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GPS衛星自主導航能力
文章來源: 發布時間:2012-09-06 字體大?。骸?a href="javascript:doZoom(16)">大
 

我們把為軌道控制或制導所進行的航天器軌道的確定稱為航天器導航;完全利用航天器上的測量設備和計算裝置,而不依賴于地面設備支持的導航稱為航天器自主導航。要實施航天器自主導航,要求航天器本身具有導航信息獲取并實施在軌導航解算的能力。

自1978年至今,GPS衛星已進行過多次換代和更新,從Block Ⅰ,Block Ⅱ,Block ⅡA,Block ⅡR,Block ⅡR-M和Block ⅡF。在Block-IIR之前的所有型號衛星都沒有自主導航功能,衛星廣播的導航信息需由地面控制段的上行注入站每天注入一次。導航信息中包含的星鐘與星歷參數都是基于控制段的當時估算進行預報的,而Block-IIR衛星的重大改進就是能夠在星上自動預估星鐘與星歷參數,并生成導航信息。

這種能力稱為自主導航或自動導航(AutoNav)。美國開發自主導航能力的主要動機有如下四方面:

一是提高GPS系統的生存能力。美國認為地面控制段是GPS系統中的薄弱環節,一旦遭到攻擊可能造成整個系統癱瘓。自主導航能保障GPS衛星在失去地面支持的條件下,自主運行180天,且能滿足導航精度要求;這種能力還可以保證在一些地面監控站失效的情況下不影響提供正常的導航信息。

二是減少上行注入要求。上行注入站上只需發送很少數據。

三是完好性。星間鏈路測距功能提供了一種能與其星鐘和星歷參數比對的獨立參考基準。

四是精度。由于自主導航功能能夠每小時4次更新星歷與星鐘參數,與現有的每天更新一次相比,將有助于改進導航精度。

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