基于铱星突发信号的导航定位技术研究

(航天恒星科技有限公司，北京 100095)

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全球导航卫星系统(GNSS)可向全球用户提供全天候、无缝覆盖的定位、导航以及授时服务，在国家安全和经济发展各领域发挥着巨大的作用[1-2].但是随着用户需求的不断提高和复杂环境下的应用拓展，GNSS 的“脆弱性”也逐渐暴露：一是GNSS 基本导航服务能提供的定位精度只有10m 左右，无法满足高精度用户的需求；二是GNSS 卫星大多为中高轨卫星，轨道高度约为20～30km，卫星导航信号经过空间损耗到达地面时已十分微弱，不足以提供室内、城市峡谷、树林遮挡等场景下的可靠连续定位服务；此外，由于卫星导航民用信号的频点和结构是公开的，易受欺骗和干扰，所以在复杂电磁环境下存在一定的安全隐患[3].由此可见，GNSS 导航系统在极端情况下可用性严重下降，其精确性、可靠性和抗干扰性等都亟待提升.

低轨卫星系统具有较高的信号落地功率、较低的信号空间损耗以及较好的多普勒特性，这些特点恰好可以弥补GNSS“脆弱”之处.因此，借助低轨卫星增强GNSS 服务或者作为GNSS 的有效备份逐渐成为导航领域的一项热点研究内容.美国的铱星系统是目前唯一已实现全球覆盖的低轨卫星系统，其地面终端接收到的信号强度比GPS 强大约30dB.铱星系统提供的定位与授时(STL)服务是低轨导航领域一项重要突破，该系统已经具备作为GPS 备份或补充的能力[4]，有效提高了用户在信号遮蔽甚至GNSS 拒止条件下的导航定位服务性能.但受限于保密等政策限制，其技术细节并未得到公开发表.