星基弹性PNT体系设计及其关键技术  

Resilient satellite-based PNT system design and key technologies

作　　者：杨元喜 姚铮[3] 毛悦[1,2] 徐天河 王棣星[4] Yang Y;Yao Z;Mao Y;Xu T;Wang D

机构地区：[1]智慧地球重点实验室,北京100029 [2]西安测绘研究所,西安710054 [3]清华大学电子工程系,北京100084 [4]山东大学空间科学与技术学院,威海264209

出　　处：《中国科学:地球科学》2025年第3期686-698,共13页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(42388102、42274018)资助。

摘　　要：星基定位导航和授时(PNT)体系无论现在和将来都是PNT领域最基础、最便捷的应用体系,因此,星基PNT服务体系应该越建设越稳健、越建设越可靠和易于应用.本文针对北斗现有星座在南北极服务性能弱,低轨卫星使用星载北斗终端自主轨道测定可能存在的不连续等问题,提出了北斗星座构型优化方案;针对北斗深空服务能力不足的问题,设计了相对优化的深空PNT服务星座,计算发现,在地月轨道空间,同一轨道平面布设更多的卫星数比增加星座轨道平面数效果更优;为了提高多导航星座的服务能力,提出深、高、中、低轨导航星座弹性组合PNT服务的构想;针对现有卫星载荷固化、抗毁能力差的弱点,探讨了软件弹性定义卫星载荷的可行性,提出了星载相控阵天线、星载原子钟和卫星信号发生器的弹性调整策略;重点讨论了信号功率、信号频率、信号调制波形、信息格式的自适应调整.举例说明了弹性卫星PNT的应用模式.

关 键 词：北斗导航星座 弹性导航星座 弹性PNT服务 弹性信号调制 自适应信号功率 

分 类 号：TN967.1[电子电信—信号与信息处理] P228[电子电信—信息与通信工程]