卫星导航系统星间链路分析 .pdfVIP

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杨宁虎,陈力

(北京跟踪与通信技术研究所,北京100094)

摘要:对全球卫星导航系统星间链路的几何特性进行分析、仿真,并且对星间链路应该

采用的频段进行选择,进而根据星间链路应该达到的技术指标进行星间链路预算,为星间链路

系统的设计奠定基础。

关键词:导航系统;星间链路;链路预算

中图分类号:P228文献标识码:A文章编号:1008-9268(2007)02-0017-04

1引言拟达到的技术指标为星间信息传输速率小于等于

5kbps,星间测距精度优于1ns,星间信息传输误码率

总结国外卫星导航系统的发展经验,增加星间优于10-6。为了便于分析,我们将此星座中3个轨

链路,并且在星间链路的支持下实现系统的自主运道面分别命名为轨道面1、2、3,用1L、2M、3N表示

行是一种发展趋势。采用自主导航技术能够有效轨道面1、2、3中的第L、M、N颗卫星。根据所分析

地减少地面测控站的布设数量,降低地面站至卫星星座的空间对称性可知,只要得到11星同其它各星

的信息注入频度,并能增强系统的抗干扰、抗摧毁的空间关系,就可以推出任意两颗卫星的空间关系。

能力;在有地面系统支持的情况下,通过星间相对因此,以下主要分析卫星11与其他卫星的距离、速

状态测量能够进一步改善系统性能和提高导航定度、俯仰角、方位角等的变化。如果不加任何约束条

位精度。因此,星间链路是卫星导航系统实现自主件,卫星11可以与其它22颗可见卫星建立星间链

运行的一项重要的关键技术。由于导航系统卫星路,同轨道面与它相位差180°的卫星由于地球遮挡,

的轨道高度较高,卫星之间的距离、方位角、俯仰角不能建立链路。然而,因为星上发射、接收系统不能

等变化剧烈,给星间链路系统的设计带来很大困过于复杂,考虑到工程可实现性,卫星11建立6条

难,有必要对星间链路的几何特性进行分析、仿真,星间链路是比较优化的方案。由于星座具有对称

合理选择星间链路的工作频段和发射功率。性,可以考虑11星与同轨道面建立两条链路,与其

2导航系统星间链路分析他两个轨道面分别建立两条侧向链路。

在同一轨道平面内,卫星的相对位置关系固

2.1星间链路空间参数分析定,卫星间的相对速度、相对加速度都为零。轨道

分析卫星导航系统的星间链路空间参数具有面内相邻的卫星间方位角0°或180°,俯仰角-22.

十分重要的意义。卫星星间链路指向(即卫星A5°,距离23347km;轨道面相位差90°的卫星间方

在卫星B本体坐标系下方位角、俯仰角)的变化决位角0°或180°,俯仰角-45°,距离43139km;轨道

定了安装在卫星上的发射、接收天线的复杂和困难面相位差135°的卫星间方位角0°或180°,俯仰角

程度,同时也与相应装置的体积和重量存在密切的-67.5°,距离56364km。

关系。卫星星间链路的距离大小及其变化范围对不同轨道