基于STK的GPS卫星可见性仿真分析

王小静，王俊文

（中国电子科技集团第三十八研究所，安徽 合肥230088）

0 引言

GPS卫星是一个全天候全球天基卫星导航系统。地球任何地方，只要能收到四颗或四颗以上GPS卫星信号，便能得到位置和时间信息，从而利用该系统进行导航。海湾战争中，美军首次使用GPS卫星进行精确制导。十多年来，GPS全球定位系统一直运转，从科索沃战争、阿富汗战争到伊拉克战争，多次战例表明：GPS系统在现代信息化战争中发挥着重要作用，应用领域遍及战争中的各个方面，已成为信息化战争中必不可少的重要组成部分［1］。

目前，GPS卫星在实战中的作用已从辅助变为主导，从被动变为主动，从单一功能变为多功能［2］。这对战场环境产生了极大威胁。分析GPS卫星系统的技术特征，研究GPS卫星系统的可见性，对GPS卫星系统对抗技术研究具有重要的支撑作用。本文以目前美国在轨的31 颗GPS 卫星为研究对象，结合STK 和Matlab软件仿真分析其可见性，为地面GPS 观测系统天线波束宽度、波束个数设计提供参考。

1 GPS卫星概述

20世纪70年代，美国陆海空三军在前期项目的基础上，联合研制了全球卫星定位系统GPS。GPS卫星轨道高度约20200km，相对于赤道平面的倾角约为55°，各轨道间交角60°，运行周期约11h58min。

随着技术的发展和新需求的出现，GPS系统趋于现代化。为防止干扰，2005年起发射的GPS 卫星开始采用新的信号结构。该信号可实现6dB 的信噪比改善［3］。同时，各种抗干扰GPS接收机不断研制并应用。GPS卫星的发射情况如表1所示。从表1可见，目前在轨运行的GPS卫星共有31颗。……