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发布时间:2013-04-05 21:25    Tag:
在卫星导航中,兼容性是指多系统既能独立工作也能排除不需要的干扰而共同协作的能力。为了具体的军事行动,美国也要求保留美国导航战(Navwar)的业务。 导航战保护美国和盟友的GPS业务,同时防止敌人使用GNSS但是在军用范围外必须保持GNSS民用的和平。
 
 
  实现GNSS的兼容性极富挑战性,因为GNSS信号有低功率,覆盖面广,频率重叠的特点。 卫星仅能以十瓦特的能量在超过地球表面20,000 km的范围传送每种信号,这些能量被分散在比地球更大的区域,造成接受的信号能量明显少于一毫微瓦特的数量级,比接收器内噪声产生的能量还低。 因为这些信号中一大部分是被地球上的各点所吸收,并且许多信号有频率重叠,因此信号间不互相干扰极为重要。独特的信号特征使得GNSS的兼容性评估与同步卫星通信的兼容性评估不同,它要求关键技术的组合。
 
  成功实现GNSS兼容性需要及早的国际参与和GPS组成部分的平衡发展,包括地面控制,卫星和接收器。例如,作为最初的航天器(SV),信号开始设计,信号主频率、带宽和功率电平被定义,并且GPS联队采取行动确保SV信号传输得到国际授权。
 
  获得必要的频率光谱是GPS发展重要的第一步。 根据美国法律和国防部(DoD) 4650.1方针,系统必须有适当的国内和国际授权来传播信号。4 适当的授权不仅保证GPS传播信号的权利,而且它也为反对干扰GPS的诉讼提供依据。 为了保证成功完成GPS的使命,GPS联队通过国际电信联盟ITU获得了频率光谱的授权。 随后GPS联队在ITU和其他论坛有效地开展工作以保护GPS光谱。
 
  GPS联队保护GPS光谱使其免受GNSS和其他无线电通信服务的外在干扰:。如果GPS联队做不到充分的保护,他们将有必要对GPS项目做些改变,这样会对GPS现代化日程和GPS项目成本产生负面影响。
 
  GPS联队在ITU世界的无线通信会议这样的全球性舞台上保护光谱。会上世界所有国家的代表们聚在一起,回顾和修正ITU光谱标准。 ITU标准制定了使用无线电频率的国际条约。所以,本质上GPS联队与ITU成员合作开发光谱标准对GPS和GNSS是有利的。
 
  GPS联队也努力地防止GNSS信号的干扰。 通过参加各样的论坛来对GPS和其他系统之间的兼容性问题进行分类。 目的是辨认和解决在共享的和受保护的无线电光谱频率之间的自然冲突,然后完成优化GPS服务在技术和法律方面必不可少的步骤。
 
  有关这些努力的一个例子是发生在2002年和2004年之间的美国和欧共体之间的合作。GPS联队(后来称GPS共同计划办公室)在和欧共体的工作中扮演着一个重要角色,保证伽利略信号设计能有一个适当的频率便于和被称为“M-code.”的现代化的GPS军事信号的频率区分开来。这长期且有时复杂的双边努力得到了由后来的美国国务卿Colin Powell,欧共体Loyola dePalacio副总统和爱尔兰外交部长Brian Cowen 签字的协议中给出的一种相互令人满意的解答。GPS伽利略协议的技术方面包括了(1)平衡性能和所有的无线电频率的兼容性,(2)达到民用信号的互用性和(3)保护美国和联盟的敌对用途之外的Mcode PNT服务能力。这三条宗旨与2004年6月26日的GPS伽利略协议相符合。 图2描绘了GPS伽利略协议定义的最后的基线信号光谱。
 
 
 
  注意到GPS M代码和伽利略公众调控的服务信号被从民用信号中分离出来。另外, GPS L1C和伽利略E1公开的服务信号为了增强互用性而共享同一个光谱,然而为了改进无线电频率的兼容性它们却从GPS C/A码(Coarse Acquisition Code粗捕获码)中分离。
 
  最后,GPS必须防止GNSS以外的其他系统的干扰。 GNSS以非常低的接受功率电平来接收信号,这使其极易受功率电平数量级更高的其他系统的干扰。随着世界无线电设备的继续发展,结合有限的可用无线电光谱。意味着新的射频系统和服务一直在寻找包括目前用于GNSS的光谱在内的光谱。
 
  作为这些充满矛盾的兴趣是怎样的解决的一个例子,它极具说明性地评论了超宽带(UWB)讨论。在2001年,UWB作为个人通信的一种新技术和感觉,其开发商请求联邦通信委托和国际机构允许在GPS频带内发射信号。由于它的传输特征和功率电平,UWB带来了对GPS服务的重大干扰和威胁。 为了保护GPS和所有GNSS, GPS联队开展了它自身对UWB干扰的测试。测试的结果反应出UWB的干扰将超出GPS可接受的极限. 这些测试,结合从GPS联队技术专家得到的其他信息,被看成是为了限制来自UWB的干扰而建立的规则的基础。要是这个评估过程未被跟随,GPS能够体验那些不能被接受的而贬低它的表现的有害干扰。
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