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北斗卫星定位系统相对GPS 定位系统有哪些优势和劣势?
2018-08-23
  目前,世界上各大导航系统都在研究“星间链路”技术,且各具特色,如美国GPS的UHF频段低速宽波束星间链路、俄罗斯格洛纳斯导航系统的S频段低速宽波束星间链路、我国的Ka频段相控阵中速星间链路。

GPS卫星定位
GPS卫星定位

  而中国的星间链路系统,已经进入“智能手机”时代,代表着下一代卫星导航系统技术趋势。

  最出色的性能有:

  1)中国的星间链路系统,7万公里测距精度达到厘米级,相当于能看清几十公里外的一根头发丝,测量精度高于GPS。

  2)中国的星间链路系统,就像“手机通话”,一个房子里几个人用,互不干扰,而GPS的星间链路,却是“大众广播”,相互干扰,一条线路工作,别的线路必须静默。

  但这些优势,却是劣势“逼”出来的。

  导航卫星的管理与维护需要地面站的支持与配合,用户的定位精度依赖于地面站对卫星位置和卫星时的精确测定,并注入到卫星向用户广播。

  美国的军事基地遍布全球,GPS地面站可以在全球选择最佳的位置(真·随心所欲),实现全天候无缝覆盖,测定轨精度高,注入频度高。主控站在美国本土科罗拉多,注入站三个:阿森松岛、迪戈加西亚岛、夸贾林岛,监控站5个(科罗拉多、阿森松岛、迪戈加西亚岛、夸贾林岛、夏威夷岛)。

  而中国只在国内进行了地面站建设(原因不可描述)。

  那么,当卫星运行到地面站无法观测的地方时,北斗导航卫星系统怎么工作呢?

  答案是靠星间链路。

  当然,这也意味着,相对于GPS和伽利略,北斗更加依赖星间链路。

  什么是星间链路

  星间链路是指卫星之间建立的通信链路,是卫星与卫星之间以电磁波方式实现的信息共享、具有数据传输和测距功能的无线链路,可以将多颗卫星互联在一起组成卫星网络。

  北斗卫星的星间链路有何作用

  北斗卫星的星间链路主要用于实现北斗卫星之间的信息传输和双向测量。

  2015年3月30日,首颗新一代北斗导航卫星(北斗导航第17颗卫星)在西昌卫星发射基地成功发射,从这颗卫星开始,北斗卫星都具备星间链路,使得各种卫星可以在太空中实现无障碍实时通信,可以随时进行“太空对话”。

  通过星间链路,将实现北斗卫星全球系统自主运行,提高测定轨和授时精度,提升注入频度,并减少对地面布站的依赖,有效降低系统的运行管理成本。

  和平时期,因为具备星间链路的每颗卫星都可以扮演“路由器”,不用全球建站,也能通过境内星对境外星进行管理,所以星间链路提供的高精度星间/星地观测,可以弥补我国北斗卫星导航系统监测站区域布设缺陷,管理境外卫星,提高注入频度,提高系统综合服务性能。

  研究表明,一个地面站锚固星地链路与星间链路数据定轨,除了轨道面沿迹方向精度稍差外,轨道径向和法向于地面6个L波段监测站定轨精度相当。星间链路数据与L波段数据联合定轨能够改善L波段定轨精度。

  那万一发生战争,地面站被破坏、被干扰了怎么办?

  特殊时期,在地面站被摧毁、干扰等极端情况下,有了星间链路,北斗卫星系统可以借助星间链路自力更生,在无地面支撑的情况下进入自主运行模式,在60天内继续提供高精度导航、定位和授时服务。

  在为北斗系统提供服务的同时,星间链路还有兼职:给飞船、导弹等飞行器提供通信和测控等支持。

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