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第48卷第1期东华理工大学学报（自然科学版)Vol.48No.1

2025年2月JOURNALOFEASTCHINAUNIVERSITYOFTECHNOLOGY(NATURALSCIENCE)Feb.2025

D0I:10.3969/j.issn.1674-3504.2025.01.006

极地区域BDS及其组合系统服务性能仿真分析

胡伟建，卢立果，艾志

（东华理工大学测绘与空间信息工程学院，江西南昌330013）

摘要：随着极地区域（极区）战略价值的不断提升，极地应用对于精确定位导航的需求日益迫切。由于极区的高纬度，实

际上用户能够观测的卫星数相对较少，且卫星高度角相对较低，导致其可用性受到一定限制。为研究北斗卫星导航系统

（BDS）及其组合系统在极区的服务性能和覆盖情况通过两行轨道根数（TLE）和简化深空摄动规模型（SDP4），对BDS及

其组合系统在北极航道、南极科考站等典型站点，以及极区范围的可见卫星数和PDOP（位置精度衰减因子)值进行了仿真

评估。结果表明，在不考虑实际极区环境影响的条件下,BDS-3能够提供较多的可见卫星数和较低的PDOP值，其与全球

定位系统(GPS)相当，略优于格洛纳斯系统(GLONASS)和伽利略卫星导航系统（Galileo）;BDS组合其他系统可以较为明

显提高极区全球导航卫星系统（GNSS）的精度和可靠性，四系统的可见卫星数和PDOP值分别平均提升177.59%、

44.29%，三系统分别平均提升124.73%、38.06%，双系统分别平均提升70.16%、26.64%。

关键词：全球导航卫星系统；极地；北斗卫星导航系统；可见卫星数；位置精度衰减因子

中图分类号：P228文献标志码：A文章编号：1674-3504(2025)01-0063-10

胡伟建，卢立果，艾志,2025.极地区域BDS及其组合系统服务性能仿真分析J].东华理工大学学报（自然科学版），48

(1):63-72.

HUWeijian,LULiguo,AIZhi,2025.ServicesperformancesimulationanalysisofBDSanditscombinationsysteminpolarregions

[J].JournalofEastChinaUniversityofTechnology(NaturalScience),48(1):63-72.

近些年,随着北极航道的开通,极地科学考察伽利略卫星导航系统（Galileo）均采用单一轨道卫

和开发利用活动日益频繁，极地战略价值不断提高星部署星座不同,BDS系统创新地采取了地球静止

轨道（GEO）、倾斜地球同步轨道（IGSO）和中圆地

（刘嘉玥等，2020；师桂杰等，2021；葛浩冉等，

2021）。要保障极地区域（极区）活动的安全开展，球轨道（MEO)的混合星座方案,能够实现重点区域

离不开可靠的导航技术（杨元喜等，2016；王泽民内服务性能的增强（房亚男等，2021；谭述森等，

2022）。由于特殊的星座构型设计,BDS系统在全

等,2017）。相比于其他导航技术，全球导航卫星系

统(GNSS)在极地区域具有明显优势,是极区精确球不同区域具有不同的性能表现。尽管BDS系统

导航设备的重要组成。除提供导航定位服务外，在低纬度地区具有很好的覆盖性,观测几何构型良

GNSS也可用于极地冰川消融、海平面变化、大气水好,但是对于高纬度地区,尤其是南北极地区,覆盖

汽监测等热点领域的应用。性较差,导致定位精度和连续性相对较低（ZHANG

2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系etal.,2020