衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈

竇長江，唐 云，楊睿峰，馬 煦

(北京衛(wèi)星導(dǎo)航中心， 北京 100094)

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為天地一體定位、導(dǎo)航、授時(shí)天基時(shí)空信息服務(wù)系統(tǒng)，包括空間段、控制段以及用戶段，已經(jīng)成為信息社會(huì)萬物互聯(lián)、萬物感知、萬物智能的重大空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。相比傳統(tǒng)無線電導(dǎo)航，基于空間環(huán)境固有特征提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在軌空間環(huán)境保障能力，是確保衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星在軌安全，提升系統(tǒng)運(yùn)行和服務(wù)性能的迫切需求[1-2]。論文從構(gòu)建衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈的角度，重點(diǎn)研究了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障需求、保障要素、保障模式和綜合效能等方面內(nèi)容。

1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境對(duì)時(shí)空信息服務(wù)性能的影響分析

1.1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境固有特征

相對(duì)陸地以地形，海洋以水文，天空以氣候?yàn)槠涔逃协h(huán)境特征，太空是以強(qiáng)輻照為固有環(huán)境特征。對(duì)于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)而言，時(shí)刻面臨著太陽風(fēng)暴等各種典型空間環(huán)境事件影響。太陽大氣層一旦發(fā)生太陽風(fēng)暴事件，短則幾分鐘，長則幾十分鐘，乃至幾十個(gè)小時(shí)，以光速傳播的電磁輻射、以近光速傳播的高能粒子和以每秒數(shù)百千米以上速度傳播的等離子體云，太陽風(fēng)暴噴射的物質(zhì)和能量就會(huì)抵達(dá)近地空間，引起地球磁層、電離層、中高層大氣等地球空間環(huán)境持續(xù)強(qiáng)烈擾動(dòng)，顯著地改變衛(wèi)星系統(tǒng)在軌空間環(huán)境和地面系統(tǒng)正常運(yùn)行和使用環(huán)境[3]。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星星座在軌運(yùn)行軌道(包括GEO/IGSO/MEO衛(wèi)星軌道)處于地球外輻射帶的中心及外帶外側(cè)，容易受太陽輻射粒子、地磁俘獲粒子、銀河宇宙線、電離層擾動(dòng)以及地磁活動(dòng)影響，影響程度與空間環(huán)境的擾動(dòng)程度密切相關(guān)，如圖1所示。因此重大空間環(huán)境事件將顯著改變衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星星座(包括GEO/IGSO/MEO衛(wèi)星軌道)在軌運(yùn)行軌道空間環(huán)境，尤其中軌道MEO衛(wèi)星，從而引起導(dǎo)航衛(wèi)星在軌異常，影響導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)的可用性和精度。

1.2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境對(duì)于時(shí)空信息服務(wù)性能的影響

根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境的固有特性，空間環(huán)境對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)空信息服務(wù)性能的影響主要體現(xiàn)為衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)可用性非計(jì)劃中斷或精度性能下降，通常包括以下幾種異常類型，其中由于一起典型空間環(huán)境事件引起衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)可用性和用戶定位精度異常如圖2～圖4所示。

圖4 空間環(huán)境事件引起用戶定位精度異常

1) 衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)可用性長期非計(jì)劃中斷。重大空間環(huán)境事件引起導(dǎo)航衛(wèi)星軌道高能帶電粒子急劇增加，會(huì)穿透衛(wèi)星外殼，對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)以及有效載荷造成多種輻射效應(yīng)，造成導(dǎo)航衛(wèi)星“硬損傷”，影響導(dǎo)航衛(wèi)星在軌安全,造成衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)可用性長期非計(jì)劃中斷。

2) 衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)可用性短期非計(jì)劃中斷。重大空間環(huán)境事件引起地球地磁磁暴，會(huì)引起導(dǎo)航衛(wèi)星充放電現(xiàn)象，造成導(dǎo)航衛(wèi)星“軟損傷”和星地系統(tǒng)運(yùn)行故障，影響星地系統(tǒng)正常運(yùn)行，造成衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)可用性短期非計(jì)劃中斷。

3) 衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)可用性短期非計(jì)劃降低。重大空間環(huán)境事件引起大氣層中電離層分層混亂，會(huì)引起導(dǎo)航衛(wèi)星下行信號(hào)衰落，電離層修正率下降，用戶定位精度或通信質(zhì)量下降，甚至造成用戶定位失敗或者衛(wèi)星通信鏈路中斷，造成衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)可用性短期下降。

為降低衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境對(duì)時(shí)空信息服務(wù)的影響，主要采取以下方法：一種是通過導(dǎo)航衛(wèi)星輻射加固和在軌自動(dòng)恢復(fù)設(shè)計(jì)，減少導(dǎo)航衛(wèi)星由于空間環(huán)境事件引起在軌異常的次數(shù)，從而提高導(dǎo)航衛(wèi)星自身應(yīng)對(duì)空間環(huán)境事件能力；一種是通過構(gòu)建空間環(huán)境保障體系，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境的監(jiān)測(cè)、預(yù)警、應(yīng)對(duì)環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)一體化，降低由于空間環(huán)境事件引起導(dǎo)航衛(wèi)星在軌異常對(duì)導(dǎo)航信號(hào)可用性的影響。

2 國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障情況

2.1 美國GPS系統(tǒng)空間環(huán)境保障情況

美國主要依托美國國防部下設(shè)的多軍兵種以及美國政府相關(guān)部門，向GPS系統(tǒng)等天基信息系統(tǒng)提供應(yīng)對(duì)太陽風(fēng)暴以及空間環(huán)境主動(dòng)攻擊等方面的空間環(huán)境信息服務(wù)保障。其中美國空軍氣象局負(fù)責(zé)軍用空間天氣產(chǎn)品和預(yù)警信息的研究服務(wù)，主要業(yè)務(wù)包括太陽活動(dòng)、電離層及磁層監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)及預(yù)警等；空軍天軍司令部負(fù)責(zé)空間態(tài)勢(shì)感知業(yè)務(wù)融合保障；美國航天局負(fù)責(zé)向軍方提供空間環(huán)境的數(shù)據(jù)支持，美國國家海洋和大氣管理局天氣預(yù)報(bào)中心負(fù)責(zé)面向軍方提供空間天氣預(yù)報(bào)信息。對(duì)于GPS系統(tǒng)等重要軍事衛(wèi)星在軌風(fēng)險(xiǎn)管理，美軍已建立融合空間環(huán)境態(tài)勢(shì)感知、空間環(huán)境核心數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和質(zhì)量管理、衛(wèi)星故障識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)警信息互通和應(yīng)急響應(yīng)業(yè)務(wù)一體的空間環(huán)境應(yīng)對(duì)機(jī)制，并將空間事件預(yù)警和應(yīng)對(duì)列入《太空作戰(zhàn)》條令。同時(shí)為促進(jìn)空間環(huán)境保障與衛(wèi)星業(yè)務(wù)和作戰(zhàn)任務(wù)的深度融合，美軍在衛(wèi)星業(yè)務(wù)部門和作戰(zhàn)部門設(shè)置專家組或?qū)Ｂ殟徫弧Ｆ┤纾好绹教炀挚臻g輻射風(fēng)險(xiǎn)管理保障體系設(shè)置了空間輻射分析與飛行專家組，作為常設(shè)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)衛(wèi)星輻射環(huán)境和任務(wù)的影響評(píng)估，是連接空間環(huán)境預(yù)報(bào)中心和飛行任務(wù)控制中心的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中：衛(wèi)星運(yùn)行輻射環(huán)境分析及其對(duì)飛行任務(wù)影響評(píng)估，包括輻射、效應(yīng)、衛(wèi)星、業(yè)務(wù)等各方面的專業(yè)人員。同時(shí)美軍作戰(zhàn)機(jī)構(gòu)中，設(shè)置了空間環(huán)境崗位，負(fù)責(zé)評(píng)估空間環(huán)境事件預(yù)警信息對(duì)本部門作戰(zhàn)、訓(xùn)練和裝備的影響，制訂應(yīng)對(duì)措施[4]。

2.2 歐盟Galileo系統(tǒng)空間環(huán)境保障情況

歐盟主要依托歐空局所屬空間環(huán)境和效應(yīng)分析部制訂和實(shí)施歐洲空間天氣計(jì)劃，為Galileo系統(tǒng)等天基信息系統(tǒng)提供空間環(huán)境信息服務(wù)保障。歐洲空間天氣計(jì)劃是根據(jù)歐盟自身特點(diǎn)，以用戶需求為引導(dǎo)，將空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、效應(yīng)分析有機(jī)結(jié)合，開展空間天氣的研究和服務(wù)。通過深入分析空間天氣效應(yīng)，解決影響用戶技術(shù)系統(tǒng)空間環(huán)境問題[5]。

2.3 俄羅斯GLONASS系統(tǒng)空間環(huán)境保障情況

俄羅斯主要依托俄羅斯科學(xué)院所屬的應(yīng)用地球物理研究所，為GLONASS系統(tǒng)等天基信息系統(tǒng)提供空間環(huán)境信息保障。俄羅斯應(yīng)用地球物理研究所負(fù)責(zé)通過俄羅斯地面站(網(wǎng))監(jiān)測(cè)電離層狀態(tài)、地磁場和太陽輻射資源，并接收來自澳大利亞、法國、德國、捷克以及美國等全球各地的太陽活動(dòng)、輻射、電離層、地磁場觀測(cè)數(shù)據(jù)；經(jīng)綜合處理后發(fā)送給包括空天部隊(duì)在內(nèi)的相關(guān)用戶，滿足空間態(tài)勢(shì)感知、空天防御以及衛(wèi)星在軌安全需求[5]。

通過研究美國、俄羅斯、歐盟的空間環(huán)境保障情況表明，GPS、GLONASS、Galileo系統(tǒng)空間環(huán)境保障方面主要通過空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)警、使用部門分工協(xié)作構(gòu)建空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)警、應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)一體的空間環(huán)境保障體系，著力提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障能力，滿足衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正常運(yùn)行對(duì)空間環(huán)境保障的實(shí)際需求。

與此相對(duì)，中國目前已建立空間環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)、電波環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)、空間環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備“三網(wǎng)合一”空間環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)，具備為航天裝備、電子信息裝備及重大任務(wù)系統(tǒng)提供空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)警保障能力。但是尚未建立適合衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間環(huán)境保障體系，現(xiàn)有的空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)警、應(yīng)對(duì)信息鏈路制約，嚴(yán)重影響了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)重大空間環(huán)境事件的應(yīng)對(duì)能力。因此，借鑒GPS、Glonass、Galileo系統(tǒng)空間環(huán)境保障經(jīng)驗(yàn)，對(duì)構(gòu)建衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障體系具有重要參考價(jià)值[6]。

3 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈設(shè)計(jì)方案

文章結(jié)合衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障的實(shí)際需求，基于現(xiàn)有的空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)警和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)對(duì)資源，提出了適合衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障需求的空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)警和應(yīng)對(duì)環(huán)節(jié)的核心保障要素以及空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)警、應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)一體的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈設(shè)計(jì)方案。

3.1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境監(jiān)測(cè)保障要素

根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星系統(tǒng)在軌空間環(huán)境的特點(diǎn)，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境監(jiān)測(cè)要素包括影響GEO/IGSO/MEO衛(wèi)星在軌安全的太陽活動(dòng)、地磁活動(dòng)以及空間高能粒子等關(guān)鍵空間環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)[7-9]，按照現(xiàn)有空間環(huán)境監(jiān)測(cè)資源，主要包括：

1) 與衛(wèi)星內(nèi)帶電效應(yīng)相關(guān)空間環(huán)境高能電子監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。由于空間環(huán)境高能電子是引起衛(wèi)星深層充放電效應(yīng)的主要原因，尤其MEO軌道環(huán)境比GEO和IGSO軌道環(huán)境更加惡劣，需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星充放電效應(yīng)相關(guān)能量大于0.8 MeV高能電子能譜、強(qiáng)度變化、持續(xù)時(shí)間等空間環(huán)境參數(shù)。

2) 與衛(wèi)星單粒子效應(yīng)相關(guān)空間環(huán)境高能質(zhì)子監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。由于空間環(huán)境高能質(zhì)子是引起衛(wèi)星單粒子翻轉(zhuǎn)、單粒子鎖定和單粒子瞬態(tài)等單粒子效應(yīng)的主要原因，需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)衛(wèi)星軌道上能量大于30 MeV空間環(huán)境高能質(zhì)子能譜以及通量情況等空間環(huán)境參數(shù)。

3) 與衛(wèi)星空間環(huán)境全局變量相關(guān)空間環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。由于空間環(huán)境中的宇宙射線和地磁注入等事件可能引起衛(wèi)星表面和內(nèi)部充放電以及電離層磁暴，需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境太陽活動(dòng)X射線，地磁活動(dòng)Kp、Dst以及電離層擾動(dòng)等空間環(huán)境全局變量參數(shù)，見表1。

表1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境監(jiān)測(cè)保障要素

3.2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境預(yù)警保障要素

根據(jù)空間環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境預(yù)警要素主要包括空間環(huán)境事件整體的警報(bào)、通報(bào)、現(xiàn)報(bào)和預(yù)報(bào)等常規(guī)預(yù)警信息，以及導(dǎo)航衛(wèi)星的關(guān)聯(lián)預(yù)警信息。按照輻射風(fēng)險(xiǎn)以及電離層擾動(dòng)發(fā)生區(qū)域范圍、持續(xù)時(shí)間、影響程度等現(xiàn)有預(yù)警資源，可將空間環(huán)境事件分為多層次預(yù)警等級(jí)，譬如表2所示的3級(jí)預(yù)警。

表2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境預(yù)警保障要素(3級(jí))

注：地球同步軌道能量大于10 MeV質(zhì)子的5 min平均通量連續(xù)15 min內(nèi)太陽質(zhì)子通量值(pfu)； 高能電子大于2 MeV日積分通量值(個(gè)/cm-2.Sr-1.d-1)。

3.3 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境應(yīng)對(duì)保障要素

根據(jù)空間環(huán)境事件對(duì)于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星在軌安全，系統(tǒng)運(yùn)行和服務(wù)性能影響程度，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)分別對(duì)應(yīng)多層次預(yù)警信息制定相應(yīng)層次的應(yīng)對(duì)方案和措施，重點(diǎn)做好衛(wèi)星在軌異常應(yīng)急處置，最大程度降低空間環(huán)境事件對(duì)于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行和服務(wù)性能的影響[10-11]。

衛(wèi)星系統(tǒng)和測(cè)控系統(tǒng)現(xiàn)有的應(yīng)對(duì)方案和措施包括：空間環(huán)境事件發(fā)生之前，預(yù)先制訂衛(wèi)星空間環(huán)境敏感單機(jī)在軌突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案；提前對(duì)在軌衛(wèi)星進(jìn)行全面的在軌健康狀態(tài)檢查。必要時(shí)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行一次重新加載或狀態(tài)刷新；衛(wèi)星飛行任務(wù)允許前提下，降低衛(wèi)星的任務(wù)運(yùn)行等級(jí)；空間環(huán)境事件爆發(fā)期間，加強(qiáng)衛(wèi)星健康狀態(tài)監(jiān)視，確保衛(wèi)星能夠進(jìn)入安全模式。

運(yùn)控系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)現(xiàn)有的應(yīng)對(duì)方案和措施包括：空間環(huán)境事件發(fā)生之前，預(yù)先制訂衛(wèi)星在軌異常系統(tǒng)應(yīng)急處置預(yù)案，組織重大空間環(huán)境事件會(huì)商；提前對(duì)地面運(yùn)控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)檢查，確保地面運(yùn)控系統(tǒng)能夠快速應(yīng)對(duì)空間環(huán)境事件，同時(shí)作好衛(wèi)星密集在軌異常應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備；空間環(huán)境事件爆發(fā)期間，加強(qiáng)衛(wèi)星健康狀態(tài)的監(jiān)視；向單頻用戶提供暴時(shí)電離層異常預(yù)警和修正，見表3。

3.4 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈方案

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障以現(xiàn)有空間環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系為數(shù)據(jù)來源，以空間環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)提供空間環(huán)境態(tài)勢(shì)預(yù)警信息為決策依據(jù)，以衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行保障體系為應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)，重點(diǎn)構(gòu)建要素齊全、態(tài)勢(shì)清晰、應(yīng)對(duì)完備的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈，將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障深度融入到衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行保障體系建設(shè)。

表3 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境應(yīng)對(duì)保障要素

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈包括：由國內(nèi)外空間環(huán)境地基監(jiān)測(cè)臺(tái)(站)以及天基監(jiān)測(cè)衛(wèi)星組成的空間環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)導(dǎo)航衛(wèi)星軌道所在的空間環(huán)境，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)發(fā)送給衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；由空間環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)負(fù)責(zé)生成空間環(huán)境現(xiàn)報(bào)、預(yù)報(bào)和警報(bào)等空間環(huán)境的態(tài)勢(shì)預(yù)警產(chǎn)品，并將預(yù)警信息通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)發(fā)送給衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；由衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)空間環(huán)境態(tài)勢(shì)預(yù)警等級(jí)，分層次制定空間環(huán)境事件應(yīng)對(duì)方案，并依據(jù)實(shí)際空間環(huán)境事件應(yīng)對(duì)情況向空間環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)反饋信息，持續(xù)優(yōu)化完善空間環(huán)境事件在軌異常處置預(yù)案以及導(dǎo)航衛(wèi)星空間環(huán)境事件在軌異常關(guān)聯(lián)預(yù)警模型,參見圖5。

圖5 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈信息流程

4 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈效能分析

依托現(xiàn)有空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)警和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)對(duì)資源，構(gòu)建貫通從數(shù)據(jù)到?jīng)Q策層面的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈，將顯著提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境態(tài)勢(shì)感知能力，充分發(fā)揮衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障效能。

1) 提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天基時(shí)空信息服務(wù)性能。構(gòu)建衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈，通過實(shí)時(shí)獲取重大空間環(huán)境事件數(shù)據(jù)和預(yù)警信息，將有助于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)系統(tǒng)采取預(yù)防性應(yīng)對(duì)措施，縮短空間環(huán)境事件引起導(dǎo)航衛(wèi)星在軌異常的處置時(shí)間30%，從而提升衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)可用性，乃至衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天基時(shí)空信息服務(wù)性能。

2) 提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在軌空間環(huán)境預(yù)警能力。構(gòu)建衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈，有助空間環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)通過同時(shí)獲取空間環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和衛(wèi)星在軌異常信息，構(gòu)建準(zhǔn)確可信重大空間事件與衛(wèi)星在軌異常的關(guān)聯(lián)模型，確保預(yù)警信息準(zhǔn)確性超過85%，提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境預(yù)警能力。

3) 提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星空間環(huán)境防護(hù)能力。構(gòu)建衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈，有助衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取空間環(huán)境中衛(wèi)星在軌異常信息，從而通過研制階段空間環(huán)境防護(hù)設(shè)計(jì)，運(yùn)行階段在軌驗(yàn)證，持續(xù)提升導(dǎo)航衛(wèi)星自身應(yīng)對(duì)重大空間環(huán)境事件的可靠性，乃至衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星系統(tǒng)空間環(huán)境防護(hù)技術(shù)及其能力。

5 結(jié)論

基于提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在軌空間環(huán)境保障能力迫切需求，提出依托現(xiàn)有的空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)警和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)對(duì)資源，構(gòu)建衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈的解決方案。通過構(gòu)建數(shù)據(jù)到?jīng)Q策的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境保障鏈，促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)警、應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)一體化，將顯著提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境態(tài)勢(shì)感知能力，充分發(fā)揮衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間環(huán)境的保障效能，提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)空信息服務(wù)性能。