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GPS,GLONASS,Galileo,Compass: GNSS赛跑?竞赛?

作者:redwave新浪博    来源:新浪博客

    慕尼黑的高级别卫星导航首脑会议在3月的第一周开幕,全体会议题为“GNSS全球竞赛”,最后成立了 “四大卫星导航系统竞争”的专门问题小组闭幕。

    尽管会议的议题具有不确定性,但是还是有少部分的发言人愿意承认这是GNSS世界的赛跑,或者认同这是GNSS世界的竞赛。据报道,会议保留了中国代言人加入GNSS“赛跑”的讨论,由GPS先驱Brad Parkinson主持的“竞争”问题专家小组提出了GNSS“四个星座”互换性的建议。

    事实上,从会议议题的前瞻性来看,美国已经赢得了比赛和竞争,源于1993年底美国宣布了初始作战能力( IOC )和24颗全球定位系统卫星全部在轨。俄罗斯联邦以1995年完成排在第二位。

    散会后

    但在会议的12个小组讨论会和例行的走廊谈话隐含的许多迹象表明,比赛继续进行,竞争仍十分激烈。

    中国列出了一些额外的细节及其实施计划,宣布大约有超过3颗北斗导航卫星将在今年升空,其中包括在2009年上半年的一颗, 7颗将在2010年发射升空。俄罗斯宣布,它决定把CDMA信号的新轨道导航系统民用L3频段使用,中心频率1208兆赫。

    伽利略代表则勇敢面对在国内和国外遇到的困难。这正如美国官员对全球定位系统计划,有近一年的时间停止发射卫星,这其中可能的原因是Delta II型火箭某些部件出了故障,将来在下一代Block IIF卫星中可能还会遇到了新问题。

    麦克肖反对激化全球导航卫星系统竞争,这有他的言论当中得到了最好印证,他是美国空间定位、导航和授时( PNT )国家坐标办公室主任,他说: “这场比赛不应该是供应商国家和它们提供的服务。他们[GNSS供应商]应把重点放在问题的兼容性和互操作性上。这场比赛实际上是在[GNSS的设备和服务]产业上的比赛。”

    Grigory Stupak,俄罗斯空间装置工程的GLONASS副设计师,呼吁: “竞争应该是富有成效的,是针对全球导航卫星系统的整合。 ”

    尽管否认竞争,但是比赛的名次排序正在GNSS世界进行。这是一场什么样的比赛?可以说,这是一项马拉松比赛。所有的计划都按照规划进行,或者到2020年或者更晚。

    然而,其他方面的情形给人的印象就像是一场套袋跑的比赛,两个或两个以上的GNSS系统提供商在双边和多边协定下一前一后的跑,每一个的一条腿放在同一个袋子。或者在几年内,它或许会像跳蛙一样,在每一轮的系统现代化驱动下,个别GNSS系统提供商会暂时跑到前面。

    GLONASS

   在某种程度上,经过分配超过100亿卢布(近30亿美元)的经费用于2002-2011的现代化的努力之后,GLONASS计划近年来已经有了最稳定的进展。

    最新发射的三颗卫星去年12月投入运行,GLONASS系统拥有20颗卫星的星座-其中包括19个现代化的空间飞行器( SVs ),最多的超过10年。大约17个航天器广播GLONASSL2频率上的第二个全民用信号,目前只有GLONASS全球导航卫星系统这样做。

    信号空间传播的用户距离错误(URE)下降到1.8- 相比GPS  1URE仍然很高,但是相较于几年前GLONASS系统接口控制文件( ICD的)内标称的3.7URE,现在的URE已经提高了好几倍。到去年年底,俄罗斯GLONASS系统利用伪距定位,普通的接收机可以提供5的定位精度。

    在过去几年中,卫星按照计划如期发射,另外的6颗卫星也将在今年的10月和12月发射。如果成功的话,那么24颗卫星早在2010年发射完成,到时GLONASS系统星座将进入全面运行状态(FOC,

    但是,这还不是全部。新一代GLONASS-K将在明年开始发射,其中L3频段上包括CDMA (码分多址)信号,这将更加接近其他GNSS系统,之前GLONASS系统的是按照频分多址(FDMA)设计的。

    决定新的L1CL5频段上的GLONASS系统信号取决于美国/俄罗斯工作组的谈判,但可能会引入更多的CDMA信号,俄罗斯航天局的飞行控制中心的副主任Sergey Revnivykh如是说。

    重建和现代化的GLONSS系统的稳定进展已经引起了移动电话行业的兴趣。诺基亚一直在调查手机中使用GLONASS系统的事宜。而且,在慕尼黑首脑会议上,Frank van Diggelen,博通公司技术总监和首席导航主任瞄准了移动手机制造商,博通公司是一家半导体公司,他们似乎已经开始看好GLONASS系统的发展前景,而不看好伽利略。

    “如果GLONASS系统完成完整的星座的建设并进入消费电子产品,那么消费者将有机会获得65颗卫星(GPS31 + SBAS 7 + QZSS 3 +GLONASS24 = 65   van Diggelen说, “足够多的卫星。 ”在令人担忧的欧洲导航系统方面,还指望手机在下游市场发挥突出作用,他补充说, “伽利略计划可能到时就抢不到蛋糕了。 ”

    COMPASS
    对于北斗导航系统,如果中国执行其目前公布的卫星发射日程,这将标志着将会大大加速北斗导航计划。鉴于中方官员谨慎发布发射计划,相信发射10颗卫星的承诺在两年内完全可以实现。

    事实上,中国代表指出,北斗导航计划是迫于北京要求在线公布计划内的五个民用和五个限制服务的进展的压力下发布的,该日程表还显示,中国有大量的卫星已经建成,并准备升空。

    按照中国国家遥感中心中国( NRSCC )国际合作事务部的部长Jing GeiFei的说法,开放式服务的自主定位精度预计将至少有10。其他定位服务提供1的实时定位,短消息服务( SMS )也是北斗导航计划的一部分,Jing说。

    作为GNSS系统领域的”新人”,按照中国科学和技术部(科技部)欧洲事务部的主任Yin Jun说法,北斗导航系统“跟其他卫星系统不是同一点开始起跑的。”

    Yin强调说,GNSS不应该是一个“竞赛”练习。“我们需要协调各系统提供服务商,”他说,尽管10颗北斗导航卫星进入正常轨道之后,一个“区域”性的功能已经具备,但是北斗导航系统全球定位服务还需要等到2015年或者2020年。

    GPS

    作为GNSS的首要的服务提供商,美国投入巨资来改善的真正在轨的卫星,总共31颗。事实上,GPS的计划正处于一个成熟的现代化建设阶段。

    发射GPS Block IIR 卫星 — SV IIR-20(M),计划在324,第一次由于去年六月Delta 2 火箭的部件故障而致使发射终止。IIR-20(M)卫星上新的L5民用频段上的有效负荷验证正面临20098月的最后期限以满足国际电信联盟的规定,确保固定GPS主要频率。

    根据科罗拉多州彼得森空军基地美国空军航天司令部PNT指挥官上校戴夫巴克曼的说法,最后IIR-M卫星将会在8月发射。

    首次发射Block IIF 航天器将会在200910月,尽管在第二代IIF卫星信号发生器发现异常,但是现在正在建设的计划当中引入了一些不确定因素。

    GPS2008年就达到URE一米的精度,Buckman说,GPS III卫星加载了新的L1C民用信号,设计将实现优于URE25厘米的精度。

    Galileo

    谈到在去年欧洲的伽利略,为达到完全运行能力(FOC),艰苦的系统工作正在紧锣密鼓的进行当中。在慕尼黑首脑会议上, Fotis Karamitsos ,欧洲委员会运输和能源部总干事,和Paul Verhoef,伽利略事务部负责人表示,与各个协作方之间的合作协议合同将会在今年9月到年底之间签署。

    有关于欧洲公共管制服务与中国的北斗导航信号和伽利略信号频段在保障性取向方面重叠的问题,以及是否限制由欧盟国会及欧盟议会批准的建设伽利略系统经费保持在3-4亿欧元之内的问题,有紧张升级的趋势。

    33举行的会议的开幕式上,Karamitsos坚持认为“没有理由相信伽利略系统能准时并且在预算上达到完全运行能力。”

    有关于“许多成员国”的解释和私人企业已经建议创建“透明”版本的伽利略系统,即更少的服务,信号和卫星的问题,Karamitsos说,欧盟(EU)成员国有“合法的义务来移交完全运行的系统。伽利略卫星将会选用blocks10,88.

    Karamitsos还说,“在经济危机时期,讨论我们的工厂赚的钱是否超过为项目投入的钱没有意义的。”

    萨里卫星技术有限公司( SSTL),它是一家英国的公司,已于一月份被阿斯特里姆公司收购。萨里卫星技术有限公司是一家专注于小型,经济卫星设计的公司,伽利略的在轨GIOVE-A卫星就是由这个公司设计的。

    萨里卫星技术有限公司的业务开发经理Phil Davies如是说,很多年了我们一直在推行“早期服务”的理念,但是我们必须承认:试图以一已之力来扭转伽利略是一场艰苦的战役。

    戴维斯提到了20071217号的专栏版文章Space News,他认为“可能今天仍然是正确的。”

    在这篇评论中,戴维斯说, “虽然完全运行能力服务似乎很有吸引力,但是很清楚,对于地面控制部分而言,简单的规格可以实施的更快,成本更低,争议最小,需求更小。

    “这样的伽利略系统将使欧洲实现一些战略目标,实现如政治和经济方面的利益,”专栏版的文章指出,“其他的服务项目,如果证明其是有利的,将会在今后的卫星补充合同当中引入。这些补充合同将会在2008年后鉴定。按照这种方式运行,伽利略将会成为一个不断发展的系统,而不是像GPS一样,只是不同组块的卫星。”

    萨里卫星技术有限公司,连同其投标伙伴OHB System AGOHB)公司,已经被列入伽利略FOC空间部分(与欧洲宇航防务集团的其他竞争者)的候选单位,并正在准备向欧洲航天局提交一份“完善提案”。

    Versus Compass

    与此同时,北斗导航/伽利略信号重叠问题虽然经过中国和欧洲经济共同体双方代表的商谈,但是仍旧没有解决,这不由得让人想起了早先的公共管制信号在GPS M码上的重叠问题。几年前,中国试图参与加密的公共管制信号,但是由于非欧盟成员国参与此事需要欧盟成员国的一致同意,所以后来搁浅了。

    欧洲共同体伽利略事业部和智能交通部门的负责人Paul Verhoef坚持说, “公共管制信号需要波谱隔离,”他还说,与中国的谈判“比我们希望的进展更慢。”

    中国的发射计划最终需要确定北斗导航频率计划,这使对话更加迫切。“我们希望在发射之前[与伽利略]达成一致,但是我们不能等待但我们不能等待做审定和发展系统,”以上是Jing对与会人员提出问题的回答。

    现在的状况反映了自从双方签署的协议在2003年和2004年的伽利略计划合作以来所产生的嫌隙和摩擦,包括中国参与伽利略项目开发所赞助的200万欧元的资金。在GNSS系统竞争的会议上,Yin说,中国发现促成伽利略完全运行能力的合同是困难的,即便中国已经支付了70万欧元的在轨验证阶段(IOV)的费用。“许多IOV合作项目不可能平稳实施进行,因为障碍和壁垒,”他补充说。





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