高轨GNSS信号可用性分析

摘要

全球卫星导航系统(GNSS)具有自主性强、实时性强、定位精度高、成本低的特点,目前已在地面和中、低轨用户中得到广泛应用。然而在高轨环境中,由于地球的遮挡以及信号传输距离的增加,GNSS信号的可用性受到很大的限制,制约着GNSS在高轨卫星自主导航中的应用与发展。针对高轨GNSS信号可用性存在的未知问题,本文从GNSS卫星的可见性、多普勒频移及其变化率、几何精度因子等方面对高轨GNSS信号可用性进行了全面系统的分析。基于GNSS链路传播的特点分析了高轨GNSS信号的空间覆盖特性和强度分布特性,进而对高轨GNSS卫星可见性进行了评估。利用捕获模型和锁相环模型探究了多普勒频移及其变化率对信号捕获、跟踪性能的影响,定量计算得到了不同GNSS组合方式的几何精度因子及其变化情况。