄罗斯的全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GLONASS)系统在内的卫星导航系统,在抗干扰、高精度等方面仍然存在诸多问题[5]。现有的导航卫星距离地面约30 000 km,导航信号由卫星进行播发,由于受星上能源的限制,无法发射大功率的信号,卫星信号的发射功率通常在100 W左右,导航信号达到地面时已经十分微弱,通常比噪声低约30 dB[6]。卫星导航系统受到有意或者无意干扰的事件屡见不鲜[7-8]。

低轨导航增强系统是近年来卫星导航系统建设的热点问题,通过提升信号的落地电平功率来增强抗干扰与高精度的性能。美国的铱星(Iridium)具备播发全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)增强信号的功能[9],国内的“鸿雁”星座、“虹云”工程、“珞珈一号”科学试验卫星、“微厘空间”、“军科一号”等[10-11],国内外正以迅猛的态势开展低轨导航系统的测试论证工作[12-13]。预计到2023年左右,全球将形成多个低轨导航增强星座的新局面[14-15]。

与目前组网的中高轨卫星导航系统相比,低轨星座距离地面更近,导航信号的传输路径更短,使得信号的传播损耗更小,信号到达地面时的功率更强,即可起到信号功率增强的目的。……