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环境段有什么挑战性的难题?什么叫做大气效应?

添加时间:2018-10-15 来源:环球新时空信息技术研究院 作者:环球新时空信息技术研究院
  当前,或者说是今后好长一段时间内,卫星导航的主要问题是其脆弱性,而脆弱性的实质是环境问题。所以卫星导航面临的挑战性问题大多数来自环境段。天基PNT的脆弱性问题突出,迫切需要解决恶劣和特殊环境条件下的系统运行和应用的技术与方法,以及在这些环境条件下和所有环境条件下的精确模型化技术(包括PNT能力的模型和多系统集成运作的模型)、确保完好性的高精度定位技术、即时报警技术,和连续提供空间地理信息的技术,以及高高度空间的定位和测向解决方案。这些难题和空白有待认真破解。通过强化环境监测与模化、事件判断与处理、危机管理与应对,从而缓解脆弱性威胁,提高系统和应用的可靠性、安全性。当前挑战性的课题是,加强在恶劣电磁环境、异常大气环境、严酷物理环境、地外空间环境、导航战环境条件下的可用性与可生存性,以及服务的确保程度。
 
  卫星导航系统中的电波传播的大气效应,包括中性大气与电离层两种特性极不相同的媒质的影响。中性大气效应主要是密度大和气象变化过程复杂的对流层效应。在晴空条件下,有折射(射线弯曲)、时延、反射(多径)多普勒频移效应以及气体分子的吸收衰减和湍流散射(闪烁),在坏天气情况下,还有雨雪、冰晶、尘埃等的吸收与散射所导致的衰减,以及降雨和冰晶的去极化效应。一般当频率高于10GHz,对流层的影响是主要的,特别是仰角小于5°的时候,影响严重。电离层效应主要是折射弯曲,群时延,相位超前,多普勒频移与法拉第极化旋转以及闪烁效应。特别是它具有频率色散效应。当频率低于10GHz时,电离层的影响是主要的。在1~10GHz之间,特别是对于低仰角,对流层与电离层两者的效应都有重要影响。大气传播效应引起的信号衰减和畸变,使信号质量变坏。对流层与电离层的影响机制和特性有较大差异。
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