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全球卫星定位系统简介(四)——伽利略卫星导航系统(欧盟)

2019-04-15 09:42:01 目录:默认 导航

       伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system)是由欧盟主导、由欧洲空间局和欧洲导航卫星系统管理局研制和建造的全球卫星导航定位系统,于1999年2月首次提出,2002年3月正式启动,预计耗资53亿欧元。建造该系统的目的主要有三个:一是为欧盟国家提供一个独立自主的高精度定位系统,减少对美国的全球定位系统(GPS)和俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)的依赖;二是加强系统对高纬度地区(如挪威、瑞典等国家)的覆盖,在这些地区提供比其他系统更好的定位服务;三是为用户提供更精准且管制更少的数据,伽利略系统的目标是在水平和垂直方向提供精度1米以内的定位服务,基本服务(低精度)向所有用户免费开放,高精度定位服务提供给付费用户使用。与美国的GPS、俄罗斯的GLONASS和中国的北斗更偏向于军事用途不同,伽利略系统主要用于民用,仅在发生武装冲突等极端情况下才会关闭。

       伽利略系统的全球设施部分由空间段和地面段组成。空间段由分布在3个轨道上的30颗中等高度轨道卫星(MEO)构成,其中24颗工作卫星,6颗备用卫星,轨道高度为23,222km,轨道倾角为56度。地面段包括全球地面控制段、全球地面任务段、全球域网、导航管理中心、地面支持设施、地面管理机构。伽利略系统的总部设在捷克共和国的布拉格,两个地面操控站分别位于德国慕尼黑附近的奥伯法芬霍芬和意大利的富齐诺。每颗卫星的重量为675千克,体积为2.7米 x 1.2米 x 1.1米,安装有两个铷原子钟和两个被动氢原子微波激射器时钟,这些时钟将提供精确的时间信号,利用不同卫星发来的信息,结合三边测距原理,就可以计算出接收器所在的位置。卫星寿命至少在12年。

伽利略系统的第一颗试验卫星GIOVE-A于2005年12月发射,第二颗试验卫星GIOVE-B于2008年4月发射。2009年11月,伽利略系统在法属圭亚那的库鲁航天中心建成地面站。首批两颗在轨验证卫星(IOV)于2011年10月21日成功发射升空。2012年10月12日,第二批两颗在轨验证卫星成功发射升空,标志伽利略系统建设已取得阶段性重要成果,这4颗卫星可以组成微型网络,初步发挥地面定位功能,并确保今后发射的其他卫星能准确进入预定轨道正常运转。2016年12月15日,伽利略系统在布鲁塞尔举行了激活仪式,在轨工作卫星达到18颗,说明其已具备早期运行能力(EOC)。截至2018年8月,伽利略系统已有26颗卫星成功发射进入轨道,标志其基本达到全面运行能力(FOC)。全部30颗卫星计划于2020年发射完毕,届时将向全球提供定位精度在1~2米的免费服务和1米以内的付费服务。

       伽利略系统的基本服务有导航、定位、授时;特殊服务有搜索与救援(SAR功能);扩展应用服务系统有在飞机导航和着陆系统中的应用、铁路安全运行调度、海上运输系统、陆地车队运输调度、精准农业。伽利略系统的卫星安装有转发器,可实现事故地点发出的求救信号和救援协调中心发出的反馈信号双向传送,是全球卫星搜救系统的一个重要升级。

       伽利略计划是一个多国参与的项目,以色列、乌克兰、印度、摩洛哥、韩国、挪威、瑞士等国先后与欧盟签署了合作协议,加入该计划,并向其提供资金和技术支持。早在2003年9月,伽利略计划的项目主管就积极邀请中国加入,在短期内获得了2.3亿欧元的中方投资,使该计划的财政状况得到极大缓解,然而,由于欧盟委员会的安全与技术独立性政策,中国实际上被伽利略计划排除在外,中国之前的投资也没有得到任何回报。2006年12月,中国退出了伽利略计划,开始独立自主开发自己的全球定位系统——北斗卫星导航系统。(责任编辑杨硕,荣誉主编李志民)

参考文献: [1] 伽利略定位系统[EB/OL].https://baike.baidu.com/item/伽利略定位系统/6726019,2019-01-02 [2] 伽利略卫星导航系统[EB/OL].https://baike.baidu.com/item/伽利略卫星导航系统/9142271?fr=aladdin,2019-03-27

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    工作单位:中国科技论文在线名誉主编

    所属领域:地球资源与环境 工程与技术

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