基于STK的GPS衛(wèi)星可見性仿真分析

王小靜，王俊文

（中國電子科技集團(tuán)第三十八研究所，安徽 合肥230088）

0 引言

GPS衛(wèi)星是一個(gè)全天候全球天基衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。地球任何地方，只要能收到四顆或四顆以上GPS衛(wèi)星信號(hào)，便能得到位置和時(shí)間信息，從而利用該系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍首次使用GPS衛(wèi)星進(jìn)行精確制導(dǎo)。十多年來，GPS全球定位系統(tǒng)一直運(yùn)轉(zhuǎn)，從科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)、阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)到伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)，多次戰(zhàn)例表明：GPS系統(tǒng)在現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮著重要作用，應(yīng)用領(lǐng)域遍及戰(zhàn)爭(zhēng)中的各個(gè)方面，已成為信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中必不可少的重要組成部分［1］。

目前，GPS衛(wèi)星在實(shí)戰(zhàn)中的作用已從輔助變?yōu)橹鲗?dǎo)，從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，從單一功能變?yōu)槎喙δ埽?］。這對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境產(chǎn)生了極大威脅。分析GPS衛(wèi)星系統(tǒng)的技術(shù)特征，研究GPS衛(wèi)星系統(tǒng)的可見性，對(duì)GPS衛(wèi)星系統(tǒng)對(duì)抗技術(shù)研究具有重要的支撐作用。本文以目前美國在軌的31 顆GPS 衛(wèi)星為研究對(duì)象，結(jié)合STK 和Matlab軟件仿真分析其可見性，為地面GPS 觀測(cè)系統(tǒng)天線波束寬度、波束個(gè)數(shù)設(shè)計(jì)提供參考。

1 GPS衛(wèi)星概述

20世紀(jì)70年代，美國陸海空三軍在前期項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，聯(lián)合研制了全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS。GPS衛(wèi)星軌道高度約20200km，相對(duì)于赤道平面的傾角約為55°，各軌道間交角60°，運(yùn)行周期約11h58min。

隨著技術(shù)的發(fā)展和新需求的出現(xiàn)，GPS系統(tǒng)趨于現(xiàn)代化。為防止干擾，2005年起發(fā)射的GPS 衛(wèi)星開始采用新的信號(hào)結(jié)構(gòu)。該信號(hào)可實(shí)現(xiàn)6dB 的信噪比改善［3］。同時(shí)，各種抗干擾GPS接收機(jī)不斷研制并應(yīng)用。GPS衛(wèi)星的發(fā)射情況如表1所示。從表1可見，目前在軌運(yùn)行的GPS衛(wèi)星共有31顆。……