低轨卫星定轨综述

最低轨道、同步轨道、在天体表面上、高轨道
与低轨道、变轨
这些术语通常用于描述天体周围的轨道和航天器的运动状态。

让我来解释一下：
1. 最低轨道（Low Earth Orbit, LEO）：指距离地球表面最近的轨道，通常位于地球表面至约2000公里高度之间。

这种轨道通常用于卫星任务、空间站等低地球轨道任务。

2. 同步轨道（Geostationary Orbit, GEO）：是一种与地球自转同步的轨道，使得航天器在地球表面上的特定点上保持相对固定位置。

这种轨道通常位于地球赤道平面上，高度约为35,786公里。

3. 在天体表面上：指航天器或其他物体位于天体的表面上，例如卫星位于地球表面，或者登陆器位于月球表面。

4. 高轨道与低轨道：高轨道和低轨道是相对概念，它们用于描述不同高度的轨道。

一般来说，低轨道位于较低的高度，高轨道位于较高的高度。

具体来说，低轨道可能指LEO，而高轨道可能指GEO 或更高的轨道。

5. 变轨：变轨是指航天器改变其轨道的过程。

这可以通过推进剂的喷射来实现，例如火箭引擎的点火或航天器的推进系统。

变轨可以用于调整轨道高度、轨道形状，或者改变航天器的轨道方向和速度。

这些术语常用于航天领域，用于描述航天器的轨道和运动状态，以及与天体的相对位置。

对于航天任务和航天器设计，了解这些概念是非常重要的。

实时精密单点定位研究综述摘要：GPS精密单点定位（PPP）是一种利用高精度的GPS卫星星历和卫星钟差以及双频载波相位观测值，并采用非差模型进行高精度单点定位的方法。

实时精密单点定位技术（RT-PPP）已成为当前GNSS领域的研究热点，也将是目前乃至未来实时高精度动态定位的主要技术手段之一。

本文对其从研究背景、国内外研究现状，以及发展前景等方面进行了综述。

关键词：GPS；实时精密单点定位；研究背景；发展现状；前景1 研究背景全球定位系统GPS（Global Positioning System）是美国从上世纪70年代开始研制，于1994年全面建成的新一代卫星导航定位系统。

目前，GPS以全天候、高精度、自动亿、高效益等显著特点，诸多领域得到了广泛应用。

GPS的出现，给测绘领域带来了一场深刻的技术革命。

传统的GPS单点定位是指利用单台接收机的测码伪距及广播星历的卫星轨道参数和卫星钟差改正进行定位，因其较低的定位精度已不能满足精密导航、大地测量、变形监测、精密工程测量等的要求。

为了提高精度，出现了GPS相对定位，它是用两台以上接收机同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点的相对位置或基线向量。

GPS相对定位通过组成差分观测值来消除接收机钟差、卫星钟差等公共钟差以及减弱对流层延迟、电流层延迟等相关性的影响，因此，它是目前GPS定位中精度最好的一种方法。

PPP技术作为一种最近十几年发展起来的一项GPS定位新技术，在低轨卫星精密定轨、高精度坐标框架维持、区域或全球性科学考察、航空动态测量和海洋测绘等方面具有不可估量的应用前景，目前己经成为GPS导航和定位界的研究热点。

经过近十几年国内外学者的研究，精密单点定位的事后处理算法及应用已经比较成熟。

与相对定位中的实时定位技术RTK相对应，在实时GPS卫星轨道和钟差产品的支持下，精密单点定位的数据处理可以在实时情况下进行，得到实时定位结果，称之为实时PPP技术。

实时PPP定位技术与目前已有两种GPS实时定位服务系统（基于单基准站RTK技术系统和基于多基准站的CORS系统）相比具有以下显著优点：1.系统服务覆盖区域大；2.总投资和运营成本低。

低轨卫星导航技术创新与应用研究在当今科技飞速发展的时代，卫星导航技术已成为我们生活中不可或缺的一部分。

从日常出行的导航应用到精准农业、航空航天等重要领域，卫星导航都发挥着关键作用。

而在众多卫星导航技术中，低轨卫星导航技术作为一项具有创新意义和广阔应用前景的技术，正逐渐引起人们的关注。

低轨卫星导航系统与传统的中高轨卫星导航系统相比，具有一些独特的优势。

首先，低轨卫星距离地面更近，信号强度更强，能够更好地穿透建筑物和障碍物，从而在城市峡谷等复杂环境中提供更稳定、更精确的定位服务。

其次，低轨卫星的运行速度更快，使得卫星信号的多普勒频移更大，这有助于提高定位的速度和精度。

此外，低轨卫星星座可以提供更多的观测角度和更频繁的更新，进一步增强了系统的可靠性和可用性。

在技术创新方面，低轨卫星导航面临着一系列的挑战和机遇。

信号处理技术是其中的关键之一。

由于低轨卫星的运动速度快，信号的多普勒频移较大，这就需要更先进的信号捕获和跟踪算法，以确保准确地获取和处理卫星信号。

同时，多系统融合技术也是一个重要的研究方向。

将低轨卫星导航与中高轨卫星导航系统、地面增强系统等进行融合，可以充分发挥各自的优势，提供更完善的导航服务。

在星座设计方面，如何优化卫星的轨道分布和数量，以实现全球覆盖和最优的定位性能，是一个需要深入研究的问题。

此外，为了提高系统的抗干扰能力和安全性，加密技术和抗干扰技术也在不断地发展和创新。

低轨卫星导航技术的应用领域十分广泛。

在智能交通领域，它可以为自动驾驶汽车提供更精确的定位和导航，提高交通安全和效率。

在物流配送中，能够实时跟踪货物的位置，优化运输路线，降低成本。

对于应急救援来说，低轨卫星导航能够在没有地面通信网络覆盖的地区，为救援人员提供准确的位置信息，争取宝贵的救援时间。

在农业方面，低轨卫星导航可以实现精准播种、施肥和灌溉，提高农业生产效率，减少资源浪费。

在航空领域，它为飞机的起降和航线规划提供更精确的引导，增强飞行安全性。

低轨卫星测控技术分析之一：Globalstar卫星轨道现状和控制历程Globalstar低轨移动卫星通信系统提供了全球无缝话音、信息和IoT服务，虽然该系统服役超过了20年，但在低轨移动卫星系统中，仍然一枝独秀，过去5年公司收入连续以7%速率增长，IoT业务年增长率更是超过14%。

Globalstar初始设计工作卫星数量48颗、分布在8个轨道面。

但从2013年2月6日最后一次发射到现在，只有35个卫星处于工作状态，没有公开资料能看出它现在的运行情况和服务能力。

我们对它的轨道现状和覆盖能力情况进行了分析，并通过真实数据分析了它的星座保持策略和实际控制效果。

结果表明Globalstar 系统现有的35个工作卫星基本均匀对地覆盖，尽管离设计的48颗有差距，但仍然可以为高纬度地面用户提供仰角大于10°、平均通话时间大于14m的全球无缝覆盖。

一、基本情况Globalstar从1998年02月14日一箭4星发射以来，共发射16次，将两代共84颗Globalstar卫星送入轨道，一代卫星和二代卫星的外形如图1所示，卫星采用弯管式转发器设计，馈线链路使用C频段、用户链路使用L和S频段。

截止2021年4月25日，有34个卫星处于工作状态、1个处于半工作状态，具体情况如下：（1）一代卫星1998年02月14～2007年10月20日，共发射12次、60颗一代卫星，每颗星重450公斤，设计寿命7.5年；（2）二代卫星2010年10月19日～2013年2月6日最后一次发射，共发射4次、24颗二代卫星，卫星重700公斤，设计寿命15年。

(a)一代 (b) 二代图1 Globalstar卫星外形二、轨道现状截止2021年4月，这35个卫星分布在8个轨道面，图2是它们在空间的分布情况，图3(a)是星下点分布图，可以看出35颗卫星分布比较均匀，图3(b)是它们天线对地覆盖情况，可以看出除了南北极外，基本覆盖全球。

图2 2021年4月35颗卫星空间分布(a) 实时星下 (b) 天线覆盖图3 2021年4月25日35颗卫星分布三、覆盖能力地面用户可见卫星的仰角越高，通信质量越好，但也意味着需要更多的卫星。

低轨卫星通信系统的使用方法低轨卫星通信系统是一种基于低轨道卫星的通信技术，通过使用低轨道卫星作为传输媒介，提供全球范围内的高质量通信服务。

本文将介绍低轨卫星通信系统的基本原理和使用方法。

一、低轨卫星通信系统的基本原理低轨卫星通信系统的基本原理是通过一组低轨道卫星实现全球通信覆盖。

这些卫星通常处于距离地球几百公里到几千公里的低轨道，相比于传统的地球同步卫星而言，低轨卫星可以提供更低的时延和更高的通信质量。

低轨卫星通信系统由卫星、地面站和用户终端组成。

卫星作为中继器，在轨道上绕地球运行，接收来自地面站的信号，并将其转发给目标用户终端。

地面站负责与卫星之间的通信，将用户终端发送的信号转发给卫星，并将卫星转发的信号发送给用户终端。

二、低轨卫星通信系统的使用方法1. 用户终端的安装和设置为了使用低轨卫星通信系统，用户需要安装和设置相应的用户终端设备。

用户终端可以是手机、电脑或专用的通信设备。

用户应按照设备说明书进行正确的安装和设置，确保设备与卫星通信系统正常连接。

2. 通信信号的接收和发送一旦用户终端设置完成，用户就可以开始使用低轨卫星通信系统进行通信了。

用户终端将发送的通信信号通过卫星接收器发送给卫星。

卫星接收到信号后，会通过地面站进行转发，并将接收到的信号发送给目标用户终端。

接收到的通信信号会在用户终端上显示出来，用户可以进行相应的回复和交流。

3. 避免信号干扰和阻塞在使用低轨卫星通信系统时，用户应注意避免信号干扰和阻塞。

尽量选择开阔的地理位置，避免高楼大厦等遮挡物阻挡信号。

同时，不要在干扰源附近使用通信设备，例如无线电发射台、强电磁场区域等。

4. 电池续航和能源管理由于低轨卫星通信系统通常需要使用用户终端设备进行通信，用户需要注意设备的电池续航和能源管理。

在使用通信设备时，尽量减少耗电量大的操作，并注意设备的电量，以保证通信的连续性。

5. 选择合适的通信服务提供商在使用低轨卫星通信系统时，用户可以选择合适的通信服务提供商。

低轨定位方法
低轨定位方法是一种卫星定位技术，通过低地球轨道（LEO）卫星系统进行定位。

与传统的全球定位系统（GPS）等高轨卫星定位技术相比，低轨定位方法具有一些显著的优势和特点。

首先，低轨定位方法的定位精度更高。

由于低轨卫星距离地面更近，其信号传播路径更短，使得信号更强、更稳定，从而提高了定位精度。

此外，低轨卫星的轨道高度较低，其几何构型变化较快，这有助于加快高精度定位的收敛速度，进一步提高定位精度。

其次，低轨定位方法具有更快的收敛速度。

传统的GPS等高轨卫星定位技术需要较长时间才能估计和分离各类误差，进而固定载波相位模糊度、实现精密定位。

而低轨定位方法可以利用其轨道特性，加快高精度定位的收敛时间，达到快速定位的效果。

此外，低轨定位方法还可以应用于室内定位等场景。

由于低轨卫星信号具有较强的穿透能力，因此可以在室内等信号遮挡严重的环境下实现较为准确的定位。

这为智能城市、无人驾驶汽车等应用提供了更大的可能性。

低轨定位方法需要大量的卫星资源来实现全球覆盖。

因此，低轨卫星星座的建设和运营成本较高，同时还需要解决卫星之间的相互干扰等问题。

另外，由于低轨卫星的轨道高度较低，其运行速度较快，需要频繁的通信和数据处理能力来保持实时定位服务。

总的来说，低轨定位方法是一种具有高精度、快速收敛和室内定位等优势的卫星定位技术。

虽然其建设和运营成本较高，但在一
些特定应用场景下，如智能城市、无人驾驶汽车等，低轨定位方法可以发挥出更大的作用和价值。

随着技术的不断发展和成本的降低，低轨定位方法有望在未来得到更广泛的应用和推广。

星载GPS辅助低轨卫星运动学定轨方法综述张婷;王磊;杨小伟【摘要】The paper gives a brief description of the background, system compositions and methods of LEO determination based on space-based GPS. It emphasizes on the basic principle and methods of kinematic LEO orbit determination based on space-based GPS, including presenting advantages and shortcomings of kinematic orbit determination methods, and analyzing the features of orbit determination algorithms. It presents future prospect for kinematic orbit determination based on space-based GPS.% 本文简要介绍了星载 GPS 低轨卫星定轨的背景、系统组成和主要定轨方法。

重点论述了星载 GPS 低轨卫星运动学定轨的基本原理及方法，指出了各种运动学定轨方法的优点和不足。

分析了各种运动学定轨解算的特点，并对星载GPS 低轨卫星运动学定轨的发展方向进行了展望。

【期刊名称】《现代导航》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】5页(P98-102)【关键词】GPS;低轨卫星(LEO);运动学定轨;三差【作者】张婷;王磊;杨小伟【作者单位】北京卫星导航中心，北京 100094;北京卫星导航中心，北京 100094;解放军 61516 部队【正文语种】中文【中图分类】P228.4近年来 GPS系统在低轨卫星轨道确定得到了日益广泛的应用，到目前为止，已有上百颗低轨卫星采用了星载GPS测定轨道。