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伪卫星(Pseudo-Satellite或Pseudolite)

09.20.2010

【GPS资讯网】所谓伪卫星(Pseudo-Satellite或Pseudolite,缩写为PL),是布设于地面上发射某种定位信号的发射器,通常都是发射类似于GPS的信号。也正因为这个原因,通常所说的伪卫星都是针对GPS所设计的伪卫星。当然,也有极少数伪卫星其信号是模拟Galileo或者GLONASS系统的,甚至某些特殊用途的伪卫星采用的是自定义的定位信号格式。


 

事实上,伪卫星的使用比GPS本身还要早。在70年代的GPS初期预研阶段,美国国防部发射其第一颗GPS之前,所有的概念测试和GPS接收机的原理验证工作都是通过布设于地面上的“模拟卫星”来完成的,这实际上就是一种伪卫星。Parkinson和Klein早于80年代初就已经指出伪卫星可以成为GPS运作当中的一项有效的补充技术,因为它可以改善导航性能和几何精度。在80年代中期,国际RTCM组织研制出了能接收GPS卫星信号、计算伪距和伪距改正、并能以每秒50比特的速率用L1载波频率发射导航电文的简单伪卫星系统,该伪卫星的信号格式与GPS是相类似的。在此之后,国际RTCM组织的SC104分会又设计和制定了包含八种信息的伪卫星星历数据格式,其中包括伪卫星的位置、码和健康标志等等。但因受到软硬件技术水平的制约,其发展相当缓慢。


 

随着新的伪卫星概念的提出及其硬件技术的不断完善,伪卫星定位系统已在室内、地下、飞行导航、火星探测等方面得到了一些应用,利用伪卫星和GPS组合进行定位也成为提高GPS定位精度的有效途径之一。虽然伪卫星定位技术在理论和应用研究中尚有很多难题有待解决,但其前景相当广阔,并已成为导航定位领域中的一个新的研究热点,得到了国际学术界的广泛重视。


 

出于结构复杂程度和成本的考虑,伪卫星发射器一般设计为单频。而由于设计理念及功能的不同,伪卫星可以有很多种类型。其中较为常见的主要有简单式伪卫星(SimplePseudolite)、脉冲式伪卫星(PulsedPseudolite)和同步式伪卫星(Synchrolite)等。


 

伪卫星可以与GPS以多种模式组成系统进行定位和导航,从原理上来讲,伪卫星也可以完全替代GPS卫星而进行独立定位。伪卫星一个显著的特点就是其高度角很低,且信号毋需通过电离层。通过利用这种低高度角卫星,GPS和伪卫星组合后能够有效地改善几何图形结构,提高垂直方向的定位精度。在某些特殊场合,伪卫星甚至可以完全取代空中的GPS,而进行单独定位。伪卫星定位的基本原理仍是利用GPS相对定位中的“双差”方法,其可靠性和精度除了取决于硬件设备之外,也与伪卫星的几何图形配置密切相关。




衛星數據更新: 10.12.2017
頁面最後更新: 10.12.2017
編輯部門: Shelley Canright
技術部門: Brian Dunbar
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