伽利略卫星导航系统(1)

三大卫星导航系统的对比
三大卫星导航系统的对比
“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。 “伽利略”接收机不仅可以接受本系统信号，而且 可以接受GPS、GLONASS这两大系统的信号，并且具 有导航功能与移动电话功能相结合、与其他导航系统 相结合的优越性能。
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。
关键技术（一）
铷钟和被动氢脉塞时钟 伽利略系统的每颗卫星都将携带两台时钟 ,一台基于 欧空局选用铷钟和氢脉泽钟是因为它们可在数 铷原子频标 ,另一台则利用无源氢脉泽 (即微波激射器)。 小时内保持很高的稳定性 ,同时也是因为相关技术能 这两种时钟所用技术不同,但原理是一样的。若将原子从 够应用到伽利略0卫星上。若任由它们无限期地运行 , 一个能态跃迁到另一能态 ,则原子便会以极其稳定的频率 其精度会发生漂移,所以需借助更稳定的地基基准时 辐射出相关的微波信号。这一频率对铷钟来说约为 6吉赫, 而对氢钟来说则约为 1.4吉赫。星上其它装置可把这一频 钟定期地对它们进行同步。这些地基时钟包括基于 率作为非常稳定的基准 ,借以生成精确的信号,以供/伽利 铯频标的时钟,其长期稳定性要远高于铷或氢脉泽钟。 略卫星播发。所以广播的信号又可作为基准,使稳定性较 地面上的时钟还要生成所谓的伽利略系统时间。 差的用户接收机时钟能不断地 重设其时间。
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伽利略卫星系统
【欧盟一个正在建造中的卫星定位系统，有“欧洲版GPS” 之称，也是继美国现有的“全球定位系统”（GPS）及俄 罗斯的GLONASS系统外，第三个可供民用的定位系统。】
我们是“阿波罗& 队”
背景
随着欧洲经济实力的壮大，欧盟的独立意识大大增强，政 治上越来越用一个声音说话，安全上也力图减少对美国的依赖。 独立探索太空以及与其他航天大国频繁合作，正是实现这一目 标的重要组成部分。所以，欧洲全力推进自己的各种航天计划。 具体地说，欧洲发展“伽利略”卫星定位系统可以减少欧 洲对美国军事和技术的依赖。从商业角度讲，要利用美国的 GPS全球定位系统，就要购买美国的信号接收设备，欧洲的航 天工业如空中客车公司必须完全依赖美国系统。有了欧洲自己 的卫星定位系统后，欧洲航天业就可以发展自己的卫星定位用 户，并出售设备。 法国总统希拉克曾表示，没有“伽利略”计划，欧洲“将 不可避免地成为附庸，首先是科学和技术，其次是工业和经 济”。 2003年3月，“伽利略”卫星定位系统计划正式启动。
伽利略星座的任务
伽利略系统的基本服务有导航、定位、授时；特殊 服务有搜索与救援； 扩展应用服务系统有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。
Galileo系统的组成
太空部分
由30颗Galileo卫星组成，分布在三个离地 高度为23222千米，轨道倾角为56度的轨道上， 每个轨道有9颗工作卫星外加1颗备用卫星。 备用卫星停留在高于正常轨道300千米的轨 道上。卫星使用的时钟是铷钟和无源氢钟， 卫星上除基本的载荷外，还有搜索救援载荷 和通信载荷。
关键技术（二）
TCAR技术（伽利略定位系统三载波模糊度解算技术） 利用卫星定位系统,不但能实时地确定载体的三维位置和速 度,而且能实时地确定载体的三维姿态。目前利用GPS载波相位 定姿需要较长的初始化时间来确定整周模糊度,而且一旦发生 周跳,姿态测量系统很难快速恢复。伽利略卫星定位系统具有 较丰富的频率资源,可以出现较多的宽巷组合值,由Harris和 Forsell提出的TCAR技术可迅速、方便地解算载波相位的初始 模糊度。 它是Galileo三载波定姿的关键技术。
地面部分
包括两个位于欧洲的Galileo控制中心 和20个分布在全球的Galileo 传感站。除此 之外还有若干个实现卫星和控制中心进行 数据交换的工作站。 Galileo控制中心主要 负责控制卫星的运转和导航任务的管理。 20个传感站通过通信网络向控制中心发传 送数据。
用户部分
即Galileo接收机 由导航定位模块和通信模块组成
GPS Center，Wuhan University
T=14h
伽 利 略 卫 星 轨 道 示 意 图
伽利略卫星
卫星寿命： 12年以上 卫星重量： 每颗675公斤 长宽高： 2.7m x 1.2m x 1.1m 太阳能集光板阔度： 18.7m
“伽利略”系统确定地面位置或近地空间 位置要比GPS精确10倍。其水平定位精度优 于10米，时间信号精度达到100纳秒。必要 时，免费使用的信号精确度可达6米，如与 GPS合作甚至能精确至4米。(可与GPS兼容）