全球导航卫星系统的近期进展<2>

发布: 2010-10-20 00:51 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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全球导航卫星系统的近期进展<2>
    欧洲Galileo计划概貌
    欧洲在1999年提出的Galileo计划已在欧洲诸国内部达到共识，目前为此审议、谈判、
集资、方案细化、预研费拨款、首批卫星招标等项工作已在推进。
    Galileo计划要建立一个多国自建共享的独立于GPS的导航卫星系统，强调无增强下适
合于陆海空天多用途的系统。与GPS－2F卫星上的信号具有相当性能。它将以24－30颗MEO
轨道卫星为核心星座，L频段上和GPS兼容的多频信号结构，仍以码测距为主配合载波相位
测距，希望在元增强下的码测距水平定位精度达到10米。
    以下为Galileo计划的筹建进行概况。
    （1）预算和集资
    Galileo系统将耗资约24－30亿欧元，估计能从EU、ESA和各国运输部门集资约15亿欧
元，其余靠招募私营公司投资，募集工作有待稍盾进行。前期预算已从EU和EC的TEN项目中
拨款7.4亿欧元，供1999年一2006年内使用，如果EU批准上马建设顺利的话，首批Galileo
卫星将于2003年升空，系统有望在2008年初步运行，正式运行不迟于2010年。建立后每年
运行费估计为1.4－2.05亿欧元。
    （2）管理体系
    推行一种公方和私方共同联营体制（public private partenership）。公方由 EU和
ESA牵头成立一个指导委员会（Galileo steering committee）负责法律框架工作和总体
筹建，私方成立一个合伙公司（Galileo Vehicle Company）。为支持指导委员会的工作，
由EU成立一个项目管理董事会（program management boare）和项目执行秘书处（pragram 
excutivescretary）负责整个筹建工作。建成以后可能将建立一个管理委员会（Administ
ration），对收费服务将授权给某个服务营销公司经营。今年初已开始了对PPP入伙的私方
进行财政和资格审查，和对项目设计招标。
    （3）策划研究
    目前正在定义阶段，尚未进入实施阶段，其前期策划研究工作已组成两个班子分头进
行。
    一方面EU的欧洲运输部长级会议上决定指配4000万欧元进行Galileo定义研究，包括可
行性、设计、能力、结构、可靠性、控制等方面。另一方面ESA拨出4000万欧元进行Galileo 
Sat项目研究，重点为空间段，星上载荷等。双方均将在2000年12月提出报告。
    此外，1999年10月欧洲工业界自筹组成了一个欧洲GNSS设备和服务工业组织（OREGIN），
协会性质，配合Galileo计划提供技术支援和市场策略，支持用户设备和服务供应上的标准
化和审批程序。目前已有37家公司参加，并拟定了一个向私方征集Galileo系统投资入伙的
计划书。
    （4）服务等级
    有开放式自由取用的服务（OAS）和两级受控入网服务两种，具体情况如下：
    OAS一面向大众用户，不收费。空间信号和GPS－L2信号兼容，单频或双频接收。对用
户不提供服务保障，可能受到故意降级，系统对空间信号的质量不承担责任。
    一级CAS一面向商业，例如车辆自动导航等。向用户收费，将授权私人公司经营，公司
对服务负责，但具体责任范围未定。
    二级CAS一面向对信号可靠性要求更高的用户，例如航空，将包括提供卫星空间信号完
好性服务，向用户收费。
    Galileo计划的技术方案
    Galileo计划的技术细节，有待定义阶段的研究报告中确定，其中某些问题还涉及国际
协调（例如时基频谱），以及和美国、俄罗斯磋商（例如兼容问题）。目前仅能列出某些欧
洲已公布的初步设想。
    （1）招标书中列举的要求
    用户定位精度＜10米（95％时间概率）
    用户时间精度＜33纳秒（95％置信度）
    首次定位时间（TTFF）＜15秒
    全球连续可用性＞99.7%时间概率
    （2）候选星座（Galileo Sat）方案
      分阶段实现的30MEO或24MEO＋3GEO或和GLONASS组合的其它方案。
    （3）星上载荷
    星上同时携有导航载荷和通信载荷
    导航载荷重量50公斤，耗电500瓦
    通信裁行能传递气象、警戒、交通信息、事故警告等电文。
    （4）地面设施
    地面上将包括测控系统和服务系统，欧洲完好性测定服务（EIDS）系统将广播Galileo 
Sat的星历和健康状态电文，至少首先覆盖欧洲地区的服务，逐渐扩展到其它区域。
    （5）候选频率方案
    5．当前的新动向
    （1）GPS预算削减
    美国的国会和政府有时各唱一台戏，最近国会削减GPS现代化预算，将使增发民用第二频
率L5受阻或拖延，DOT和FAA受到压力。2000年预算中将WAAS经费削去70％以上，L5和LAAS经
费全部取消，FAA至今未能提出弥补或重新安排的办法。GPS在民用领域企图充当国际标准和
独占头鳌的势头只能降温。
    （2）FAA放弃GPS单一导航政策
    去年初霍普金斯大学的研究报告认为在一定条件下（星座具有高可靠性）下：“GPS在适
当的增强下能够满足RNP要求，作为装在飞机上的唯一导航系统，并且是由FAA提供的唯一导
航务。”航空公司大都对此持怀疑态度，国防部对24颗卫星的GPS星座不同意再增加卫星数目，
加上国会削减GPS预算的压力下，FAA只能退下阵来。最近FAA局长Garvey说，支持航空作为有
余度的系统，我们应经常有一种地面备用导航系统，不再坚持单一导航手段的说法。这样将
减缓地面导航设施撤离的数量和步伐，航空上向卫星导航过渡的时间也得拖长，意味着将较
长地维持双轨制，同时维持空间和地面两种设备的运行，要花较多的钱。
    （3）WAAS的前途
    发展WAA5的进度虽然有些拖后，但成绩较大，试验结果表明，精度好于计划的7.6米，在
目前有SA的情况下，水平和垂直方向上的实际精度可以好于3米。但是由于WAAS耗费的投资太
大，一再追加，最近国会削减其经费，将不无受到影响。
    欧洲的航空公司并不支持EGNOS，自从提出Galileo计划后普遍认为应该把资金集中于
Galileo系统，不应再为EGNOS耗时耗钱。最近欧洲航空公司协会的Wincent de Vroey明确表
态，支持Galileo，不支持EGNOS。他说：“如果欧洲绕过费钱多而不需要的EGNOS，直接发展
Galileo，欧洲将能有机会走在美国竞争者的前面”。日本用MTSAT对GPS增强项目按期推进，
但是由于首颗MTSAT发射失败而受阻。
    WAAS第一阶段其空间信号依靠租用INMARSAT的 AORW和POR两颗卫星广播，原定今年秋季
启用。支持IFR飞行和I类进近，有可能略有推迟。利用美国自己发射卫星广播WAAS电文的计
划（包括休斯公司、洛马公司、波音公司的三个计划）暂无音讯。是否能在2005年进入全运
行，尚难估测。如果美国不发射自己的卫星，则租用INMARSAT卫星的期限将在2006年终止。
    （4）GLONASS星座的维持
    GLONASS于1995年底布满星座，1998年12月30日补发了一次替补卫星后至今。在轨卫星数
自己剩9颗，濒临破灭。两年前欧俄磋商由欧洲界人财力和技术共同维持和改善 GLONASS星座，
但是由于俄罗斯不愿放弃GLONASS的军用性质而停顿。俄罗斯也愿意和中国磋商合作问题，但
也前途未卜。和平号空间站在进入放弃阶段的最后关头，获得了苟且延长作商业应用的勉强
维持，成为一种凄惨的前例。
    （5）频谱争夺
    L频段资源已非常紧张，移动卫星通信和卫星导航频谱之间是否允许重叠使用或共用，早
已有过争论。GPS在选用频点上要求±12MHz的带宽，照顾到军民共用的频率复用上安排了上
下边带，看来将难以通过。对航空无线电导航频段（ARNS）是DME和TACON专用频段，GPS不能
作单一导航的政策下DME将长期存在，航空上可以支持卫星导航一定频谱，但也不能贡献过大
的带宽。WRC－2000会议上，不论GPS或Galileo在争取频谱上，也将有坚苦的过程。

摘自《通信市场》