低轨星座能否实现全球导航服务？（一）- 大数跨境

辽宁北斗

2021-12-16

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这个问题似乎至今还没有人能够真正回答清楚的？可以说国内外都包括，当然国内更不例外，至少公开文献没有问世。国内许多低轨互联网概念宣传者，都是强调用低轨星座增强导航定位，没有公开宣布自己的星座是导航与通信的融合星座，如果有，请问怎么融合？融合到什么程度？实际上，国际上也是有几篇文章，真正提出低轨导航星座的事情，但是都是“犹抱琵琶半遮面”，有种欲言又止的感觉。最近，有篇文章专门谈到这一问题，我觉得有点实实在在的感觉。

该篇文章，以“一网（OneWeb）”为例，显然也想以现在的GPS的L波段为使用频段为依据，用卫星导航精度的几何因子（PDOP）来做比较研究。探讨用多少颗卫星才能达到与目前的GPS所达到的服务水平。实际上，文章抓住了GPS精度这一关键要素，而且可以进行定量化评判。判据有两个：一是低轨卫星星座的PDOP值是否满足GPS星座的要求？二是LEO星座的平均PDOP值是否小于或等于当前GPS星座的平均PDOP值？这里需要研究的就是根据建模和模拟分析，确定满足这两个标准所需的最小OneWeb LEO星座的规模（卫星数量）。

为实现全球覆盖，LEO星座通常由比MEO或地球同步轨道(GEO)星座更多的卫星组成，因为与MEO或GEO卫星相比，LEO卫星的地面足迹范围更小。LEO卫星的轨道周期也明显更短，以0.06°/s的平均运动速度掠过地球，而MEO卫星的平均运动速度为0.008°/s。LEO这种更快的运动可能比MEO卫星更具优势，因为它会导致对卫星信号的多径抑制更大。在同样的频段，LEO卫星因为离地面更近，通常会传输更强的信号给接收机。在GPS信号被拒绝或降级的环境中，这些更强的信号就成为重要的资产。

在该文的分析中，专注于由PDOP值确定的GPS性能。为了比较GPS星座的PDOP值与LEO星座的PDOP值，确定利用平均PDOP值概念。美国交通部的GPS民用监测性能规范 (U.S.DoT2009)详细说明了民用GPS信号要求指出：

• 在任何24小时间隔内，星座的全球PDOP值等于或小于6的时间百分比大于或等于服务量的98%，以及

• 在任何24小时间隔内，星座最差站点PDOP值为6或更低的时间百分比大于或等于服务量的88%。”

（来源：整理于斗室智库）

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