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杨元喜院士：低轨卫星导航增强需求与关键技术| SANA佳文速递
标题：低轨卫星导航增强需求与关键技术
作者：杨元喜*，毛悦，任夏，贾小林，孙碧娇
关键词：低轨导航星座；精度增强；轨道测定；完好性
图片来自作者
本文亮点
1.本文梳理了低轨导航卫星在PNT服务能力提升方面的主要优势，分析了高精度用户精度增强、南北极用户定位、其他低轨卫星自主测定轨、复杂电磁环境服务、泛在完好性等对低轨导航增强星座建设的需求。
2.本文提出了8项低轨导航增强星座可能的贡献，并通过仿真数据量化分析了其对南北两极用户定位和星载GNSS定轨的贡献。
3.本文提出了需要特别关注的低轨导航增强星座建设关键技术，包括频率兼容、功率增强、自主测定轨、小型化设计和多载荷共用等。
内容简介
近地轨道（LEO）星座增强卫星导航在全球导航卫星系统（GNSS）的未来发展中具有重要意义。LEO星座增强GNSS不仅可以提高定位、导航和定时（PNT）的准确性，还可以提高安全PNT系统的一致性和可靠性。本文主要分析了不同PNT用户对LEO增强GNSS的不同需求，包括实时精度需求、特殊区域可用性需求、复杂电磁环境下的导航信号增强需求以及高安全性的完整性需求。相应地，从多个方面分析了低轨星座对PNT性能的可能贡献。特别关注现有全球导航卫星系统无法满足的特殊PNT用户需求，例如极地的PNT服务需求和一些低轨卫星的机载全球导航卫星导航卫星系统定轨需求。总结了低轨增强导航系统在星座设计、功能实现和有效载荷开发中需要考虑的关键技术。
图文展示
图1a 500km高度低轨卫星在极区平均可见北斗卫星数
图1b 1000km高度低轨卫星在极区平均可见北斗卫星数
表1 极区低轨导航星座以及BDS+低轨导航星座PNT精度衰减因子
表2 极区可见卫星数计算结果统计值
图2a 500km高度卫星在极区平均可见低轨导航星数图2b 500km高度卫星在极区平均可见低轨导航星和北斗星总数图1c 1000km高度卫星在极区平均可见低轨导航星数
图1d 1000km高度卫星在极区平均可见低轨导航星和北斗星总数
作者简介
杨元喜 院士
本文第一和通讯作者
西安测绘研究所
地理信息工程国家重点实验室
▍作者简介
杨元喜，1956.07，江苏泰县人，中国科学院院士（2007），北斗卫星导航系统工程副总设计师；国际大地测量协会会士，美国导航协会会士，全球前2%高影响力学者；《测绘学报》《Satellite Navigation》主编。先后获求是杰出青年实用工程奖、全国优秀共产党员、何梁何利基金科学与技术进步奖（地球科学奖）、航天基金钱学森杰出贡献奖等荣誉。2项成果获得国家科技进步二等奖，8项成果获得省部级科技进步一等奖以上奖励。共完成学术专著3部，合著5部，发表论文400余篇，其中SCI收录论文90余篇，论文引用超15000次。
初审：张艳玲复审：宋启凡
终审：金 君
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