伽利略卫星导航系统简介

日期:2015-08-10 / 人气:

伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system),是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统,该计划于1999年2月由欧洲委员会公布,欧洲委员会和欧空局共同负责。系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成,其中27颗工作星,3颗备份星。卫星轨道高度约2.4万公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内。2012年10月,伽利略全球卫星导航系统第二批两颗卫星成功发射升空,太空中已有的4颗正式的伽利略系统卫星,可以组成网络,初步发挥地面精确定位的功能。

卫星

  • 数量:30颗
  • 离地面高度:23,222公里 (MEO)
  • 三条轨道,56°倾角 (每条轨道将有九颗卫星运作,最后一颗作后备)
  • 卫星寿命: 12年以上
  • 卫星重量: 每颗675公斤
  • 卫星长宽高: 2.7m x 1.2m x 1.1m
  • 太阳能集光板阔度: 18.7m
  • 太阳能集光板功率: 1500W

系统优势

“伽利略”系统是世界上第一个基于民用的全球卫星导航定位系统,在2008年投入运行后,全球的用户将使用多制式的接收机,获得更多的导航定位卫星的信号,将无形中极大地提高导航定位的精度,这是“伽利略”计划给用户带来的直接好处。另外,由于全球将出现多套全球导航定位系统,从市场的发展来看,将会出现 GPS系统与“伽利略”系统竞争的局面,竞争会使用户得到更稳定的信号、更优质的服务。世界上多套全球导航定位系统并存,相互之间的制约和互补将是各国大力发展全球导航定位产业的根本保证。

“伽利略”计划是欧洲自主、独立的全球多模式卫星定位导航系统,提供高精度,高可靠性的定位服务,实现完全非军方控制、管理,可以进行覆盖全球的导航和定位功能。“伽利略”系统还能够和美国的GPS、俄罗斯的GLONASS系统实现多系统内的相互合作,任何用户将来都可以用一个多系统接收机采集各个系统的数据或者各系统数据的组合来实现定位导航的要求。

“伽利略”系统可以发送实时的高精度定位信息,这是现有的卫星导航系统所没有的,同时“伽利略”系统能够保证在许多特殊情况下提供服务,如果失败也能在几秒钟内通知客户。与美国的GPS相比,“伽利略”系统更先进,也更可靠。美国GPS向别国提供的卫星信号,只能发现 地面大约10米长的物体,而“伽利略”的卫星则能发现1米长的目标。

重要意义

不仅能使人们的生活更加方便,还将为欧盟的工业和商业带来可观的经济效益。更为重要的是,欧盟将从此拥有自己的全球卫星导航系统,这有助于打破美国GPS系统的垄断地位,从而在全球高科技竞争浪潮中获取有利地位,更可为将来建设欧洲独立防务创造条件。

用户

用户端主要就是用户接收机及其等同产品,伽利略系统考虑将与GPS、GLONASS的导航信号一起组成复合型卫星导航系统,因此用户接收机将是多用途、兼容性接收机。

应用服务

1、基本服务

导航、定位、授时。

2、特殊服务

搜索与救援(SAR功能)。

3、扩展服务

GNS在飞机导航和着陆系统中的应用铁路安全运行调度、海上运输系统、陆地车队运输调度、精准农业。

全球设施

空间段由分布在三个轨道上的30颗中等高度轨道卫星(MEO)构成,全球设施部分由空间段和地面段组成。空间段的30颗卫星均匀分布在3个中高度圆形地球轨道上,轨道高度为 23616km,轨道倾角56°,轨道升交点在赤道上相隔120°,卫星运行周期为14h,每个轨道面上有1颗备用卫星。某颗工作星失效后,备份星将迅速 进入工作位置,替代其工作,而失效星将被转移到高于正常轨道300km的轨道上。这样的星座可为全球提供足够的覆盖范围。

地面段包括全球地面控制段、全球地面任务段、全球域网、导航管理中心、地面支持设施、地面管理机构。

地面段由完好性监控系统、轨道测控系统、时间同步系统和系统管理中心组成。伽利略系统的地面段主要由2个位于欧洲的 伽利略控制中心(GCC)和29个分布于全球的伽利略传感器站(GSS)组成,另外还有分布于全球的5个S波段上行站和10个C波段上行站,用于控制中心与卫星之间的数据交换。控制中心与传感器站之间通过冗余通信网络相连。全球地面部分还提供与服务中心的接口、增值商业服务以及与“科斯帕斯-萨尔萨特”(COSPAS-SARSAT)的地面部分一起提供搜救服务。

区域设施

区域设施由监测台提供区域完好性数据,由完好性上行数据链直接或经全球设施地面部分,连同搜救服务商提供的数据,上行传送到卫星。全球最多可设8个区域性地面设施。

局域设施

有些用户对局部地区的定位精度、完好性报警时间、信号捕获/重捕等性能有更高的要求,如机场、港口、铁路、公路及市区等。局域设施采用增强措施可以满足这些要求。除了提供差分校正量与完好性报警外(≤1s),局域设施还能提供下列各项服务:

  • 商业数据(差分校正量、地图和数据库)
  • 附加导航信息(伪卫星)
  • 在接收GSM和UMTS基站计算位置信号不良的地区(如地下停车场和车库),增强定位数据信号
  • 移动通信信道

服务中心

服务中心提供伽利略系统用户与增值服务供应商(包括局域增值服务商)之间的接口。根据各种导航、定位和授时服务的需要,服务中心能提供下列信息:

  • 性能保证信息或数据登录
  • 保险、债务、法律和诉讼业务管理
  • 合格证和许可证信息管理
  • 商贸中介
  • 支持开发应用与介绍研发方法

进度安排

1、定义阶段(1999-2000)

该阶段已在2001年宣告结束。

2、开发阶段(2001-2005)

该阶段称为开发和在轨验证阶段,正在进行,主要工作有:汇总任务需求;

开发2-4个卫星和地面部分;系统在轨验证。

3、部署阶段(2006-2007)

进行卫星的发射布网,地面站的架设,系统的整体联调。

4、运营阶段(2008- )

商业营运阶段,提供增值服务,资方获得收益。

编辑:河南北斗