基于ORBCOMM 卫星机会信号的定位技术

秦红磊，谭滋中，丛丽，赵超

（北京航空航天大学 电子信息工程学院，北京100083）

尽管全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）随着位置服务需求的日益增长得到了快速的发展，但其存在信号弱、容易受到干扰等缺点，越来越多的备用导航定位技术被提出，以摆脱对GNSS系统的依赖。利用广泛存在的无线电机会信号导航（Opportunistic Navigation，Op Nav）［1-2］及协作机会信号导航（Collaborative Opportunistic Navigation，COpNav）近年来得到了广泛的关注［3］。典型系统如美国提出的全源导航（All Source Positioning and Navigation，ASPN）技术，该技术提出利用一切可以利用的信号资源实现融合导航定位；类似的还有英国国防部研发的Navsop（Navigation via Signals of Opportunity）系统。

机会信号功率强、占用频谱宽、广泛存在，因此具有抗干扰能力强且投入低的优点［4］，而将低轨卫星无线电信号作为机会信号具有更广的覆盖范围。目前，成熟的典型低轨卫星系统有铱星（IRIDIUM）、轨道通信卫星（ORBCOMM）和全球星（Globalstar）等［5-7］。Globalstar卫星系统和ORBCOMM卫星系统本身均具备位置信息服务，铱星公司2016年宣布在第二代卫星 IRIDIUM NEXT系统中增加了定位服务，然而以上低轨卫星定位服务需授权才可使用。

国外计划未来建造大量低轨卫星系统，2015年OneWeb公司宣布在未来构建一个含有648颗卫星的低轨卫星系统［8］；同年SpaceX和Google宣布合作构建一个含有更多卫星的低轨卫星系统，共含有4 000颗卫星［9］；三星公司也计划在未来建立含有4 600颗低轨卫星的卫星系统［10］；Boeing公司也启动了构建低轨卫星系统计划［11］。国内也计划发射大量的低轨卫星，如鸿雁全球卫星星座、虹云工程计划。现有低轨卫星系统和未来计划发射的大量低轨卫星为基于低轨卫星机会信号的定位技术提供了基础。……