[發明專利]基于時間位置和狀態信息的導航通信一體化系統

無效

• 申請號: 200610012056.4
• 申請日: 2006-05-31
• 公開（公告）號: CN101083501A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 尚俊娜;施滸立;盧曉春;周曉
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;G01C21/00;G01S1/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及空間技術領域，是利用導航系統本身資源實現通信功能的一種系統設計，特別是一種基于時間位置和狀態信息的導航通信一體化系統。

背景技術

目前的衛星導航系統只具有導航、定位、授時功能，而實際上導航用戶在定位的同時需要將信息傳送出去，也需要獲取一些需要的信息，然而這些需求系統本身則無法實現，例如向中心報告用戶的位置、接收中心向用戶下達的命令等業務需求。傳統的辦法就是將導航定位系統與其他的通信系統相結合來完成上述功能，如衛星定位系統(GPS)與地面移動通信相結合以滿足用戶的通信需求。但是對于軍用用戶，海上艦艇、荒漠戈壁等環境大多是沒有地面網絡覆蓋的區域，在這些區域，現有系統并不能有效地滿足用戶的迫切而且是關乎國防安危的需求。

北斗導航定位系統同時具備定位與通信功能，無需其他通信系統支持，北斗系統用戶終端具有雙向報文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個漢字的短報文信息。但由于需要在中心站計算出用戶位置，用戶必須進行無線電發射，因此很容易被別人偵察。也正是因為這種主動式定位方式，系統容量小，限制了用戶的數量，不能及時傳輸，所以無法滿足軍事需求。

從民用需求來講，導航和通信的結合也是大勢所趨。20世紀90年代美國的一項統計表明，約40％的911緊急呼叫來自移動電話。在實際情況中，絕大多數911呼叫者往往由于對當地環境的不熟悉或特殊限制而無法告知急救中心其確切位置，從而耽誤了急救時間，造成不必要的損失。為了進一步改善公眾安全系統，美國聯邦通信委員會(FCC，FederalCommunication?Committee)于1996年6月正式將移動電話定位列為其增強型應急救急系統(E911)實施的強制規范。美國聯邦通信委員會規定，到2001年10月，所有的移動網絡運營商必須以67％的概率和125米的精度，定位所有的911呼叫。本世紀初，歐洲的E112也提出了同樣的帶有一定傾向性的要求。相信不久的將來，我國的110和目前正悄然興起的社會應急聯動系統也都會把位置信息列入報警的服務標準之中，這無疑大大促進了衛星導航與通信的融合。衛星導航應用的兩大外圍基礎，一個是電子地圖，另一個便是無線通信，尤其是蜂窩通信。而移動位置服務概念發展的過程中，人們逐步認識到，單純依靠網絡定位方法，還不如同時利用衛星導航能力，即利用衛星定位系統(GPS)等系統配合，形成AGPS(輔助GPS技術)等的應用模式，這樣會大大減輕網絡需要更新改造的大額投資，并確保獲得較高精度，且可以很快投入實施。用戶位置信息通常是由專門的定位技術來實現的，例如蜂窩基站號(Cell?ID)技術、蜂窩網絡協助GPS/AGPS(Assisted?GPS)技術、增強觀測時間差(E-OTD，Enhanced-Observed?Time?Difference)技術等，通常為了應用這些技術必須對網絡或移動電話，甚至兩者都要進行改動。定位操作平臺主要負責通過各種定位技術來獲得終端的經緯度信息。

轉發式衛星導航系統(CAPS)是一種新研發的衛星導航系統，可參閱發明專利(專利申請號200410046064.1)，信號上行經6顆商用同步軌道衛星和3-4顆傾斜軌道衛星，經轉發下行廣播給用戶，從而實現用戶的導航定位。目前為實現導航定位功能，系統所使用的都是每顆通信衛星的部分轉發器，特別是退役衛星的使用，僅使用了其中的一小部分轉發器，而壽命末期或退役的通信衛星由于其姿態控制只實施經度方向上的控制，不作緯度方向控制，使衛星使用壽命延長10倍。這時轉發器還能正常工作，但已不再適用于常規的衛星通信系統，轉發器資源十分豐富，因此與基于GPS系統的位置通信系統不同，本發明所設計的導航通信一體化網絡可以基于這些退役星的轉發器資源進行設計，實現導航功能和通信功能的完美結合。

發明內容

本發明的目的是設計一種基于時間位置和狀態信息的導航通信一體化系統，利用退役同步通信衛星的軍用導航通信一體化系統，在地面網絡無法有效覆蓋的情況下，能滿足導航終端與中心站間的雙向信息傳遞，能夠精確確定在世界上任何地方的用戶位置。

為達到上述目的，本發明的技術解決方案是提供一種基于時間位置和狀態信息的導航通信一體化系統，其包括：

轉發式衛星導航系統，包括至少一個轉發式通信衛星，以通信衛星的剩余轉發器為空間段資源，建立一個低速率的數據通信網絡；