低軌導航增強具有成本低、信號更強、速度更快的優(yōu)勢,有望賦能衛(wèi)星導航系統(tǒng)。低軌導航增強具備星座全球覆蓋和信號鏈路增益大等獨特優(yōu)勢,可提高用戶收斂時間,實現(xiàn)快速厘米級定位;此外還能進行對原導航系統(tǒng)的高精度監(jiān)測,提高原系統(tǒng)定軌能力,以及進行完好性監(jiān)測服務。
1、低軌衛(wèi)星軌道低、重量小,衛(wèi)星造價和發(fā)射成本較低。低軌衛(wèi)星比中高軌衛(wèi)星的重量輕、軌道更低,可通過一箭多星方式發(fā)射,衛(wèi)星的研發(fā)成本和火箭發(fā)射成本較低。
2、落地信號強度更高,遮擋遮蔽條件下定位效果可用性更好。低軌衛(wèi)星軌道高度一般低于1000km,相較于20000km以上高度的中高軌導航衛(wèi)星,低軌衛(wèi)星信號傳輸路徑更短、信號時延和功率損耗更小。相同信號功率低軌衛(wèi)星發(fā)射抵達地球表面的信號功率將比中高軌衛(wèi)星高出30dB(即1000倍)。更強的落地信號功率可在復雜地形環(huán)境和復雜電磁環(huán)境下改善定位的效果,提升抗干擾和反欺騙能力。
3、低軌衛(wèi)星運行速度快,加快高精度定位收斂時間,用戶體驗更優(yōu)。中高軌衛(wèi)星星座幾何構型變化慢,相鄰歷元間觀測方程之間的相關性太強,因此在進行定位參數(shù)估計時,需要較長的時間才能估計和分離各類誤差,進而固定載波相位模糊度、實現(xiàn)精密定位。
因此,傳統(tǒng)高精度定位的收斂時間一般為15分鐘~30分鐘。而低軌衛(wèi)星繞地球旋轉一周的時間遠小于中高軌衛(wèi)星,在相同時間段內過的軌跡更長,幾何構型變化快。低軌衛(wèi)星運行1分鐘,約相當于目前中軌衛(wèi)星運行20分鐘的幾何變化。低軌衛(wèi)星的軌道特性,有助于加快高精度定位的收斂時間,達到1分鐘級收斂,用戶體驗更加優(yōu)異。
4、信息速率更高,可播發(fā)更多精密改正信息。因為落地信號功率的提升,低軌增強信號可以承載更高的信息速率或更大的信號帶寬,作為衛(wèi)星導航基本電文及差分改正電文的播發(fā)通道。
5、終端小型化、集成化、低功耗,易于用戶使用。低軌增強信號功率的提升,有利于地面用戶使用更小型化的終端設備;同時,作為通信使用時,地面用戶以更小的信號功率,就能被低軌衛(wèi)星正常接收。