在空间导航战(NAVWAR)概念中,欧盟与美国在冷谈判期间平衡太空地位是取消NAVWAR的主要目的。欧洲新导航卫星系统伽利略将与现有的美国导航卫星系统一起处理新的潜在作战领域和服务。然而,所谓的美国NAVSTAR GPS系统在同一个统一的空间中运行,它目前是世界上占主导地位和标准的导航系统,因此,它被认为是该领域的垄断。同时,伽利略系统将在这个单一空间中共享GPS系统,它将提高性能和准确性,并将与平民分享其利益。此外,欧洲人将追求欧盟对美国的独立性以及经济份额。本文的目的是确定欧盟和美国这两个利益相关者在太空领域有利益的理由和理由。这些利益最初是两个独立的系统,经过长时间的谈判,最终成为两个竞争和合作的系统。此外,本文将确定双方为保持两个系统的竞争力、现代化和活力、成为一个高效的系统(类似于全球互联网)而做出的积极技术努力。但是,由于本文后面将解释的原因,我们将较少关注其他系统,例如俄罗斯的 GLONASS 系统、中国的北斗系统和其他增强系统。
1. 引言 全球导航卫星系统 (GNSS) 和相关技术可为 2030 年可持续发展议程作出广泛贡献。GNSS 和地球观测数据目前被广泛应用于各个领域,包括测绘和测量、环境监测、精准农业和自然资源管理、灾害预警和应急响应、航空、海上和陆地运输,以及气候变化和电离层研究等研究领域。GNSS 应用提供了一种在保护环境的同时实现可持续经济增长的经济有效方式。当前的 GNSS 包括全球定位系统 (GPS)、全球导航卫星系统 (GLONASS)、北斗卫星导航系统 (BDS) 和欧洲卫星导航系统 (Galileo)。此外还有两个区域系统,即印度星座导航系统 (NavIC) 系统和准天顶卫星系统 (QZSS),以及旨在提高一个或多个 GNSS 质量(例如准确性、稳健性和信号可用性)的各种增强系统。除了 GNSS,地球观测卫星或通信卫星等其他空间技术在创造社会经济效益方面也发挥着关键作用。地球观测卫星能够持续详细地监测地球表面,为环境保护、资源管理和灾害响应提供宝贵的数据。它们有助于追踪森林砍伐、城市扩张和农业用地变化,并为管理水资源和缓解气候变化提供重要见解
人工智能算法在 GNSS 中执行的可能性 Darshna Jagiwala(1)、Shweta N. Shah(2) (1) 女科学家,DST (2) 助理教授,SVNIT,印度 摘要 大量研究验证了在全球导航卫星系统 (GNSS) 领域使用人工智能 (AI) 算法的机会。实现智能有两种方式:一种是通过机器学习 (ML),另一种是通过深度学习 (DL)。最常见的是,支持向量机 (SVM) 和卷积神经网络 (CNN) 是人工智能的重要算法,在文献中用于提高 GNSS 系统的定位精度。本文通过考虑 GNSS 接收器在射频 (RF) 前端级别、预相关级别、后相关级别和导航级别的不同阶段来进行文献综述,这将更好地理解 AI 在该领域的实施。主要研究工作是在后相关阶段进行的,其中使用了不同的数据格式,如相关输出、国家海洋电子协会 (NMEA) 数据和接收器独立交换格式 (RINEX) 数据。除此之外,本文还讨论了与 AI 算法应用相关的威胁和风险因素。1.简介 GNSS 使用精确的定时信息、定位和同步技术提供全球和实时服务。目前,美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)、欧洲的伽利略(GALILEO)和中国的北斗卫星导航系统(BDS)是全面运行的GNSS系统。此外,印度的印度星座导航(NavIC)和日本的准天顶卫星系统(QZSS)都是独立自主的区域导航系统。近年来,GNSS应用越来越精确,其精确度为广泛的应用打开了大门。[1]。卫星导航系统是根据发现的物理定律设计的[2]。• GNSS系统背后的基本思想是卫星在太空中传输信号。在这里,卫星在轨道上的位置遵循开普勒行星运动定律。• 这些信号由地球表面或附近的接收器接收。扩频技术用于获取从地球轨道发射的非常微弱的卫星信号。
太空飞行系列文章的一部分 历史 太空飞行史 太空竞赛 太空飞行时间线 太空探测器 月球任务 应用 地球观测卫星 间谍卫星 通讯卫星 军用卫星 卫星导航 太空望远镜 太空探索 太空旅游 太空殖民 航天器 机器人航天器 卫星 太空探测器 货运航天器 载人航天 太空舱 阿波罗登月舱 航天飞机 空间站 太空飞机 航天发射 太空港 发射台 一次性和可重复使用的运载火箭 逃逸速度 非火箭航天发射 航天类型 亚轨道 轨道 行星际 星际 星系际 空间组织列表 航天机构 太空部队 公司 太空飞行门户网站 卫星导航或 satnav 系统是一种使用卫星提供自主地理定位的系统。覆盖全球的卫星导航系统称为全球导航卫星系统 (GNSS)。截至 2023 年[更新],有四个全球系统投入运营:美国的全球定位系统 (GPS)、俄罗斯的全球导航卫星系统 (GLONASS)、中国的北斗卫星导航系统[1] 和欧盟的伽利略。[2] 正在使用的区域导航卫星系统是日本的准天顶卫星系统 (QZSS),这是一种基于 GPS 卫星的增强系统,可提高 GPS 的准确性,卫星导航独立于 GPS 计划于 2023 年实现[3],以及印度的区域导航卫星
ARAIM 小组的起源和目标 2004 年签署的美国-欧盟 GPS-伽利略合作协议为美国和欧盟在卫星导航领域的合作活动确立了原则。该协议预见到一个工作组来促进在下一代民用卫星导航和授时系统的设计和开发方面的合作。这项工作成为工作组 C (WG-C) 的重点。WG-C 的目标之一是开发用于生命安全服务的 GPS-伽利略综合应用程序。为此,WG-C 于 2010 年 7 月 1 日成立了 ARAIM 技术小组 (ARAIM SG)。ARAIM SG 的目标是在双边基础上研究 ARAIM(高级接收机自主完整性监测)。进一步的目标是确定 ARAIM 是否可以成为支持全球空中导航的多星座概念的基础。具体来说,ARAIM 应该支持航路和终端区飞行;它还应支持进近操作期间的横向和垂直引导。在这些目标中,全球航空垂直引导是最雄心勃勃的目标。这些飞机操作称为定位器精密垂直或 LPV。LPV-200 表示这种引导应支持低至 200 英尺高度的进近操作,ARAIM SG 专注于支持全球 LPV-200 的 ARAIM 架构。该文件是三阶段工作中的第一个里程碑报告。它提供:ARAIM 概述、第 1 阶段的成就和后续步骤。该报告由来自美国联邦航空管理局 (FAA)、斯坦福大学 (SU)、MITRE 公司、伊利诺伊理工学院 (IIT)、德国航空航天中心 (DLR)、慕尼黑联邦航空学院 (UniBW)、欧洲空间局 (ESA) 和欧盟委员会 (EC) 的 ARAIM SG 成员编写。ARAIM 概述如上所述,ARAIM 必须确保航路飞行、终端和进近操作的导航完整性。对于后者,它必须在几秒钟内检测到底层全球导航卫星系统 (GNSS) 中的所有危险故障。用空中导航的语言来说,ARAIM 必须确保在导航传感器误差大于一定量(目前 LPV-200 为 35 米)之前,在出现任何危险误导信息 (HMI) 的六秒内警告飞行员。报告第 2 节确定了其他辅助条件。ARAIM 旨在支持空中导航数十年。因此,ARAIM 必须具有灵活性,以便空中导航不会对底层全球导航卫星系统(例如 GPS、伽利略、GLONASS、北斗/指南针等)的健康状况产生脆弱的依赖。因此,ARAIM 必须允许飞行员使用新的卫星和星座。它必须自动补偿这些新卫星和星座的故障率。对于新卫星和星座,这些故障率预计会很高
AW3D ALOS 世界 3D(近全球高度模型) AW3D30 点间距为 30 米的 AW3D(免费提供高度模型) CAP 共同农业政策(欧盟政策) CCD 电荷耦合器件 CMOS 互补金属氧化物半导体 CORINE 环境信息协调 CORS 连续运行参考站(用于精确 GNSS 定位) DInSAR 差分干涉合成孔径雷达 DSM 数字表面模型(可见表面高度) DTM 数字地形模型(裸地高度) EASA 欧洲航空安全局 EGNOS 欧洲地球静止导航叠加服务 FMC 前向运动补偿 FOV 视场 GCP 地面控制点 GDEM2 ASTER 全球数字高程模型(免费提供 DSM) GNSS 全球导航卫星系统(GPS、GLONASS、伽利略、北斗等) GSD 地面采样距离 HALE 高空长航时 ICAO 国际民用航空组织 InSAR 干涉合成孔径雷达 JRC 欧盟委员会联合研究中心 LiDAR 光探测与测距 - 也称为激光扫描仪 LOD 细节层次(用于城市地图细节) LPIS 地块信息系统 MEMS 微机电系统 - 用于姿态测定 Mpix 百万像素(传感器像素数) NDVI 归一化差异植被指数 NIR 近红外 OCS GE 大规模土地覆盖和土地利用数据库(大尺度太阳辐射职业) PPK 后处理 运动 GNSS
项目一览 全球导航卫星系统 (GNSS) 技术如今已在日常生活中无处不在:它们被集成到电子设备中,并被公众、测量员和地球科学家定期使用。特别是在发展中国家,GNSS 应用提供了具有成本效益的解决方案,使其能够促进经济和社会发展,同时又不忽视保护环境的需要,从而促进可持续发展。 当前的 GNSS 包括全球定位系统 (GPS)、全球导航卫星系统 (GLONASS)、北斗导航卫星系统 (BDS) 和欧洲卫星导航系统 (Galileo)。还有两个区域系统,即印度星座导航系统 (NavIC) 和准天顶卫星系统 (QZSS),以及旨在提高一个或多个 GNSS 质量(例如准确性、稳健性和信号可用性)的各种增强系统。 除了 GNSS,其他空间技术(如地球观测 (EO) 卫星或通信卫星)在创造社会经济效益方面发挥着关键作用。地球观测卫星能够持续、详细地监测地球表面,为环境保护、资源管理和灾害应对提供宝贵数据。这些卫星有助于跟踪森林砍伐、城市扩张和农业用地变化,并为管理水资源和减轻气候变化影响提供重要见解。另一方面,通信卫星促进全球连通性,通过向偏远和服务不足的地区提供互联网接入来弥合数字鸿沟,从而支持教育、远程医疗和经济发展。这些技术与全球导航卫星系统 (GNSS) 一起,构成了一套全面的工具包,以应对与可持续发展相关的各种挑战,确保以协调和有效的方式实现 2030 年可持续发展议程。为了解决广泛的全球导航卫星系统和相关技术应用以获得社会经济效益,并着重于启动试点项目和加强全球导航卫星系统相关机构的网络,将在线举办一次关于全球导航卫星系统和相关空间技术支持城市可持续发展挑战的研讨会。研讨会的主要目标是加强各国之间的信息交流,提高应用全球导航卫星系统和其他空间技术解决方案的能力;分享有关国家、地区和全球项目和举措的信息,使各地区受益;并加强这些项目和举措之间的相互影响。讲习班的具体目标是介绍基于 GNSS 的技术和其他空间技术,以支持城市可持续发展挑战;促进更多交流具体应用的实际经验;重点关注国家和/或区域层面的适当 GNSS 应用项目;并确定建议和调查结果,以作为对外层空间事务处和全球导航卫星系统国际委员会 (ICG) 的贡献,特别是在建立伙伴关系以加强和实现卫星导航科学和相关技术的能力建设方面。本次讲习班利用了题为“对“太空 2030”议程的贡献:欧盟空间支持 80 亿人口的世界”的报告中确定的挑战
罗杰斯主席、多纳文主席、排名成员库珀、排名成员佩恩和委员会的尊敬成员,感谢你们邀请我今天出席讨论对我们太空资产的威胁以及这些威胁对我们国土安全的影响。这个话题既及时又复杂。我很荣幸能与我的尊敬的同事谢尔顿将军和尼米奇海军少将一起参加这次小组讨论。鉴于这些专业人士所代表的知识广度以及他们打算讨论的领域,我希望重点讨论全球导航卫星系统 (GNSS),其中包括美国全球定位系统 (GPS) 以及与这些系统提供的服务相关的威胁和漏洞 - 定位、导航和授时服务或 PNT。首先,重要的是从最基本的层面了解太空对现代社会意味着什么,因为它通常被低估并被视为理所当然,就像氧气一样。我们有生之年能够进入太空,这为改善通信、更好地了解地球及其环境、增强了解朋友和对手的能力以及以几十年前无法想象的方式连接社会创造了手段。毋庸置疑,我们是一个互联的社会,太空是连接和整合我们所有人的领域,与天气无异。在太空中行动的能力需要物理访问和持续存在,包括与
本报告的目标: 2004 年签署的美国-欧盟 GPS-伽利略合作协议为美国和欧盟在卫星导航领域的合作活动确立了原则。该协议预见到一个工作组来促进在下一代民用卫星导航和授时系统的设计和开发方面的合作。这项工作成为工作组 C (WG-C) 的重点。WG-C 的目标之一是开发基于 GPS-伽利略的生命安全服务应用。为此,WG-C 于 2010 年 7 月 1 日成立了 ARAIM 技术小组 (ARAIM TSG)。ARAIM TSG 的目标是在双边基础上研究 ARAIM(高级接收机自主完整性监控)。进一步的目标是确定 ARAIM 是否可以成为支持全球空中导航的多星座概念的基础。具体而言,ARAIM 应支持航路和终端区飞行;它还应支持机场进近操作期间的横向和垂直引导。在这些操作中,航空的全球进近引导是最雄心勃勃的目标。这些飞机操作被称为水平导航的定位器精度 (LP) 和垂直导航的定位器精度垂直 (LPV)。LPV-200 表示,这种引导应支持低至接地点以上 200 英尺高度的决策高度 (DA) 的进近操作。ARAIM TSG 重点关注
执行摘要 航空业的发展以及减少燃料消耗、排放和延误的迫切需要,要求增加空域和机场容量,并注重为每个空域用户提供首选轨迹(路线和高度)。这反过来又要求改进通信、导航和监视 (CNS) 服务。飞机运营商还寻求通过提供尽可能低的最低限度以及直线进近和垂直引导的显著安全优势来提高效率。《全球空中航行计划》第五版(Doc 9750,GANP)对国际民航组织的航空系统组块升级 (ASBU) 方法进行了高级总结。ASBU 定义了针对四个具体且相互关联的航空绩效领域的运营目标:机场运营;全球互操作系统和数据;最佳容量和灵活航班;高效的飞行路径。GANP 和 ASBU 承认全球导航卫星系统 (GNSS) 是支持实现这些目标的改进服务的技术推动者。GANP 中的路线图概述了 GNSS 元素可用性、相关服务的实施和常规基础设施合理化的时间表。GNSS 支持定位、导航和授时 (PNT) 应用。GNSS 已经是基于性能的导航 (PBN)、自动相关监视 - 广播 (ADS-B) 和自动相关监视 - 合同 (ADS-C) 的基础,如下所述。GNSS 还提供用于同步系统、航空电子设备、通信网络和操作的通用时间参考,并支持广泛的非航空应用。大会第 A32-19 号决议 — 《关于各国在 GNSS 服务方面的权利和义务的宪章》强调了实施和运行 GNSS 时应适用的原则,包括:安全至上;无歧视地获取 GNSS 服务;国家主权;服务提供国有义务确保服务的可靠性;以及全球规划中的合作与互助。本手册提供有关 GNSS 技术和运行应用的信息,以协助国家监管机构和空中导航服务 (ANS) 提供商完成支持实施决策和规划所需的安全和业务案例分析。GPS 和 GLONASS 信号在附件 10 ─ 航空电信的标准和建议措施 (SARP) 中定义。2001 年,国际民航组织通过了GNSS 实施 基于 GNSS 的服务的推出得益于美国和俄罗斯联邦分别提供的两个核心卫星星座(全球定位系统 (GPS) 和全球导航卫星系统 (GLONASS))的运营实施。1994 年,美国提出 GPS 以支持国际民用航空的需求,并于 2007 年重申了这一提议;国际民航组织理事会接受了这两项提议。1996 年,俄罗斯联邦提出 GLONASS 以支持国际民用航空的需求;国际民航组织理事会接受了这一提议。两国都在升级其星座,并向国际民航组织承诺采取一切必要措施保持服务可靠性。欧洲和中国正在开发可与升级后的 GPS 和 GLONASS 互操作的系统(分别为伽利略和北斗卫星导航系统)。多个星座的可用性解决了某些技术和机构问题。GPS 于 1993 年宣布全面投入使用,同年,一些国家批准使用 GPS 导航进行仪表飞行规则 (IFR) 航路、终端和非精密进近 (NPA) 操作。