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卫星定位系统研究现状与发展趋势

时间:2019-01-17 11:59来源:毕业论文
卫星定位系统的发展趋势:为了摆脱对美国、俄罗斯导航定位系统的依赖,避免受制于人,世界各国、各地区和组织正在纷纷建立自己的卫星导航定位系统[10]。今后十年内将会出现几种

卫星定位系统的发展趋势:为了摆脱对美国、俄罗斯导航定位系统的依赖,避免受制于人,世界各国、各地区和组织正在纷纷建立自己的卫星导航定位系统[10]。今后十年内将会出现几种定位系统同时并存的场景。这也为组合导航技术的发展提供了条件[11]。通过将GPS,Galileo ,Glonass等信号的组合利用,不但可以提高定位精度,还可以使用户摆脱对某个特定导航系统的依赖,大大增强了可用性。多系统导航组合接收机有非常好的发展前景。 32878
若我们向着差分导航的方向发展,使用差分导航技术,那么既可以降低甚至消除绝大部分影响用户和基准站测量系统的误差,包括信号传播的延迟和导航系统本身的误差,还可以消除人为操作带来的误差,和传统的伪距导航相比,差分导航的精度大大提高了。未来,差分导航将会得到越来越广泛的应用,它将被应用于车辆、飞机、船舶的精密导航和管理;大地测量、航测遥感和测图;地籍测量和地理信息系统(GIS)。其本身也会由目前的区域差分发展成广域差分、全球差分发展,其导航精度也将会从近程的m级、10cm级提高至cm级,从远程的m级提高至10cm级。[12]
 目前GPS定位系统面临新的困难和挑战论文网
美国的GPS全球定位系统自从1993年建成并投入使用以来,因其高可靠、高精度、高效益、全天候、全球性和全自动等优点,把定位技术推到了一个新的阶段。随着GPS的不断深入研究和广泛应用,使得军事和国民经济等众多领域发生了巨大变革。然而,变革的同事,GPS定位系统也面临着新的困扰及挑战。俄罗斯的GLONASS全球卫星导航系统于1996年也紧接着美国成功布设完毕并正式投入了使用,其定位精度相比GPS提高到了7m(50%的测量时间)~20m(95%的测量时间),得到了用户的普遍欢迎;国际民航组织也正在试图实施民用GNSS 计划;欧盟也已着手研究欧洲静止卫星导航重迭服务的问题。可以看到,多项卫星导航系统的研制、投入使用和竞争角逐,都向GPS定位系统发起了挑战。美国为了迎接这一挑战,早在1998年就提出并实施了GPS现代化计划,旨在进一步提高GPS系统定位的精度和可用性,保留其完好性,推动其进入新发展。[13]所谓"GPS现代化计划”,就是要用更高更新的技术,使得GPS定位系统更加完美并进一步领先,其中最主要的是以下四个方面:

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    (1)扩充和改善地面控制部分
目前,GPS地面控制包括一个主控站,三个注入站和五个监测站。用户通过接收设备处理卫星发射出来的导航信息来进行定位计算。卫星的工作则是完全依赖于地面控制站的,因此,地面控制部分是定位系统的核心,也正是这个核心决定了GPS卫星轨道参数和定位数据的质量,直接影响着定位精度。由于卫星轨道参数和定时数据的精度会随时间的流逝而逐渐降低,数据精度又受限于上行数据的更新率。原先每颗卫星的有相关数据,每隔8小时才会注入一次,即一天只能注入更新三次,为此,美国计划再增加6个地面站,以便于进一步改善GPS系统的跟踪测量和参数计算的质量和速度,而且还准备增加向卫星加载更新数据的次数,使每颗卫星可以在每小时内更新4次其星历与时钟的预测值。在未来十年内,这一措施即可将星历精度提高到亚米级甚至分米级。
(2)增强GPS定位系统的抗毁性能
美国将计划发射并投入使用一种新的BLOCK II R卫星,它将具有自治运行能力,可以通过星际间的数据链,进行双向测距,完成星历和时钟的估算及监测、导航电文的曲线拟合和格式的形式等工作,而这些工作原本都是由地面控制站来完成的。这样一来,万一地面控制站失灵或者受损不能工作,GPS系统仍然可以保证在半年内满足导航定位的持续要求。此方案既减小了卫星对地面控制站的依赖性,又能使整个系统更加完善,增强了系统的抗毁性。 卫星定位系统研究现状与发展趋势:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190117/29675.html
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