* 作者分别在南卫理公会大学和乔治城大学教授航空法和太空法四十余年。他是 PAUL B. LARSEN、JOSEPH C. SWEENEY 和 JOHN E. GILICK 合著的《航空法:案例、法律和相关资料》(第二版,2012 年)和 FRANCIS LYALL 和 PAUL B. LARSEN 合著的《太空法:论文集》(2009 年)。作者的联系方式为 pblspace@aol.com。我参阅《GNSS 在军事事务中的作用(反之亦然)》,INSIDE GNSS(2014 年 5 月/6 月),http://www.insidegnss.com/node/4018。 2 参见 NDP Consulting Grp.,《PNT 咨询委员会寻求 GPS 经济效益详情》,《INSIDE GNSS》(2012 年 8 月 20 日),http://www.insidegnss.com/node/3170 .html。 3 参见 id。军事用途是 GNSS 存在的最初且至今仍十分重要的政策原因。参见《GNSS 在军事事务中的作用》,上文注 1。与民用相比,军事用途较小。参见 NDP Consulting Grp.,上文注 2。Nev-
摘要 — 准确、稳健和可靠的定位和计时对于广泛的应用至关重要。新技术将进一步改善全球导航卫星系统 (GNSS) 所提供的服务。光学技术是有希望在不久的将来显著提高 GNSS 准确性、稳健性和可靠性的候选技术。首先,光学卫星间链路 (OISL) 和光学时钟技术在下一代 GNSS 架构的核心中显示出巨大的未来应用潜力。这两种技术可以在当前的 GNSS 中独立实施,因为发展路线可能不同,特别是在技术准备方面。我们将介绍光学关键技术如何潜在地集成到下一代 GNSS 中的不同途径,并评估相应的改进。
摘要 未来几代全球导航卫星系统 (GNSS) 可受益于光学技术。特别是光学时钟可以备份或取代目前使用的微波时钟,由于其较低的频率不稳定性,有可能改善 GNSS 定位。此外,光学时钟技术与光学卫星间链路相结合,可实现新的 GNSS 架构,例如,通过使用时间和频率传输技术同步星座内的远距离光学频率参考。基于分子碘的无多普勒光谱的光学频率参考被视为未来 GNSS 光学时钟的有希望的候选者。已经开发出紧凑而坚固的装置,显示在 1 秒到 10,000 秒之间的平均时间内频率不稳定性在 10-15 级别。我们介绍了用于未来 GNSS 的光学时钟技术,并介绍了我们基于碘的光学频率参考的当前开发状态。
全球导航卫星系统(GNSS)的摘要未来后代可以从光学技术中受益。尤其是光学时钟可以备份或替换当前使用的微波时钟,有可能改善通过其较低频率不稳定性来提高GNSS位置确定。此外,光学时钟技术(与光学卫星间链接结合使用),可启用新的GNSS体系结构,例如,通过使用时间和频率传输技术在星座内同步远处的光学频率参考。基于分子碘的无多普勒光谱的光学频率参考被视为未来GNSS光学时钟的有前途的候选者。已开发了紧凑型和坚固的设置,显示了1 s至10,000 s的平均时间在10-15级的频率不稳定性。我们介绍了未来GNSS应用程序的光学时钟技术,并介绍了我们基于碘的光频率参考的开发的当前状态。
在未来 5 到 10 年内,世界将迎来真正的全球导航卫星系统 (GNSS) - 一个兼容且在许多方面可互操作的系统。美国全球定位系统、欧洲伽利略、或许还有俄罗斯的格洛纳斯系统以及包括广域增强系统 (WAAS)、欧洲地球静止导航覆盖服务 (EGNOS)、无线电信标系统(如美国全国差分 GPS)和兼容的商业差分校正服务在内的区域增强系统将组成这个多方面的 GNSS。通用信号结构和频率计划将使组合用户设备能够降低技术复杂性和成本,同时大大扩展相关应用。更强大且设计更完善的附加卫星和信号将增加室外稳健信号接收的可用性,并增强仅使用 GNSS 用户设备进行室内定位的潜力。但通往未来的道路并非没有风险:政治、技术、经济和文化风险。
• 大地水准面和椭球体之间的区别 • 不同投影类型之间的区别 • 全球导航卫星系统的应用和局限性 • 基准面 • 技术进步和新全球导航卫星系统的出现,如伽利略和指南针,以及现有系统的重组,如全球定位系统和格洛纳斯 • 行业指导、规范和相关专业信息 • 可达到的精度水平、设备、各种测量/工程任务所需的数据收集和处理策略,包括:地形测量、放样、控制建立 • 全球导航卫星系统定位的各种模式(即静态、快速静态、动态、实时动态,与测量规划和满足规范有关)。
• 大地水准面和椭球体之间的差异 • 不同投影类型之间的差异 • 全球导航卫星系统的应用和局限性 • 基准 • 技术进步和新的全球导航卫星系统的出现,如伽利略和指南针,以及现有系统(如全球定位系统和格洛纳斯)的重组 • 行业指导、规范和相关专业信息 • 可达到的精度水平、设备、各种测量/工程任务所需的数据收集和处理策略,包括:地形测量、放样、控制建立 • 全球导航卫星系统定位的各种模式(即静态、快速静态、动态、实时动态,与测量规划和满足规范有关)。
美国太空部队的全球定位系统 (GPS) 星座为作战人员提供了前所未有的定位和计时精度。自 GPS 诞生以来,它已成为一种全球公用设施,其商业用途远远超过军事用途。空中交通管制、银行、农业和蜂窝网络都依赖于不间断的 GPS 覆盖。美国下一颗实验导航卫星 NTS-3 将于 2022 年发射,它将突破当今定位、导航和计时 (PNT) 技术的界限,为更灵活、更强大、更具弹性的卫星导航技术架构铺平道路。
通信:卫星支持全球通信系统,包括电话、互联网、电视广播和军事通信。 导航:导航卫星(如 GPS)有助于为车辆、船舶、飞机甚至个人导航设备提供位置数据。 天气预报:气象卫星监测地球的天气模式并帮助预测风暴、飓风和气候变化。 遥感:卫星捕获有关地球表面的数据,有助于环境监测、农业、自然灾害管理和资源勘探。 科学研究:卫星收集有关太空、太阳系和地球大气层的数据,为天文学和物理学的科学研究做出贡献。