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修娜的低軌導航衛星,奧丁的兩只烏鴉命名

添加時間:2022-05-30 17:56:24 來源:斗室智庫

  這幾年來,在衛星應用領域,低軌衛星星座成為熱門。但是,熱門的重點是圍繞著寬帶互聯網和物聯網,以及遙感展開,很少涉及導航定位和授時,這果然與已經有強大的GNSS有關,天基PNT的需求沒有那么迫切。實際上,低軌星座對于PNT而言,其需求的研究已經更為透徹,需要解決的問題更加有譜、更加深入,實現高質量發展更有基礎和前提條件。好不容易,出現了一個專門從事低軌導航星座的公司,取名修娜(Xona)。這個稱作修娜(Xona)的美國初創公司,提出的衛星導航低軌星座的計劃,在未來幾年間計劃發射300顆左右的衛星,實現全球導航布局,提供PNT服務。今年實現第一次衛星發射。其頭兩顆衛星啟用北歐神話中的烏鴉之神奧丁的兩只烏鴉的名字。

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  修娜空間系統公司創始人之一,首次在2018年公開提出全球低軌導航衛星星座的設想,后來很快有風險投資商給予投資認可,于是成立了修娜公司。修娜由八人團隊聯合創立的。十多年前,他們在斯坦福大學航空航天系首次見面。畢業后,一些人繼續在SpaceX、Blue Origin和Maxar等航空航天行業單位工作,而其他人則在GPS研究實驗室繼續研究生學業。修娜人員于2019年重聚,目前總部位于加利福尼亞州圣馬特奧,在加拿大溫哥華和英國倫敦設有其他辦事處。修娜現在是一支由30人組成的全球團隊,正準備啟動其首個LEO PNT演示任務。修娜公司提出來要建立一個在自動化時代的衛星導航系統,這個提法切中市場需求要害。同時,他們要建立的低軌(LEO)PNT系統是個商業化系統,與政府運作的中軌(MEO)GNSS系統,是互補的,且能夠自成系統,獨立運作。GNSS是從GPS演變過來的,總體設計思想立足于40多年前,采用MEO星座軌道方式,帶來的后果是到達地面附近的信號,特別微弱,容易受到多種多樣的干擾和遮蔽。而采用LEO星座軌道方式,能夠把GNSS許多固有的脆弱性加以避免克服,能夠滿足自動化時代的汽車自動駕駛系統的種種苛刻要求。可靠的分米定位將開啟新一代應用與服務,使人和機器能夠在共享的物理空間中進行互操作,實現PNT服務的升級換代。

  在古挪威,有個稱為奧丁的神靈,被譽為北歐神話中的主神。奧丁被描述為一位極其睿智的獨眼老人,擁有迄今為止所有諸神中最為多樣的特征,不僅是戰爭準備時召喚的神靈,而且還是詩歌之神,死者之神,符文和魔法之神。奧丁的兩只烏鴉 Huginn(“思想”)和 Muninn(“記憶”)是非常古老的神話元素。公元 800 年,他們飛到世界各地收集消息,當他們回來時,他們坐在奧丁的肩膀上,在他耳邊低語。有散文記錄奧丁的話,說:Huginn 和 Muninn,每天都在盤旋,在廣闊的大地之上。我為 Huginn 擔心,怕它去而不回,然而,我更多地關注Muninn。因此,奧丁也被稱為“烏鴉之神”。最近,修娜(Xona)公司,所要發射的頭兩顆低軌導航衛星,便以這兩只烏鴉之名加以命名,分別稱作為Huginn 和 Muninn。這對被命名為Huginn和Muninn的衛星著手演示適用于小型衛星部署的有效載荷發出的高質量商用PNT LEO信號。Huginn和Muninn是修娜的探路者,他們環繞地球,每天帶著新的導航信息返回修娜的辦公室。修娜的第一批衛星,已經在5月26日用SpaceX的運輸者-5進行發射,并在L波段和C波段廣播導航信號,提供測距和導航數據,包括GNSS的校正。預計,即使只有一個低軌航天器,其幾何結構的快速變化也會大大加快GNSS PPP的收斂速度,將收斂時間縮短一半或更多。

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  Huginn和Muninn演示任務是修娜商用PNT服務脈沖星座部署的第一步。其最終形式中,將體現了數百顆衛星組成的低軌星座,提供GPS級衛星可見性和幾何結構以及精確且安全的完整PNT服務。這在支持自動駕駛車輛等應用所需的級別上,將高精度和彈性結合在一起。為了部署這項服務,已制定了分階段推出計劃,并計劃了不同的服務級別。第一階段部署約40顆衛星,在人口密集的(中緯度)提供單視圖GNSS增強服務。這帶來了GNSS校正服務,再加上LEO幾何結構變化,使PPP快速收斂到厘米級定位。這增加了來自第五個星座的額外測距信號,該星座具有彈性和安全性。此外,它還支持固定用戶的時間傳輸,支持關鍵基礎設施。第二階段將星座擴展到約70顆衛星,在全球范圍內提供與第一階段相同的服務。這填補了兩極地區的導航服務空白,并增加了中緯度地區的衛星數量。最終是修娜星座的第三階段,有300顆衛星工作,將在全球提供精確和安全的完整的定位、導航和授時服務,實現政府的MEOGNSS與商用的LEOPNT互補,形成韌性PNT的高質量服務。

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