王慧珍,王广兴,牛飞,苏醒

• 1:中国地质大学(武汉)
• 2:北京卫星导航中心
• 3:山东科技大学

摘要(Abstract)：

针对低轨卫星星座有待合理化设计的问题,深入研究了低轨卫星星座增强北斗三号系统定位性能。分析轨道高度、轨道倾角、星座构型对星座覆盖性能的影响,仿真北斗三号、GPS和3种不同类型的低轨星座,研究各低轨星座与北斗三号、GPS的组合系统在所选7个测站以及全球范围内的可见卫星数和PDOP值分布。结果表明低轨卫星对北斗三号的增强效果主要与低轨卫星数目有关,且不同轨道倾角的组合低轨星座有利于均衡系统在全球范围内的可见卫星数与PDOP值分布。低轨卫星有望通过改善卫星观测几何构型提高北斗三号系统的定位性能,且增强效果与低轨星座构型密切相关。

关键词(KeyWords)： 北斗三号;导航增强;低轨卫星;可见卫星数;位置精度衰减因子

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目（41804033）;; 中央高校基本科研业务费专项资金项目（CUGL180831）;; 山东省自然科学基金项目（ZR2018PD006）;; 武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室开放基金资助项目（18-01-06）

作者(Author): 王慧珍,王广兴,牛飞,苏醒

DOI: 10.16251/j.cnki.1009-2307.2021.01.010

参考文献(References)：

• [1]倪育德，陈君，蔚保国，等．基于STK的BDS星座仿真和性能分析[J]．计算机测量与控制，2016,24(1):281-283,288.(NI Yude,CHEN Jun,WEI Baoguo,et al.Simulation and performance analysis of BDS constellation based on STK[J].Computer Measurement and Control,2016,24(1):281-283,288．）
• [2]徐哲宇，杜兰，刘泽军，等．基于Flower星座的区域导航增强低轨卫星星座设计与优化[C]∥第十一届中国卫星导航年会论文集．中国卫星导航系统管理办公室交流中心：中科北斗汇（北京）科技有限公司，2020:116-120.(XU Zheyu,DU Lan,LIU Zejun,et al.Design and optimization of LEO regional navigation augmentation satellite constellation based on Flower constellation[C]∥Proceedings of the 11th China Satellite Navigation Academic Annual Conference.China Satellite Navigation System Management Office Exchange Center:Zhongke Beidou Hui (Beijing)Technology Co.,LTD.,2020:116-120．）
• [3]田野，张立新，边朗．低轨导航增强卫星星座设计[J]．中国空间科学技术，2019,39(6):55-61.(TIAN Ye,ZHANG Lixin,BIAN Lang.Design of LEO satellites augmented-constellation for navigation[J].Chinese Space Science and Technology,2019,39(6):55-61．）
• [4]沈大海，蒙艳松，边朗，等．基于低轨通信星座的全球导航增强系统[J]．太赫兹科学与电子信息学报，2019,17(2):209-215.(SHEN Dahai,MENG Yansong,BIAN Lang,et al.A global navigation augmentation system based on LEO communication constellation[J].Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology,2019,17(2):209-215．）
• [5]关梅倩，焦文海，贾小林，等．基于导航增强的低轨卫星星座设计[C]∥第九届中国卫星导航学术年会论文集．中国卫星导航系统管理办公室交流中心：中科北斗汇（北京）科技有限公司，2018:22-26.(Guan Meiqian,JIAO Wenhai,JIA Xiaolin et al.Design of LEO satellite constellation based on navigation augmentation[C]∥Proceedings of the 9th China Satellite Navigation Academic Annual Conference.China Satellite Navigation System Management Office Exchange Center:Zhongke Beidou Hui(Beijing)Technology Co.,LTD.,2018:22-26．）
• [6]肖楠，梁俊，张基伟．中国低轨卫星星座组网设计与规划[J]．电讯技术，2010,50(12):14-18.(XIAO Nan,LIANG Jun,ZHANG Jiwei.Design and scheme of China’s LEO satellite constellation network[J].Telecommunication Engineering,2010,50(12):14-18．）
• [7]李星，姜坤，董绪荣．一种北斗联合低轨星座的导航增强方法研究[J]．无线电通信技术，2020,46(2):234-238.(LI Xing,JIANG Kun,DONG Xurong.A navigation augmentation method based on combining BDS with LEOconstellation and its performance analysis[J].Radio Communications Technology,2020,46(2):234-238．）
• [8]HE Xingchi,HUGENTOBLER U.Design of megaconstellations of LEO satellites for positioning[C]∥Proceedings of the 9th China Satellite Navigation Academic Annual Conference.China Satellite Navigation System Management Office Exchange Center:Zhongke Beidou Hui(Beijing)Technology Co.,LTD.,2018:663-673．
• [9]LI Xingxing,MA Fujian,LI Xin,et al.LEO constellationaugmented multi-GNSS for rapid PPP convergence[J].Journal of Geodesy,2019,93(5):749-764．
• [10]马福建．低轨星座增强GNSS精密定位关键技术研究[D]．武汉：武汉大学，2018.(MA Fujian.Research on the key technologies for GNSS precise positioning augmented with LEO constellation[D].Wuhan:Wuhan University,2018．）
• [11]张小红，马福建．低轨导航增强GNSS发展综述[J]．测绘学报，2019,48(9):1073-1087.(ZHANG Xiaohong,MA Fujian.Review of the development of LEO navigationaugmented GNSS[J].Acta Geodaetica et Cartographica Sinica,2019,48(9):1073-1087．）
• [12]宋志明，戴光明，王茂才，等．Walker星座区域覆盖理论分析[J]．计算机工程与设计，2014,35(10):3639-3644.(SONG Zhiming,DAI Guangming,WANG Maocai,et al.Theoretical analysis of Walker constellation coverage to area target[J].Computer Engineering and Design,2014,35(10):3639-3644．）
• [13]陈雨，赵灵峰，刘会杰，等．低轨Walker星座构型演化及维持策略分析[J]．宇航学报，2019,40(11):1296-1303.(CHEN Yu,ZHAO Lingfeng,LIU Huijie,et al.Analysis of configuration and maintenance strategy of LEO Walker constellation[J].Journal of Astronautics,2019,40(11):1296-1303．）
• [14]丁欢．基于低轨卫星增强的北斗定位系统分析[J]．自动化应用，2020(8):147-151.(DING Huan.Analysis of BDS based on LEO satellites augmentation[J].Automation Application,2020(8):147-151．）
• [15]蒋季．面向局部高容量和广域补充覆盖的低轨卫星通信系统星座设计[D]．北京：北京邮电大学，2019.(JIANG Ji.Design of constellation in LEOsatellite communication systems toward regional high capacity and global supplementary coverage[D].Beijing:Beijing University of Posts and Telecommunications,2019．）
• [16]徐菁．“鸿雁”星座闪亮亮相移动通信或将全球无缝覆盖[J]．中国航天，2018(11):35-36.(JIANG Jing．“Hong Yan”constellation shining debut,mobile communications may seamless global coverage[J].Aerospace China,2018(11):35-36.)