信息来源：微信公众号《斗室智库》

今年4月,欧洲卫星导航星座的12颗卫星上部署了一个称为E5a准导频的新信号组件,标志着伽利略向前迈出了一步。此次升级使伽利略信号更易访问,特别是在用于物联网和智能城市应用的新兴大众市场低功耗设备上。伽利略自称为拥有世界上最精确的卫星导航系统，是由 30 多颗卫星组成的星座，在全球 有50多亿用户, 因此欧洲伽利略在GNSS中的前沿地位正在不断加强。

伽利略信号与其他 GNSS 信号一样,传统上由两个组件组成:导频信号和数据信号。第一个是无数据的,有助于接收器获取和跟踪信号,而第二个则携带精确定位目标位置所需的所有导航信息。但是,如果可以重新考虑这一传统概念来满足新兴市场的需求,特别是对于寻求更快、更简单的用户来说,会怎样呢？

欧空局（European Space Agency）及其工业合作伙伴开发了一种针对需要低功耗的大众市场应用的解决方案:E5a-QP,一种在伽利略E5频段传输的准导频（QP）信号组件。信号组件免费广播,现在可以在新的和升级的芯片组中实现接收,使所有用户都能使用伽利略开放服务，从其能力中受益。

图1.伽利略卫星在轨图像

图2.重新配置的E5频谱

1.大计算演绎的小加法

“准导频（QP）”表示保留其预期作用，但也携带少量数据的导频信号,包括第一次定位（修复）所需的时间信息。这次信息在用户层面上是完全可预测的。准导频信号分量的特点还在于定制信号结构,简化了采集过程,从而降低了接收器端的功耗。事实证明,这对于低功耗基本接收器特别有用,例如智能手机、智能城市基础设施、物联网设备中的接收器,以及那些只需要在很短的时间内接收 GNSS 信号来确定其位置的接收器（也称为‘快照’设备）。

E5a-QP的部署也代表了低功耗接收器的关键推动因素,这些接收器旨在专门处理E5频段的信号,而不是依赖于E1频段的信号。这样,接收器抵御欺骗和干扰攻击的弹性就增强了,因为基本获取过程不再仅仅依赖于 E1 信号。测试活动表明,E5a-QP 可以将信号采集时间减少三倍,同时将采集所需的操作次数大幅减少八倍。

2.测试、验证和 在轨（in-orbit） 部署

这种新的伽利略信号组件的引入，经过了一系列广泛的设计、测试和验证,证明了信号的价值以及在当前伽利略卫星上实现新信号组件的可行性。从 2020 年开始,设计阶段探讨了如何重新配置伽利略卫星的有效载荷，以集成新的信号组件。随后,欧空局导航有效载荷实验室对工程模型进行了一系列测试，证明所演示新信号组件可以实现的可行性和性能优势。

2023 年,该解决方案使用在轨测试台进行验证 :伽利略卫星模拟平台在椭圆轨道运行，重新配置以传输新的信号分量。ESEC位于比利时的伽利略在轨测试设施和DLR位于德国的信号监测设施测量了该信号,并由荷兰ESTEC的一组接收器成功获取和跟踪。

图3.ESTEC导航有效载荷实验室的ESA和行业工程师

图4.阿登森林中的太空天线场

3.第一代更新了,第二代在路上

2025年11月至2026年4月期间,更新了12颗伽利略卫星以适应这一新的信号组件,标志着这一部署的完成。这种临界数量的卫星确保至少一颗用于计算位置固定的卫星以中高仰角传输准导频信号,确保世界各地的用户可以从性能提升中受益。这只是伽利略内部准导频信号使用的开始。所有伽利略第二代卫星将广播额外的和改进的准导频信号。在多个频率上,进一步增强其功能和可用性。

4.关于伽利略

Galileo是目前世界上最精确的卫星导航系统,自2016年进入开放服务以来,为全球数十亿用户提供PNT服务。欧洲单一市场销售的所有智能手机均保证支持伽利略。此外,伽利略还在铁路、海事、农业、金融计时服务和救援行动等领域发挥着重要作用。伽利略计划由欧盟委员会根据欧盟太空计划管理和资助。欧空局领导空间和地面系统的设计、开发和鉴定。欧空局还受托在欧盟计划"欧洲地平线"内开展伽利略未来的研发活动。欧盟空间计划局（EUSPA）充当服务提供商,将卫星投入使用并监督其运行以及市场和应用需求。

有关伽利略的更多信息见：https://www.usegalileo.eu/EN/