以我国自主创新的CAPS(China area positioning system)导航定位系统为研究平台,提出了CAPS卫星信号模拟器的系统架构,给出了总体设计框图,对各模块的功能进行了划分和设计。针对CAPS导航系统的特点,开展了模拟器关键技术的研究,给出了相关参数的计算方法。利用已开发出的成型的CAPS模拟器进行测试,结果表明:本文的设计方法是可行的,该模拟器可以用于测试接收机的捕获、跟踪和定位性能等。
基于转发式卫星导航定位系统的思路,以与导航定位精度有密切关系的星座的位置精度衰减因子(Position Dilution of Precision,PDOP)在中国区域的分布和变化为主要评判依据,分析讨论由静止通信卫星和倾斜轨道同步通信卫星组成转发式中国区域定位系统星座的初步计划.我们重点考虑倾斜轨道同步卫星的3个主要的轨道参数,即轨道倾角、偏心率及升交点赤经的变化对PDOP的影响,通过仿真计算研究了该区域导航定位系统优良星座的布局方案.对多种星座布局分析比较的初步结果表明,设置3颗位于一组使‘8’字形星下点共迹的倾斜轨道同步通信卫星,它们的轨道倾角约为50°,卫星升交点的赤经差为120°,且其星下点轨迹的对称中心处在115°E附近,与4颗或5颗分布于约60°E至165°E轨位处的静止通信卫星组成转发式中国区域卫星定位系统的星座,可以满足对中国陆地和海疆的有效覆盖,可获得相对高精度的导航定位结果.给出了3个相对优秀的星座结构的初步结果,并讨论了有关的问题.
介绍将气压测高方法作为虚拟星座应用于基于通信卫星的中国区域定位系统(Chinese Area Positioning System,CAPS),以补充和改善三维定位的可用性.气压测高方法,是利用地球大气中气压随高度变化的关系,在测量大气压的情况下以获得该处的地平高度.困难在于,在不同地区和不同气象条件下,气压随高度的关系是变化的,因此需要获得该测高地区的参考高度上的实时气压值,才能获得较高的精度.将这种测高方法应用于卫星导航系统的最大困难在于,在卫星导航覆盖的广大地区内,如何获得参考高度上的实时气压值.介绍了解决这个难题的一种新方法,即通过卫星通信收集中国及周边1860个已知高度的气象台站的实时气压和温度值,并统一进行时间外推预报.为减少数据量,对数据进行分区和编码,然后通过CAPS系统的导航电文将这些信息传送给CAPS用户接收机.经过接收机的内插处理,获得该接收机位置附近的参考气压和参考温度,并结合接收机实测的气压和温度值,求得该点高度值.文中介绍了计算原理、计算公式、资料收集、编码、预报、内插方法、导航电文传送、误差情况和分析,同时对该方法的优点和不足进行了较详细的讨论.
