高精度定位全球首顆低軌導航增強衛星投入商業化運行

2017年11月15日，由上海衛星工程研究所研發的全球首顆低軌導航增強技術試驗試用微納衛星與風雲三號D星一同發射入軌。近日，這顆微納試驗衛星衛星通過在軌測試，正式轉入商業化運行階段。

低軌導航增強衛星（模擬圖）

新需求：高精度定位

為滿足廣大用戶日益增長的高精度導航需求，目前國際常用的解決辦法是地基增強體制或天基高軌衛星增強體制。

地基增強體制具有較高的定位精度，但缺點也很明顯：單個基站服務範圍小，大面積覆蓋投入成本巨大，更難以實現偏遠地區、沙漠及海洋區域的覆蓋。

天基高軌衛星增強體制利用部署在36000公里軌道上的衛星，可以用相對較小的成本，實現廣域範圍的覆蓋。但該體制在提升導航精度上困難很大，且存在收斂過程緩慢、鏈路損耗大、地面終端難以小型化等問題，難以滿足當前用戶對導航服務的要求。

有沒有一種更好的辦法，能夠做到「兩全其美」呢？

低軌導航增強是對北斗系統及地基增強系統的重要補充系統，通過低軌導航增強小衛星運動速度快的特點，可提高地面非差高精度導航用戶定位收斂速度。

這樣，既可以滿足海洋、偏遠山區等地基增強系統無法覆蓋區域的高精度導航定位應用需求，又可以承擔起地面導航監測站的功能，解決在海外建站不便的問題。

新方案：低成本「導航增強」

2016年，上海衛星工程研究所啟動了精緻試驗試用衛星的研製項目，並於2017年11月15日發射入軌，成功投入測試應用。

該項目在全球範圍內首次實現了基於低軌衛星星座系統的導航增強技術體制，通過具有自主完整知識產權的演算法和軟硬體設計。在軌試驗驗證結果表明，5分鐘時間裡可完成從開機冷啟動到30厘米級的高精度定位。

分析計算與模擬表明，在演算法優化和星座部署後，可具備實時厘米級的高精度定位能力。

該項目也對衛星研製單位的先進微納衛星平台、高集成高精度低軌導航增強載荷、地面導航增強終端接收機及配套的地面運控系統等技術環節進行了完整全面的測試驗證，為後續高精度導航增強產業化運行奠定了堅實的技術產品和業務服務基礎。

目前，該衛星已轉入在軌業務運行。

這或許意味著，以相對較小的投資規模來實現與地基導航增強系統相當的導航性能，將在不久的將來成為現實。

新空間：全球低軌導航增強星座

在這顆衛星協助下，地面可以實現厘米級定位。

未來衛星組網運行後能夠為汽車無人駕駛、精準農業無人機、壩體變形、山體滑坡檢測等領域提供高精度導航保障。

在此基礎上，衛星研製單位決定將系統性地開展低軌導航增強星座系統的建設和商業運營。

這個低軌星基增強系統將由空間系統、地面系統和用戶終端三部分構成。

其中空間系統計劃分兩步走：第一步先發射12顆微納衛星，實現全國任一區域導航增強的雙星覆蓋；第二步擴展為由40顆衛星組成的微納衛星星座，實現全球覆蓋，並最終為用戶提供實時、高精度、厘米級的定位服務。

通過這個項目的建設運營，衛星導航領域有望開闢一個新的空間，形成良性的產業生態鏈，有助於北斗導航系統在國內走進尋常百姓家，在國外落地開花。

來源：中國航天科技集團

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