GPS/GNSS原理与应用(第3版)
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1.7 区域系统

1.7.1 准天顶卫星系统

准天顶卫星系统(QZSS)是日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)代表日本政府运营的区域民用卫星导航系统。QZSS星座目前由一个倾斜椭圆-地球同步轨道[称为准天顶(QZ)轨道]上的1颗卫星提供高仰角的卫星信号覆盖,以补充和增强美国GPS(及其他GNSS星座)在日本上空的服务。这颗QZSS卫星提供实验导航和消息传递服务。QZSS星座计划到2018年扩大到4颗卫星(1颗地球静止轨道卫星和3颗QZ轨道卫星),到2023年星座计划由7颗卫星(1颗卫星位于地球静止轨道,其他卫星位于QZ轨道)组成,以补充或增强其他GNSS星座并提供独立的区域能力[7-9]。图1.8显示了QZSS卫星。

图1.8 QZSS卫星(Brian Terrill供图)

设计QZSS的目的是提供三种服务:补充GPS的导航服务,提高GPS精度的差分GPS增强服务,以及在危机或灾难中为公共安全应用提供的信息传输服务。随着星座的完成,除当前的服务外,QZSS将提供独立于其他GNSS星座的区域导航能力。

目前,QZS-1不仅提供用于日本的各种应用的服务,而且提供正在测试的用于未来使用的运营服务。计划中的QZS-2~QZS-4卫星将增加新的试验增强服务。QZ轨道上的卫星将提供星基增强服务(SBAS)修正,而GEO卫星(SV)将提供S波段信息传输服务。导航和增强服务对所有用户都是免费的。7.1节中将详细介绍QZSS。

1.7.2 印度导航星座(NavIC)

NavIC是印度空间研究组织(ISRO)与印度国防研究与发展组织(DRDO)合作开发的区域性军用和民用卫星导航系统[10, 11]。其他卫星导航系统主要在L波段工作,NavIC的导航信号则在L5波段和S波段上传输。

在撰写本书时,NavIC由3颗地球同步卫星和4颗倾斜地球同步卫星、地面支撑段及用户设备组成。系统覆盖范围是从南纬30°到北纬50°、从东经30°到东经130°,即向从印度外推约1500千米的区域提供PVT服务,图1.9中显示了NavIC卫星。NavIC提供两个级别的服务:一个公共标准定位服务(SPS)和一个加密的受限服务(RS),两者都在L5频段(1176.45MHz)和S频段(2492.028MHz)上可用[12-14]。NavIC SPS既可使用电离层校正模型来支持单频(L5波段)定位,又可支持L5频段和S频段的双频定位[15]。普通晶体振荡器可以提供L5波段和S波段信号的时间,从而使接收机能够实时测量电离层延迟,并允许用户设备进行修正。7.2节中将详细介绍NavIC。

图1.9 NavIC(IRNSS)卫星(Brian Terrill供图)