对“伽利略”卫星定位系统的综述。16号李铁

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1、对“伽利略”卫星定位系统的综述07通信2班李铁16号一、欧洲“伽利略”卫星定位系统的由来欧洲航天业过去一直专注于卫星制造和火箭发射，避免参与美俄卫星定位系统等项目的竞争。如今欧洲几乎“全面出击”，尤以在卫星导航领域的“伽利略”计划引人瞩目，其中有深刻的经济和政治考虑。伴随着欧洲一体化进程，经济利益成了欧洲希望发展卫星定位系统的首要动机。航天工业被誉为“下金蛋的鸡”。调查显示，“伽利略”项目将在渔业、农业、通信等民用领域形成巨额市场，仅在欧洲就可创造出约14万个就业岗位。它每年将带来90亿欧元的效益，仅出售各种航空和航海导航终端设备就可在2008

2、～2020年间收入150亿欧元。该计划还将为欧洲带来巨大的社会效益。它作为未来交通管理和测量系统的核心部分，将是降低有关成本、产生宏观经济效益的关键。在公路导航系统应用方面，旅行时间、交通堵塞、大气污染和交通事故每减少1％，就会节约2000亿欧元；在民用航空方面，相应的数字约为5亿欧元。预计到2020年，“伽利略”计划的效益将达740亿欧元。   具体地说，欧洲发展“伽利略”卫星定位系统可以减少欧洲对美国军事和技术的依赖。从商业角度讲，要利用美国的ＧＰＳ全球定位系统，就要购买美国的信号接收设备，欧洲的航天工业如空中客车公司必须完全依赖美国系统。

3、有了欧洲自己的卫星定位系统后，欧洲航天业就可以发展自己的卫星定位用户，并出售设备。 法国总统希拉克曾表示，没有“伽利略”计划，欧洲“将不可避免地成为附庸，首先是科学和技术，其次是工业和经济”。所以，欧盟顶着困难也要上。２００３年３月，“伽利略”卫星定位系统计划正式启动。项目概述　　　　“伽利略”将是欧洲自己的全球导航卫星系统，可在民用部门控制下提供高度精确的、有保障的全球定位服务。它将与另两个全球卫星导航系统——美国的“全球定位系统”(GPS)和俄罗斯的“全球导航卫星系统”(GLONASS)兼容。用户可利用同一接收机从不同组合的卫星获得定位信息

4、。不过，通过把双频工作作为标准配置，“伽利略”将能提供高达米级的定位精度，而这是以往面向公众的系统从未达到过的。　　除最极端的条件外，“伽利略”系统将保证各种条件下的服务可用性。若有卫星失效，系统可在数秒内通知用户。这使其适用于关系人身安全的各种场合，如列车和汽车驾驶及飞机着陆等。　　作为所谓“伽利略试验台”(GSTB)的一部分，已升空的首颗试验卫星和随后将发射的另一颗试验卫星将检验一些关键性的技术。其后将有4颗工作星先行发射，以鉴定基础性的“伽利略”系统空间和相关地面段。在轨鉴定阶段完成后，将发射剩余的26颗卫星，使系统达到“全面运行能力”(

5、FOC)。　　全面部署后的“伽利略”系统由30颗卫星组成，其中27颗为工作星，3颗为在轨热备份星。按设计，卫星将分布在地球上空23222公里的圆形中地轨道(MEO)面上，各轨道面相对于赤道面的倾角为56度。卫星全部部署到位后，“伽利略”的导航信号即便对纬度高达75度(与北角对应)乃至更高的地区也能提供良好的覆盖。由于卫星数量多，星座经过优化，加上有3颗热备份星可用，系统可保证在有一颗卫星失效的情况下不会对用户产生明显影响。　　该系统将在欧洲设立两座伽利略控制中心(GCC)，以对卫星进行控制，并对导航任务进行管理。由20座伽利略传感器站(GSS)

6、构成的一个全球网络所提供的数据将通过一冗余通信网传送给伽利略控制中心。控制中心将利用传感器站的数据来计算完好性信息，并对所有卫星和地面站时钟的时间信号进行同步。控制中心与卫星间的数据交换将通过所谓的上行站来完成，为此将在全球各地建设5座S波段和10座C波段上行站。　　“伽利略”系统还有一个特点，就是具有全球搜索与救援(SAR)功能。这项功能利用了现有的“科斯帕斯—萨尔萨特”搜救卫星系统。为实现这一功能，每颗卫星要配备一台能把遇险信号从用户发射机发给救援协调中心以启动救援行动的转发器。同时，该系统还能向用户发送信号，告知其所处险境已被探测到及救援

7、工作已经展开。这项功能属于新发明，被认为是对现有系统的一项重大改进。现有系统不能向用户提供反馈信息。　关键技术——时钟　　　　“伽利略”计划使欧洲工业界得以涉足与高精度位置和时间确定相关的技术及其应用领域，并将推动卫星导航技术同正在为信息社会开发的移动通信和交互服务等其它技术的融合。星上的两种原子钟——铷原子频标钟和无源氢脉泽钟属于其中的关键技术。将为卫星提供时间基准的这两种时钟利用的是原子水平上的振荡，每天产生的时间误差将保持在百万分之几秒以内。　　有人会问，时间为什么要如此精确?答案与光速有关。现今，我们已能通过测量导航卫星广播的信号到达我

8、们所在位置所用的时间来确定我们在地球表面上的位置。信号是以光速传播的，这意味着我们要能非常准确地测定远远短于1秒的时间。为此，就需要精确地知道信号是何