欧洲计划建立低轨卫星星座,以实现超高精度定位服务
普通人可能对不同轨道之间的距离很难理解 。 例如 , 国际空间站距离地球约400公里 , 而一些卫星 , 如星链(Starlink) , 轨道约550公里 。 这样做通常是有意为之的 , 因为在这些轨道上的物体最终会退化它们的轨道 , 并在地球大气层中烧毁 。 然而 , 许多系统的轨道要高出几个数量级 —— 例如 , 构成欧盟卫星导航网络主干的伽利略(Galileo)卫星 。 在大约23000公里的轨道上 , 它与悬挂较低的卫星相比有一些优势 , 但也有很多缺点 。 现在 , 欧盟将通过发布一套全新的低轨道导航卫星来消除这些劣势 。
其中的一些优势是非常明显的 。 虽然 , 伽利略和类似的 GNSS 系统几乎可以覆盖地球上的任何地方 , 但它们并不是特别准确 。 当你只是使用手机应用程序导航时 , 几米左右的误差距离并不是什么大问题 。 但对于智能城市 , 甚至是真正的无人驾驶汽车等应用来说 , 精确度必须达到厘米量级 , 而不是米 , 才能有效 。
GNSS卫星难以提供这种精度 , 很大程度上是因为它们离得太远 。 其他使卫星更接近地面的轨道 , 可以更准确地定位接收设备 , 并允许在更广泛的应用中使用 。
大型 GNSS 卫星的另一个缺点是它们的工作频率 。 它使用L波段 , 在电磁波谱上介于1-2 GHz之间 。 然而 , 在某些情况下 , 例如在混凝土建筑中 , 这些波段并不管用 。
例如 , 在工业物联网的很多场景中 , 机器人需要知道自己在混凝土建筑中的位置 。 因此 , 拥有一组工作频率范围更广的小型卫星 , 就可以在这些情况下从较低的卫星子集获得精确的定位数据 。
更重要的是 , 卫星技术最近有了很大的进步 , 可以让伽利略等导航星座的基础设施支持这些新星座 , 甚至会进一步增加它们的技术优势 。 例如 , 任何新的卫星都不需要安装昂贵而笨重的原子钟 , 因为它们可以像任何其他GPS接收器一样 , 只需从在其上方运行的地球同步卫星接收准确的时间戳 。
消除其中的一些冗余 , 并为特定的频率和应用制造专门的设备 , 将使较低轨道的卫星系统的大小仅为伽利略的十分之一 , 伽利略的重量为700公斤 。 由于发射成本是许多此类技术商业采用的一个重大限制 , 降低卫星发射重量是任何设计团队的主要目标之一 。
商业适用性似乎是开发这些新系统的努力的核心焦点之一 。 欧盟在卫星系统开发方面已经处于领先地位 , 而且显然希望保持这一地位 。 随着这一新的努力将一系列改进的导航卫星送入轨道 , 该区块及其太空机构欧洲航天局(ESA)希望保持自己在这一快速发展的商业太空领域的领先地位 。
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