5-4伽利略计划解析

2、伽利略系统的发展
③ 部署阶段 ：主要任务是卫星的发射布网、地面 站的架设、系统的整机联调。显然，此阶段已 经推迟进行，并且此阶段是整个计划耗资最大 的阶段，欧航局说：伽利略计划共包括30颗正 式卫星，第一颗将在2010年底由一枚俄罗斯火 箭发射升空 。 ④ 运营阶段 ：商业营运阶段，提供增值服务，资 方获得 。
1、伽利略系统的产生：
在上世纪90年代的局部战争中，美国的GPS 出尽风头。利用GPS系统提供定位的导弹或战斗 机可以对地面目标进行精确打击，这给欧洲国家 留下了深刻印象。欧洲国家为了减少对美国GPS 系统的依赖，同时也为了在未来的卫星导航定位 市场上占有一席之地，决定发展自己的全球卫星 定位系统。经过长达3年的论证，2002年3月，欧 盟15国交通部长会议一致决定，启动“伽利略” 导航卫星计划。
1、伽利略系统结构
C. “伽利略”系统利用太阳能供电,用电池存储 能量,并且采用了太阳能帆板技术,可以调整 太阳能板的角度,保证吸收足够阳光,既减轻 卫星对电池的要求,也便于卫星对能量的管理。 D. 射频部分通过50~60W的射频放大器将4种导 航信号放大,传递给卫星天线。
1、伽利略系统结构
③ 地面部分主要完成两个功能:导航控制和 星座管理功能以及完好性数据检测和分 发功能。
伽利略卫星导航系统 简介
本次介绍主要内容：
一．伽利略卫星导航背景、发展
1. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 伽利略系统的产生 伽利略系统的发展 全球卫星导航系统的发展现状 伽利略系统结构 伽利略信号 伽利略的服务 伽利略、GPS、格洛纳斯系统的对比
二．伽利略卫星导航原理简介
1、伽利略系统的产生：
A. 导航控制和星座管理部分由地面控制部分 (GCS)完成,主要由导航系统控制中心(NSCC)、 OSS工作站和遥测遥控中心(TCC)3部分构成; 其中,OSS工作站共15个,无人监管并且只能接 收星座发出的导航电文和星座运行环境数据, 并把数据传送到导航系统控制中心,由导航系 统控制中心检测和处理;分布在4点的遥测遥控 系统接收导航系统控制中心中卫星控制设备 (SCF)提供的导航数据信息,并上传到星座。
1、伽利略系统结构
① GALILEO系统的结构主要包括以下5大 部分：
A. B. C. D. E. 卫星星座； 导航系统主控中心； GALILEO卫星轨道和同步性地面监测网； 数个跟踪，遥测及控制站； 用户部分；
1、伽利略系统结构
② 中等轨道卫星装有的导航有效载荷包括:
A. “伽利略”系统所载时钟有2种类型:铷钟和被 动氢脉塞时钟。在正常工作状况下,氢脉塞时 钟将被用作主要振荡器,铷钟也同时运行作为 备用,并时刻监视被动氢脉塞时钟的运行情况。 B. 天线设计基于多层平面技术,包括螺旋天线和 平面天线2种,直径为1.5m,可以保证低于 1.2GHz和高于1.5GHz频率的波段顺利发送和 接收。
2、伽利略系统的发展
① 定义阶段：1999年,欧洲提出了建立“伽利略” 导航卫星系统的计划。经过长时间的酝酿,2002 年3月26日,欧盟15国交通部长会议一致决定,正 式启动“伽利略”导航卫星计划,这标志着欧洲 将拥有自己的卫星导航定位系统,结束美国GPS 系统独占鳌头的局面。
2、伽利略系统的发展
2、伽利略系统的发展
GIOVE-A卫星的主要任务有4项：确认获得国际 电联分配给“伽利略”导航卫星系统的频率,欧 盟必须按规定在2006年6月之前发射1颗传输该 导航频率信号的卫星,才能获得这些频率的使用 权;验证未来“伽利略”工作星所用的导航有效 载荷(如铷钟、信号发生器和导航天线)的关键技 术;测量“伽利略”星座所处的中地球轨道辐射 环境;测试在研的用户接收机的性能。
② 开发阶段 ：该阶段称为开发和在轨验证阶段， 目前正在进行，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 。 A. 2005年12月28日,首颗在轨验证卫星的试验星 GIOVE-A由俄罗斯联盟号火箭成功发射,进入高 度为23258km,倾角为56°的中地球轨道(MEO), 标志着“伽利略”计划在轨验证阶段迈出重要 一步。
2、伽利略系统的发展
B. 2008年4月27日在位于哈萨克斯坦的拜科努尔航 天中心成功发射了第二颗实验卫星GIOVE-B,并 入轨后运行良好。 GIOVE-B卫星是未来工作型“伽利略”卫星的试 验星。最主要的目标是在轨验证世界上首次上天 的无源氢钟的技术性能,氢钟的精确性能在真空模 拟测试中进行了验证,结果表明在技术上取得了突 破性进展。其日稳精度优于1ns,是迄今精确性最 高的星载原子钟。它将为“伽利略”系统的高精 度导航应用铺平道路,而且其较高的时间保持精度 也将使“伽利略”系统的性能优于现有的GPS导 航卫星系统。
24颗
10～15米 目前GLONASS系统已有17颗卫星在轨运行。
俄罗斯
GPS系统
24颗
5米
1994 年， GPS 卫星导航系统己布设完成。现在 正研制第二代GPS系统。
美国
1、伽利略系统结构
“伽利略”系统的卫 星星座是由分布在3个轨 道上的30颗中等高度轨 道卫星(MEO)构成,具体 参数如下:每条轨道卫星 个数10(9颗工作,1颗备 用);卫星分布轨道面数3; 轨道倾斜角56°;轨道高 度24000km;运行周期 14h4min;卫星寿命20年; 卫星重量625kg;电量供 应1.5kw。
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3、全球卫星导航系统的发展现状
卫星导航系 卫星数量 统 定位精度 系统进展 研制国家
北斗系统
35颗
10米
2007年发射两颗北斗导航卫星，2008年基本满 足中国及周边地区用户需求。
中国
伽利略系统
30颗
小于1米 1999年欧盟公布了 “伽利略”计划，现在“ 伽利略 ” 系统正在建设中。
欧盟
格洛纳斯 (GLONAS S)系统
欧空局(ESA)早在1990年就决定研制“全球导航 卫星系统(GNSS)”，GNSS分为两个阶段，第一阶段 是建立一个与美国GPS系统、俄罗斯GLONASS系 统、以及三种区域增强系统均能相容的第一代全球 导航卫星系统(GNSS一1)，第二阶段是建立一个完 全独立于GPS系统GLONASS系统之外的第二代全 球导航卫星系统(GNSS一2)。由于GNSS一1主要是 利用GPS等已经建成的系统，因此其主要工作是在 欧洲建立30座地面站和4个主控制中心，系统已在 2002年部署完毕,2004年完成运营试验。欧洲的长远 目标是拥有自己的独立的全球导航卫星系统，即 GNSS一2，也就是现在的“伽利略”系统。