基于STK的GPS衛星可見性仿真分析

王小靜，王俊文

（中國電子科技集團第三十八研究所，安徽 合肥230088）

0 引言

GPS衛星是一個全天候全球天基衛星導航系統。地球任何地方，只要能收到四顆或四顆以上GPS衛星信號，便能得到位置和時間信息，從而利用該系統進行導航。海灣戰爭中，美軍首次使用GPS衛星進行精確制導。十多年來，GPS全球定位系統一直運轉，從科索沃戰爭、阿富汗戰爭到伊拉克戰爭，多次戰例表明：GPS系統在現代信息化戰爭中發揮著重要作用，應用領域遍及戰爭中的各個方面，已成為信息化戰爭中必不可少的重要組成部分［1］。

目前，GPS衛星在實戰中的作用已從輔助變為主導，從被動變為主動，從單一功能變為多功能［2］。這對戰場環境產生了極大威脅。分析GPS衛星系統的技術特征，研究GPS衛星系統的可見性，對GPS衛星系統對抗技術研究具有重要的支撐作用。本文以目前美國在軌的31 顆GPS 衛星為研究對象，結合STK 和Matlab軟件仿真分析其可見性，為地面GPS 觀測系統天線波束寬度、波束個數設計提供參考。

1 GPS衛星概述

20世紀70年代，美國陸海空三軍在前期項目的基礎上，聯合研制了全球衛星定位系統GPS。GPS衛星軌道高度約20200km，相對于赤道平面的傾角約為55°，各軌道間交角60°，運行周期約11h58min。

隨著技術的發展和新需求的出現，GPS系統趨于現代化。為防止干擾，2005年起發射的GPS 衛星開始采用新的信號結構。該信號可實現6dB 的信噪比改善［3］。同時，各種抗干擾GPS接收機不斷研制并應用。GPS衛星的發射情況如表1所示。從表1可見，目前在軌運行的GPS衛星共有31顆。……