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2006年7月1日

中行还是MBOC ?

欧洲和美国都在边缘的一个非常重要的决定对他们的计划来实现一个共同的公民在L1信号波形频率:,波形应该纯二进制偏移载体-中行(1,1)或90.9%的中行中行(1,1)和9.09%(6,1),称为多路复用中行(MBOC)的组合。2004年美国和欧盟(EU)就GNSS合作达成的协议中明确了通用民用L1信号的需求。

欧洲和美国都在边缘的一个非常重要的决定对他们的计划来实现一个共同的公民在L1信号波形频率:,波形应该纯二进制偏移载体-中行(1,1)或90.9%的中行中行(1,1)和9.09%(6,1),称为多路复用中行(MBOC)的组合。2004年美国和欧盟(EU)就GNSS合作达成的协议中明确了通用民用L1信号的需求。

对于欧盟和欧洲空间机构(ESA),该决定 - 及其后果 - 将延迟:伽利略L1开放式服务(OS)将从卫星传输,从未来几年开始发布。对于美国,波形决定将塑造计划于2013年推出的GPS III卫星计划的L1民用信号(L1C)的设计。在导致GPS L1民用信号的过程中的背景下的背景与BOC / MBOC讨论的相关性,参见侧栏L1C,BOC和MBOC。

五月/六月的问题beplay体育下载地址包含一个“工作论文”专栏,标题为“MBOC:为Galileo L1 OS和GPS L1C推荐的新的优化扩频调制”。该文章由美国/欧盟协议下成立的技术工作组成员撰写,讨论了预期的MBOC好处,主要是改进了多路径中的代码跟踪性能。该专栏还指出,虽然成本较低的BOC(1,1)接收器将能够使用MBOC,但它将以接收信号功率的降低为代价。

同一期《360度》杂志新闻版的一篇文章beplay体育下载地址注意,一些GNSS接收器制造商认为MBOC不适合其应用,也许不应该推荐。beplay平台是黑网(这一点于5月/ 6月发行版本的“MBOC Doubters”下的5月/ 6月问题第17页注意到了“其他观察者”的侧栏(下图)查询对MBOC推荐表示担忧的公司的其他意见。

因此,本文继续讨论常见信号波形,通过询问具有不同产品视角的公司,无论他们认为所提出的MBOC波形,对其应用的应用而不是BOC(1,1)。beplay平台是黑网Currently, BOC (1,1) is the baseline defined in the June 26, 2004, document signed by the U.S. Secretary of State and the vice-president of the European Commission (the EU’s executive branch): “Agreement on the Promotion, Provision and Use of Galileo and GPS Satellite-Based Navigation Systems and Related Applications.”

MBOC的最大益处将由接收器使用最近发明的技术,该技术采用计算密集的算法。虽然此类接收者由于MBOC的BOC(6,1)组成部分而明确向用户提供福利,但尚未量化福利的实际价值,这是本条提出的问题的一个目的。暂时,让我们称之为所有这些潜在的MBOC用户“保罗”。

同时,当今应用最广泛的多径抑制技术的专利,如“窄相关器”和更有效的“双三角”技术,将在新信号完全可用时到期,使这些技术更广泛地可用。不幸的是,双delta技术不能使用MBOC的BOC(6,1)分量。此外,如今主导消费产品的窄带接收机也不能使用BOC(6,1)。让我们称这些用户为“彼得”。

因此,本文提出的基本问题是我们是否应该抢劫彼得支付保罗。如果所采取的金额很小,好处很大,那么答案应该是“是的”。如果采取的金额为彼得,现在和数十年来,又为保罗有益,那么答案应该是“不”。在案件中更困难。本文的目的是探讨权衡。

为了解决这个问题,我们邀请了建造一系列GNSS接收器的公司的工程师参与讨论。我们稍后会介绍这些参与者。但首先,让我们看看讨论背后的技术问题。

中行/ MBOC背景

GPS信号的RF频谱主要由伪随机代码定义,该代码调制其载波和相关数据。伪随机代码似乎是一个完全随机的二进制值序列,但序列实际上同样重复,一遍又一遍。

对于L1频率的C / A代码(1,575.42 MHz),代码(+1或-1)的状态可能以1.023 MHz的时钟速率而变化。我们调用此二进制相移键控,或BPSK(1),否则BPSK调制与伪随机码时钟为1.023 MHz。注意,伪随机代码的比特通常被称为“芯片”,并且在顶部示出了四个BPSK芯片图1(要查看这篇文章的任何图表,请使用本文顶部的链接下载PDF版本。)

在许多其他议题中,2004年美国/欧盟协议确定了伽利略l1os和GPS L1C信号的共同基线调制:BOC(1,1)(BOC(n,m)表示二进制偏移载波n是1.023 MHz方波和是一个1.023 MHz的伪随机代码。)像BPSK(1)一样,BOC(1,1)波形也是BPSK调制,这意味着只有两种状态,要么是+1,要么是-1。代码和方波的时序关系如图1所示。

虽然协议定义了BOC(1,1)作为Galileo L1 OS和GPS L1C的基线,但它在协议的整体框架内留下了可能的信号“优化”。如G.W.在论文中记录。Hein等人,“伽利略L1 OS优化信号的候选人”(在本文末尾的“其他资源”部分中引用)和许多其他论文,在最初推荐的研究后,EC信号任务力(STF)复合二进制编码符号(CBCS)波形。

因为这项协议使它理想的GPS L1 L1C和伽利略系统有一个相同的信号频谱和因为GPS III cbc的实现将是困难的,搜索是由联合EC /我们工作组来找到一个优化的信号,对GPS和伽利略是可以接受的。其结果是MBOC(在5月/ 6月的“工作论文”专栏中讨论,以及G. W. Hein等人在“附加资源”中引用的类似名字的IEEE/ION计划2006论文)。

像所有现代化的GPS信号一样——包括m码、L2C和L5——L1C将由两个部分组成。其中一个携带信息数据,而另一个没有信息,作为试点承运人。而之前所有的现代化GPS信号在数据组件和飞行员承运人之间有50/50的功率分配,L1C有25%的功率在数据组件和75%在飞行员承运人。

L1C MBOC实现将用BOC(1,1)调制导频载波的每33个代码芯片的整个数据组件和29。然而,每33个导频载体芯片中的4个将用BOC(6,1)波形调制,如图所示图2.。图的上部显示了33个导频载体芯片。其中四个被填充以显示BOC(6,1)调制的那些。下面的33个芯片是一个BOC(1,1)芯片和一个BOC(6,1)芯片的放大视图。

BOC(1,1)芯片如图1所示,而BOC(6,1)芯片包含6个周期的6.138 MHz方波。有了这个图像,我们可以很容易地计算出,试点运营商在BOC(1,1)中有29/33的功率,在BOC(6,1)中有4/33的功率。因为先导载波包含总L1C信号功率的75%,那么总BOC(6,1)功率的百分比是75 ×(4/33)或9.0909+百分比。相反,数据信号具有总L1C信号功率的25%;因此,BOC(1,1)的幂的计算是25 + 75 ×(29/33)或90.9090+百分之。

因为伽利略操作系统信号在数据和先导载波之间有50/50的功率分配,为了实现相同的BOC(1,1)和BOC(6,1)功率百分比,实现有些不同。对于Galileo的MBOC最有可能的时间分割版本,试点载波中的11个芯片中有2个是BOC(6,1),没有数据组件。因此,总BOC(6,1)幂的百分比是50 ×(2/11)或9.0909+百分比。同样,总BOC(1,1)幂的百分比是50 + 50 ×(9/11)或90.9090+百分比。这使得伽利略L1 OS的光谱与GPS L1C相同。

代码转换。MBOC的基本目的是提供比BOC(1,1)单独提供更多的代码转换,如图2所示。(代码循环只跟踪代码转换。)然而,与L1 C/A信号相比,这些额外的过渡出现在BOC(1,1)中增加的数字之上。

考虑到导频载波具有75%的信号功率(使用GPS)或50%的信号功率(使用Galileo),使用BOC(1,1)的GPS具有比C/A码多2.25倍的“功率加权码转换”(增加3.5db)。伽利略与BOC(1,1)有1.5倍以上(1.8分贝增加)。GPS上的MBOC将使净跃迁进一步增加1.8倍(增加2.6分贝),Galileo上最具攻击性的MBOC将使净跃迁增加2.2倍(增加3.4分贝)。

因此,鉴于C / A代码的BOC(1,1)的改进,本文提出的问题是转型次数的进一步改进是值得在所有信号采集期间减去少量信号功率,适用于所有窄带接收器,以及所有使用双δ的多径缓解的接收器。

从五月/六月“工作论文”栏中的一部分表1也在这里再现,也是如此表格1。在原始表中的八个可能的波形中,这里只包含三个。这些都是所有选项的代表,它们包括两种版本的MBOC被认为最有可能在伽利略的实施,并且唯一的版本GPS将使用。

在我们的缩写版本中添加了两个新列。第一个是要识别特定选项的索引,最后标识GPS或Galileo是否会使用该选项。

接收机的实现

大多数GNSS接收器将获取信号和跟踪载波和代码只使用试点载波。对于GPS L1C来说,这个决定是由75%的信号功率在试点承运人中决定的。在获取过程中使用数据组件几乎没有额外的好处,对代码或载波跟踪没有好处,特别是在弱信号情况下。

对于伽利略,该决定由每秒125比特(BPS)的数据速率和每秒250个符号(SPS)的符号速率驱动。这仅允许在Galileo数据组件上仅为4毫秒的连贯集成(与GPS数据组件上的10毫秒相比)。因为导频载波的连贯整合不受数据速率的限制,所以它主要将是用于采集的信号以及载波和代码跟踪。

根据刚才提到的原因,图3.比较表1中列出的三个信号选项中每一个的导频载波中的频谱功率密度。在每种情况下,相关的BOC(1,1)频谱与三个MBOC选项中的一个一起显示。这些图在线性尺度上显示功率谱密度,而不是对数分贝尺度,这使得小的差异更加突出。

中心面板显示BOC(1,1)或TMBOC-75的GPS案例。(BOC(1,1)峰被任意缩放为达到1.0瓦特(W / Hz)。TMBOC-75的BOC(1,1)峰值低12%(-0.6dB)以便放置进入TMBOC-75的BOC(6,1)组分的额外功率,主要是±6 MHz。

图3中的所有三个面板具有相同的相对缩放。面板1和3中的BOC(1,1)组件峰值为0.67 W/Hz的原因是,GPS L1C将在试验载波中传输其总信号功率的75%,而伽利略将传输50%。差异仅仅是0.5/0.75 = 0.67 (-1.8 dB)。

图3的第一面板还显示了伽利略TMBOC-50选项,其中BOC(1,1)分量峰降低18%(-0.9dB),以便为BOC(6,1)组分提供功率,主要以±6 MHz。

第三个面板显示了相同的Galileo BOC(1,1)功率密度,但带有CBOC-50选项。在这种情况下,BOC(6,1)组件存在于数据通道以及先导载波中。这就是为什么在面板1和面板2的±6mhz振幅是一半的原因。这也是为什么从BOC(6,1)组成部分的BOC(1,1)组成部分获得的电力更少;在这种情况下,减少了9% (-0.4 dB)。对于那些想要跟踪BOC(6,1)组件的人来说,这并不是一个优势,而且它还减少了窄带接收机的数据信道功率9%或0.4 dB。

如前所述,这篇文章提出的根本问题是我们是否应该拆东墙补西墙。与所有这类高层问题一样,答案在于细节和受影响者的看法。beplay体育下载地址为行业专家提出了一系列问题,以探索他们的观点和偏好。

问题和答案

问:您的答案地址是哪个GNSS市场的哪个部分?描述您的市场,包括典型的产品和市场的大小。

芬顿-高精度测绘、农业/机器控制、无人驾驶车辆、科学产品和SBAS地面基础设施,其中厘米精度非常重要。NovAtel在OEM级别向软件开发人员和系统集成商销售产品,并计算出其目前的总潜在市场(TAM)为3 - 4亿美元,同样是在OEM级别。

加林- 我们专注于消费电子产品,其中成本非常低,功率非常重要,例如个人导航设备(PNDS),蜂窝电话和功耗溢价的一般应用。beplay平台是黑网应该达到这些目标,几乎没有对用户体验的影响。通过辅助GPS(A-GPS)减轻了设计权衡导致的性能损失。

舱口/骑士- Navcom提供高精度,多频GNSS接收器,采用先进的多径和信号处理技术,通过来自我们的星火网络的差分更正来增强。这些接收器广泛用于农业,林业,建筑,调查和海上石油勘探市场。目前的市场规模每年约为100,000个单位。

Sheynblat / Rowitch.-我们的解决方案为消费者、企业和应急服务市场提供无线产品。目前市场上有超过1.5亿的高通GPS无线手机,这一庞大的市场渗透率和大量使用主要是由低成本、低功耗和高灵敏度驱动的。世界上绝大多数其他使用GPS的消费设备也是成本驱动的。

斯特罗顿-罗克韦尔柯林斯公司是美国军方及其盟友的全球定位系统接收器的领先供应商,也是民用航空行业的全球定位系统航空电子设备的主要供应商。民用航空应用要求增强系统的高完整性和兼beplay平台是黑网容性,而军用要求从低功率、大批量生产到高动态和高抗干扰架构(以及民用兼容接收机)。军用接收机受到民用兼容性要求的影响。公司生产了50多万台GPS接收机,在军事和高端民航(航空运输、商务、区域)市场占据了大部分市场份额。

学历- 我们的市场是商业航空,运营和完整性的连续性是最重要的性能参数。

威尔- I和同事,Comm Sciences公司Ben Fisher博士是我们称之为多路径缓解技术(MMT)的新多路径缓解方法的发明人,因此我们的主要产品是改善多径缓解的技术。MMT目前在Novatel,Inc。制造的几种GPS接收器中并入其MMT的实现称为视觉相关器。

问:哪些信号环境对于您的产品很重要:开放式天空,室内,城市峡谷等。

芬顿- 一般来说,我们的大多数客户在开放的天空环境中运营。然而,在树冠和城市峡谷旁边或靠近树木峡谷的重要数量。

加林-我们90%的应用程序是或将在室内和城市峡谷。beplay平台是黑网

舱口/骑士-我们的接收器多用于露天和树叶下。

斯特罗顿-我们的产品主要在露天条件下使用民用信号,尽管民用信号可用于协助在各种环境下获取军事信号。

学历–飞机环境,特别注意生命安全。此外,地面增强系统(GBAS)地面站。

威尔- 多路径被视为问题的任何环境,包括精确调查,室内(911)辅助GPS和军事和商业航空。

问:哪些设计参数对您的产品最关键:电源,成本,灵敏度,准确性,时间来修复。

芬顿- 一般来说,我们的产品服务高端“商业”市场。我们的客户通常以以下顺序优先顺序:a)精度,b)强大的跟踪,c)成本,d)电源,e)时间来第一次修复。

加林–从最高到最低,最重要的标准是:功率、成本、灵敏度、首次修复的时间,最后是精度。

舱口/骑士- 精度最重要。

Sheynblat / Rowitch.-我们投入了大量的工程努力,以实现市场领先的灵敏度(-160 dBm),同时保持非常低的接收器成本。工程投资、对敏感性的关注和对成本模型的密切关注可能也适用于其他关注大众市场的供应商,AGPS支持的设备必须在室内工作。所有这些GPS供应商都不遗余力地提高室内困难场景的灵敏度。每个dB都会计数,并可能决定修复的成功与否,这对于E-911和其他紧急情况尤其重要。

斯特罗顿-这些参数的相对重要性的权衡取决于特定的应用程序,尽管生命周期成本(包括开发和认证)可以说是最重要的。

学历- 实际上,所有参数都很重要。然而,我们专注于寿命安全,司机是运营和完整性的连续性(危险误导信息或HMI)。

具体来说,我们认为互相关,假自关,抵抗射频干扰的能力,以及提高多径性能,是我们非常感兴趣的信号特性。一个精心选择的编码方案可以最小化所有这些,特别是HMI。最后,HMI可能成为非航空商业应用的一个法律问题,特别是如果这些应用涉及收费服务、隐含的生命安全以及其他此类服务。beplay平台是黑网

威尔–MMT在具有高带宽并接收高带宽信号的接收机中最有效。然而,它可以在较低的带宽下显著地改善多路径性能。

问:您真的关心GPS和Galileo实现的是普通BOC(1,1)还是MBOC吗?为什么?

芬顿-是的,我们希望MBOC信号结合最新的代码跟踪技术将为我们的大多数客户提供一个显著的性能优势,在多径干扰是一个问题的应用程序的代码和载波跟踪精度。beplay平台是黑网

加林- 我不认为MBOC将大大利益我们的短期市场。MBOC预期的多路径绩效改善在城市背景下将毫无意义,其中占主导地位的多路径是非视线,其中大多数大众市场使用量集中在那里。然而,我们认为,在5年的时间范围内,带有后台处理能力和无线连接的现场GPS传感器的运营商相位更高的精度大众市场。这将是手机业务中A-GPS架构的对应。MBOC将在这种观点中发挥重要作用。我们仅在良性环境中设想这款新市场,而不是朝向测量师或GIS专业人士进行。

舱口/骑士- MBOC信号将显著提高最小码跟踪信噪比,未来的多径抑制技术将有效。预期的阈值改进将近似等于本文所指出的最佳情况下的改进。MBOC对于噪声水平已经低于剩余相关错误(如对流层和未减轻的多路径)的非常强的信号来说将不太有利。

设计接收器使用MBOC代码将是一项重大努力。结果编码器可能具有不支持MBOC的代码生成器的复杂性的两倍。硅地区将存在小的重复成本,功耗将显着增加。总体而言,MBOC对于我们的高性能应用是可取的。beplay平台是黑网对于许多应用,费用beplay平台是黑网大于利益。

Sheynblat / Rowitch.-是的,我们关心中行和MBOC的决定。对GPS L1C和Galileo L1 OS信号的拟议更改包括BOC(6,1)调制可能会改善GPS市场中非常小的一部分(高成本,高精度)的性能,并惩罚所有其他用户的有效接收信号功率较低,因为他们的带宽有限。我们希望GPS和Galileo实现BOC(1,1)信号以支持OS位置服务。

斯特罗顿-孤立地看,这一决定似乎对我们的市场没有多大影响,但我们希望看到全球定位系统最好地利用稀缺资源(如航天器动力),提供在现实条件下可以获得的利益。

学历- 是的,我们照顾。GPS L5需要通过L1处具有相似性质的信号互补,原因是L1或L5在精度接近期间的瞬时停用不应影响CAT-I / II / III精确接近的连续性或完整性。我们了解到选择新的L1信号时存在约束;然而,所提出的MBOC波形更好地支持这一点。这与支持FAA NAS计划并转移到GNSS的所有飞行阶段,包括精密方法。

威尔- 是的。COMM SCIENTS已经确定,基于当前的接收器的多径缓解方法的性能仍然远远远非理论上可能。还已知具有更宽RMS带宽的GNSS信号具有由于热噪声和多径而导致的测距误差的较小的理论界限。由于MultiPath仍然是GNSS接收器中伪奇误差的主要来源,因此我认为使用MBOC信号对于GPS和Galileo是一种提供最佳的多路径性能,可以利用采用更大的RMS带宽来提供最佳的多路径性能与普通BOC(1,1)相比的MBOC信号。

问:感兴趣的GNSS接收者是否窄带(±5 MHz)或宽带(超过±9 MHz)?

芬顿- 宽带。高精度GNSS接收器通常处理所有可用带宽〜20 MHz(±10 MHz)。

加林–我们的全球导航卫星系统接收机目前是窄带的,但我们预计在未来3-5年内,中频带宽(或等效有效带宽)将扩大到±9兆赫,处理和功耗相同或更低。

舱口/骑士- 我们的接收器主要是宽带。

Sheynblat / Rowitch.-所关注的接收器是窄带的。低成本的GPS消费设备目前不使用宽带接收器,在不久的将来也很可能不会使用宽带接收器。摩尔定律提供的任何技术进步都可能被用于进一步降低成本,而不是使宽带接收器成为可能。此外,预计进一步降低成本将扩大定位技术在应用和市场中的使用,这些应用和市场目前没有利用定位技术,因为制造商和营销人员认为它太昂贵。beplay平台是黑网

斯特罗顿–我们所有的市场都需要宽带接收器;然而,民用接收机/天线RF特性适合于高带宽C/A处理(其中大部分RF能量位于频带中心)。所以MBOC信号确实引起了一些潜在的兼容性问题。

学历- 宽带。

威尔-我认为大多数应用的趋势将是宽带接收器。beplay平台是黑网如果回顾GPS接收器产品的历史,就会清楚地发现,即使是在消费者层面,也一直存在着提高定位精度的竞争压力。更好的准确性不仅是一个营销优势,而且它还开辟了全新的应用。beplay平台是黑网宽带信号的可用性是继续提高定位精度的一个关键因素。虽然目前可用的接收器可以利用更宽的带宽信号,成本更高,消耗更多的功率,快速改进的数字技术应该会使低成本,低功率,宽频带接收器在不远的将来成为可能。MBOC信号的可用性将最大限度地提高这种接收器的能力。

其他观察员

beplay体育下载地址邀请大多数全球导航卫星系统市场的代表公司发表意见。除了对我们的问题作了充分答复外,还有几位作了简短的发言:佳明国际有限公司没有识别发言人,但它提交了以下官方声明:“这是Garmin的政策,不披露有关未来设计的任何信息。但是,我们想表明我们支持MBOC的BOC(1,1)执行。“Sanjai克里,首席技术官SIRF Technology Inc.,提交了以下官方声明:“存在BOC(6,1)芯片在MBOC信号不会有太大的影响SiRF。不过,为了最大限度地利用弱信号,最好不要遭受任何信号功率的损失。因此,SiRF希望所有芯片都是BOC(1,1)。此外,值得怀疑的是,任何先进的多径减少方法将对城市和室内信号接收有很大的好处,因为微弱信号的视线成分很可能会被阻塞。”

欧洲公司- 众所周知的欧洲消费品公司无法获得内部批准,以回答问题,但下列技术经理的非官方沟通是兴趣:“与BOC相比,我们对MBOC的利弊的理解(1,1)是。。。该窄带接收器不能利用MBOC信号的较高频率分量,因此它们代表了浪费的功率从它们的观点。这尤其如此,因为获取尤其如此,因为获取带宽多次似乎比跟踪带宽窄,尤其是在用于为弱信号操作指定的消费产品中使用的那些并行采集接收器中。对于这样的接收器,所接收的信号功率在采集阶段至关重要,跟踪阶段不是很多。“

L1C、BOC和MBOC

与本文主题相关的是L1C信号设计的显著方式。最初的C/A-和p -码信号是在GPS联合项目办公室(JPO)的指导下由一小群技术人员设计的。虽然从一开始GPS就被理解为一种两用(民用和军用)系统,但信号主要是从军事角度设计的。

L2C民用信号机的设计由代表交通部(DoT)的JPO副项目经理领导,但这一过程是在极端的时间压力下进行的。RTCA,Inc.经联邦航空管理局(FAA)授权,最初定义了L5信号。RTCA是一个共识驱动的开放论坛,但其关注点几乎完全集中在航空领域。

相比之下,L1C的开发是由跨机构GPS执行委员会(IGEB)资助的,现在被国家天基定位、导航和定时(PNT)执行委员会所取代。美国国防部(DoD)和交通部的代表共同主持了PNT执行委员会:因此,中心焦点是将GPS作为一种两用工具进行管理。L1C项目由一名国防部代表和一名民事代表共同主持,反映了这一点。(民事联合主席是美国地质调查局的肯·赫德纳特博士。一系列JPO官员代表国防部:布莱恩·提图斯上尉、阿曼达·琼斯上尉和肖恩·里纳汉上尉。Stansell Consulting的Tom Stansell一直担任项目协调员。)

L1C的发展包括两项关键活动。首先是对广泛的民用要求和五种信号结构选择的发展进行了研究。一个技术团队进行了这部分工作,吸收了信号各个方面的专家,包括扩频码、数据调制、前向纠错和消息格式。

一些团队成员深入了解民用用户设备,从消费者芯片组到高精度调查接收器。其他人是航空要求的专家。第二个关键活动是我们的知识,独特:全球对GNSS专家的全球调查,以确定选择的五种选项中的哪一项。设计过程已完成,并已发布规范草案(IS-GPS-800)。

创新的MBOC提案是由一组非常有能力的美国和欧盟信号专家快速开发的,他们既有民事背景,也有军事背景。然而,这个团队显然只有一个在接收器制造方面有丰富经验的人,而且时间安排不允许有机会进行广泛的调查来评估设备制造商对设计的意见。与一些行业代表的非正式交谈也透露出对MBOC的不满。因此,beplay体育下载地址决定咨询一些来自制造GNSS设备公司的专家,以确定他们对MBOC概念的想法。

额外资源

1。关于推广、提供和使用伽利略和GPS卫星导航系统及其相关应用的协议,2004年6月26日,http://pnt.gov/public/docs/2004-US-EC-agreement.pdfbeplay平台是黑网

2。海因,g。W。j。a。Avila-Rodriguez,L.Ries,L. L. L. L. L. L. Liesler,J.Vent和T. Pratt,“伽利略L1 OS优化信号的候选人”,Ion GNSS的常规2005年9月19日至13日至13日,长滩,加利福尼亚州

3.海因,g。W。j。a。Avila-Rodriguez,S. Wallner,J.W.Betz,C. J. Hegarty,J. J. Rapranan,A.L.Kraay,A. R.普拉特,J.劳拉,J.欧文,J。issler,t.a.Stansell,“MBOC:Galileo L1 OS和GPS L1C推荐的新优化扩展调制”,beplay体育下载地址,第1卷,第4期,57-65页,2006年5 / 6月

4.海因,g。W。j。a。Avila-Rodriguez, S. Wallner, A. R. Pratt, J. Owen, J. l。“MBOC:用于GALILEO L1操作系统和GPS L1C的新的优化扩频调制”,IEEE/ION计划2006年4月24-27日,2006年,加州

5。IS-GPS-200:Navstar GPS空间段/导航用户界面;IS-GPS-705:Navstar GPS空间段/用户段L5接口;草稿是新L1C信号的-GPS-800;http://gps.losangeles.af.mil/engineing/icwg/

经过
GNSS解决方案标题Web.jpg
2006年3月1日

载波相位模糊解算,GNSS在移动电话系统中的应用,以及新型天线?

问:我需要一个新的天线来接收新的GPS和伽利略信号吗?一个天线对两个系统都有效吗?

A:为了回答这些问题,我们将介绍GPS和Galileo的信号格式、一些天线的基本原理和各种用户应用,然后是一些预测的性能评估。beplay平台是黑网

问:我需要一个新的天线来接收新的GPS和伽利略信号吗?一个天线对两个系统都有效吗?

A:为了回答这些问题,我们将介绍GPS和Galileo的信号格式、一些天线的基本原理和各种用户应用,然后是一些预测的性能评估。beplay平台是黑网

众所周知的“基本GPS”信号以L1(1575.42MHz)和L2(1227.60MHz)为中心,具有GPS粗/采集(C / A)代码,以1.023 MCP(每秒百万芯片)的切屑率L1。在L1和L2上以10.23Mcps的切屑率传输精确(P)代码;如果加密,则在10.23 MCP速率广播时称为P(Y)或Y代码。

对于这些二进制相移键(BPSK)调制信号,我们经常使用NULL-TO-NULL带宽(两次切屑率)来表征信号带宽,即C / A和P(Y)为2.046 MHz和20.046 MHz分别在相位正交传输的代码。注意,对于许多高性能应用,我们经常需要额外的信号带宽来包括信号频谱的边带beplay平台是黑网中的功率。这是考虑特定应用的天线带宽的一个非常重要的因素。

(对于Chris Bartone博士对这个问题的其余答案,请使用上面的PDF链接下载完整的文章。)

问:GPS和伽利略中的新频率如何影响承运人相模糊的分辨率?

A:在未来的几年中,随着伽利略的到来和全球定位系统的现代化,全球导航卫星系统的用户将受益于更多的卫星和信号。伽利略将由一个全新的星座组成,由30颗卫星组成,以四种频率发射信号。四种不同的导航服务将被提供,这意味着一些信号和信息对每个用户都是免费的,但其他服务要么要付费,要么只对特定的当局开放。

GPS现代化的第一个里程碑是L2C码的民用化。在下一阶段,L5信号也将可用。

因此,GNSS定位可以提高精度,可靠性,可用性和完整性。仍然,对于快速和高精度定位,载体相位模糊性分辨率仍然是必不可少的。只有在正确的整数值固定的歧义只有运营商相位观察开始就可充当非常精确的伪距离观察。这意味着校正整数估计的概率通常称为成功率,应该非常接近统一。

(Sandra Verhagen对这个问题的其余回答,请使用上面的PDF链接下载完整的文章。)

问:除了E-911和E-112,GNSS如何用于蜂窝电话系统?

A:虽然E-911和E-112紧急服务的移动定位变得更加普遍,但存在的其他重要应用不太明显。beplay平台是黑网这些属于两个主要类别:即与基于移动位置的直接移动用户应用程序相关的那些,以及与增强整个蜂窝网络性能相关联的那些。beplay平台是黑网

大量基于移动定位的用户应用正在迅速涌现beplay平台是黑网,包括街道地图和方向查找、车队位置数据记录和定向广告。在这个阶段还没有出现占主导地位的“杀手级应用”,但这些小型位置敏感服务的稳步积累正迅速使GNSS成为蜂窝功能和市场不可或缺的组成部分。

GNSS在蜂窝电话中的另一个主要应用类别是从网络容量和服务质量的角度,与无线网络基础设施的整体性能的提高有关。第一代蜂窝无线系统是基于时分或频分复用技术的。

(关于约翰·尼尔森博士对这个问题的其余答案,请使用上面的PDF链接下载完整的文章。)

经过
www.beplay1235.comGLONASS:曾经和未来的GNSS
2006年1月1日

www.beplay1235.comGLONASS:曾经和未来的GNSS

在苏联崩溃后,俄罗斯全球导航卫星系统(Glonass)近年来,俄罗斯全球导航卫星系统(Glonass)近年来,近年来,俄罗斯的全球导航卫星系统(Glonass)曾表现出全球三个GNSS计划的最稳定,曾被广泛地涂上了另一个经济和政治混乱的受害者。www.beplay1235.com

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www.beplay1235.comGlonass在1982年10月12日的第一个卫星发射时将全球定位系统进入太空,在第一个GPS卫星落后4个年龄。在1996年达到高点之后,在轨道上有两次以上的经营卫星,Glonass在未来五年内Dwindled陷入了七个运营卫星的Nadir。www.beplay1235.com

统治现金并期望在欧洲的伽利略项目中扮演更大的作用,俄罗斯允许从外国客户支付商业有效载荷,以便在发射设施中达到Glonass之前。www.beplay1235.com与新独立的哈萨克斯坦过度维护,操作和资助的哈萨克斯坦的争议进一步复杂了。与此同时,航天器的相对较短的设计生活(三年与GPS为7年龄)促成了运营卫星的快速下降。

2001年,根据弗拉基米尔总统普京的新俄罗斯政府重新评估了对基于空间的定位,导航和时机(PNT)的承诺,并将其开发时间表重新替换为更可持续的维度。2001年8月21日,决定致力于政府向2002 - 2011年计划重建和现代化的博览会。www.beplay1235.com

从那时起的年度发布时间表将星座翻倍为13个运营卫星。As a result, since 2001 the gap in worldwide navigation with GLONASS declined from 14 to 2 hours as of November with coverage 98 percent of the time over Russia, according to Sergey Revnivykh, an official with Roscosmos’ Satellite Navigation Department at the Mission Control Center of the Central Research Institute of Machine Building.

加快步伐

12月25日,俄罗斯又将3个航天器送入轨道,使该系统进入18个卫星星座的打击距离之内,这些卫星星座将在明年晚些时候就位,所有卫星将在2008年初投入使用。根据目前的计划,发射频率将在未来两年增加,到2010-11年提供24颗卫星星座。

然而,在12月25日发射的第二天,普京表示支持加速GLONASS的努力。www.beplay1235.com据俄罗斯新闻社报道,普京告诉政府成员,“GLONASS系统应该在2008年之前建立,就像最初计划的那样。www.beplay1235.com我们有这个可能。让我们看看在2006-2007年能做些什么。”

RIA Novosti随后引用了俄罗斯联邦空间机构的Anatoly Perminov,据称提前完成该制度的提案将于2006年1月15日之前参加普京。

现代化的Glonasswww.beplay1235.com SpaceCraft(Glonass-M)以自2003年以来为7年的设计生活飞行了这一点。随着最近的推出,两个人越来越多。不众所周知的是,这些事实包括L2的第二个开放式民用信号。

然而,由于GLONASS控制段之外缺乏能够处理GLONASS L2民用信号的用户设备,第二个完全开放信号的可用性提供的实际好处很少。www.beplay1235.comJavad导航系统(GeNiuSS)和Topcon定位系统(Paradigm - G3)最近公布的72通道芯片采用了一种通用技术设计,可以处理GLONASS L2信号,C/ a码和p码,以及新的伽利略信号。www.beplay1235.comTopcon公司已推出了基于该技术的新勘测设备系列,首款产品将作为参考站安装的NET-G3接收器。

技术、政策和预算

与全球定位系统和伽利略不同,其中每个卫星在相同的频率上广播不同的代码,Glonass在不同频率上广播相同的代码。www.beplay1235.com例如,在L1频率下,GLONASS开放信号在1598.0625MHz至160www.beplay1235.com7.0625之间,在具有0.5625MHz的信号峰的子带中扩展。该射频策略需要更广泛的广播频谱,并在一点地将俄罗斯系统从射频分配的上端运行的放射线组网场和卫星通信系统的压力下。

在20世纪90年代末的一项协议中,俄罗斯承诺采用一种“对地”信号策略,通过向地球两侧轨道运行的航天器分配相同的频率,使卫星发送信号的频带数量减半。这确保了GLONASS接收器不会在同www.beplay1235.com一频率上看到冲突信号,同时允许它需要的带宽被压缩到其分配的较低部分。

1999年的总统令正式将GLONASS作为民用和军用两用系统,就像GPS一样。www.beplay1235.com一个由民事和军事机构组成的机构间协调委员会提供用户社区的投入,类似于美国机构间GPS执行委员会及其后续机构天基PNT执行委员会。俄罗斯国防部(MoD)负责维护和控制该系统的地面和空间资产,而俄罗斯航天局(Roscosmos)担任项目协调员。

www.beplay1235.comGLONASS通过国防部和俄罗斯宇航局拨款直接从俄罗斯联邦预算中获得资金。然而,据俄罗斯消息人士透露,直到最近,通过民政机构获得资金仍存在问题。过去几年油价的上涨让俄罗斯受益匪浅。这个国家从中亚的油田大量生产并销往世界市场。普京总统主要是用这笔资金偿还欠国际货币基金组织的债务。然而,军事项目得到了更高层次的支持,这也为GLONASS提供了更稳定的资金。www.beplay1235.com

关闭性能差距

轨道上的卫星生存较短,加剧了维持Glonass星座的难度。www.beplay1235.com自2000年以来,所有目前的运营航天器都已推出,平均任务持续时间(实际运营寿命)为4.5岁 - 大约一半的GPS卫星。

此外,GLONASSwww.beplay1235.com表现落后于GPS。2005年3月由瑞士科学研究员研究所在11月在东京研讨会中引用的,报告说,与后处理相比,GPS间歇委员会(作为导航消息的一部分广播的轨道地点)的准确性平均约为一米。跟踪监控站的数据。相比之下,Glonass麻www.beplay1235.com醉符平均约为7到8米。

部分地,这反映了调整多个信号/频率组合的更困难的挑战,并占载波的不同传播效应具有略微变化的长度。但是板载原子钟和系统计时的质量以及卫星导航有效载荷软件和地面监控网络中的弱点也有助于解决问题。

现在俄罗斯正在实施具有卫星现代化和地面基础设施的准确性改进计划。从Glonass-M开始,由Reshewww.beplay1235.comtnev应用力学研究和生产协会(NPO-PM)制造的Krasnoyarsk制造,在24小时内的板载时钟稳定性从5×10提高-13到1×10-13。卫星导航软件中的改进动态模型将产生较低级别的未预测的加速度。

www.beplay1235.comGLONASS- m航天器在导航消息中使用先前预留的字节来提供额外的信息,包括GPS和GLONASS时间尺度的差异、导航帧的真实性(有效性)标志和数据信息的年龄。此外,还安装了改进的过滤器,以减少带外排放。

在地面上,GLONASS还将从www.beplay1235.com军事跟踪设施获得3个监测站,从俄罗斯联邦航天局(Roscosmos)网络获得9到12个监测站,就像美国将国家地理空间情报局(National Geospatial-Intelligence Agency)的监测站纳入全球定位系统(GPS)跟踪网络一样。美国和俄罗斯都在评估国际GNSS服务增加设备的效用和安全性。国际GNSS服务是一个由NASA位于加州的喷气推进实验室协调的广泛网络。

具有高稳定性和改进的全系统同步的新系统时钟将进一步改进GLONASS定时。www.beplay1235.comGLONASS坐标系统的定义将与国际www.beplay1235.com陆地参考系统联系起来,这是一项国际标准。作为这些现代化努力的结果,俄罗斯官员预测GLONASS的性能到2008年将等同于GPS。www.beplay1235.com

新一代卫星GLONASS-K计划于2008年开始发射。www.beplay1235.com这些卫星将有10年的设计寿命,并在L3频段携带第三个民用信号,在1198到1208 MHz频段有两个正在考虑的频率方案。目前GLONASS-K的计划包括在第www.beplay1235.com三个民用信号中提供GNSS完整性信息,以及全球差分星历和时间校正,以实现移动用户的亚米实时精度。

重新计划

最近的重建和现代化光荣的进展似乎使俄罗斯官员在内部和国际上促进系统的信心。www.beplay1235.com俄罗斯国家政策颁布了去年6月任务,从2006年开始,联邦GNSS用户只能在俄罗斯领土上使用Glonass或Glonass / GPS接收器,以便在航空航天和运输车辆以及大地和地籍测量。www.beplay1235.com甚至在普京最近的评论之前,俄罗斯还重新参与了几项举措

与美国最近一轮谈判导致2004年12月的联合声明,确认将对民事格索拉斯或GPS服务施加直接的用户费用,并致力于确保两种系统的兼容性和互操作性实施搜索www.beplay1235.com并使用GNSS定位的救援函数,并在国际组织的GNSS问题上进行合作。

12月6日,俄罗斯和印度签署了一项政府间协议,在一项达到同期达到的长期合作期间,达到了一年同期的长期合作,为联合开发和和平地利用Glonass的协议保护了一项政府间契约。www.beplay1235.com这包括GNSS地面基础设施开发的合作,并在印度的地球同步卫星发射车(GSLV)上推出Glonass-M卫星。www.beplay1235.comGSLV设计包括俄罗斯火箭发动机技术。

最后,与欧洲联盟继续就未来的伽利略/GLONASS协议进行磋商,一个技术工作组计划在4月提交一份关于GLONASS L3和Galileo E5b波段信号兼容性和互www.beplay1235.com操作性的提案。俄罗斯火箭将帮助发射伽利略卫星,包括12月28日首次成功发射GIOVE-A时使用的联盟-弗雷盖特(Soyuz-Fregat),以及由俄罗斯精密仪器制造科学研究所(NIIPP)生产的激光反射器,将测量两个GIOVE航天器的高度到厘米以内。

经过
伽利略的危险性(和珍珠)

伽利略的危险性(和珍珠)

12月28日成功推出了第一款伽利略卫星的卫星,标志着一个近13年来开始的过程的高潮。

12月28日成功推出了第一款伽利略卫星的卫星,标志着一个近13年来开始的过程的高潮。

1月19日欧洲航天局和伽利略工业GmbH,欧洲公司指导了100多个分包商的联盟,签署了9.5亿欧元(115亿美元)的合同,将为伽利略的运营部署铺平道路。合同要求通过广泛的跟踪和控制站网络呼叫四颗卫星支持,该网站将验证伽利略空间和地面基础设施的设计。四颗卫星是在所选展示站点上产生三维定位和精确定时所需的最小值。

然而,在1992年12月,伽利略只是一些空想家眼中的一闪而过。就在那个月,两个欧盟委员会(EC)的主管部门——交通和科学、研究和发展部门——决定资助一项关于欧洲卫星导航选择的适度研究。这期间产生的一种程序性的版本”波林的危险,“扣人心弦的系列电影中,每个部分以主人公——一个永恒的落魄放置在一个情况下,威胁她即将灭亡,只能救出一开始的下一个事件。

伽利略最近的“危险”围绕德国与欧洲联盟(欧盟)之间的争议围绕着欧洲联盟(欧盟)的争议,在制度部署阶段将在合同和职责中分配合同和责任。12月5日关于分享伽利略业务和控制中心的协定,其中五个国家在几个月的僵局中获救了伽利略。

“伽利略的危险”的下一个(但可能不是最后一个)行动仍有待完成:与一个公司联盟签署协议,完成空间和地面部分的开发,并在未来20年运营该系统。目前的估计认为这一里程碑将在2006年下半年实现,这反映了自该计划开始以来一直存在的拖延,并最终将其完成时间推迟到2010年——比欧洲共同体及其伽利略伙伴欧洲航天局(ESA)长期提出的日期晚了两年。

尽管如此,由Surrey Satellite Technology Ltd.建造的Giove-A的推出,标志着欧洲GNSS的主要和可能不可撤销的阶梯。Giove-A和第二次测试卫星的传输开始,由Galileo Industries制造的Giove-B,将使系统索赔于2000年在世界无线电会上分配的无线电频率并于2003年重申。

它们还将使欧空局能够评估若干新卫星部件和技术的在轨性能,重要的是,还使GNSS接收机开发人员能够在空间中处理真实信号。例如,GIOVE-B将于2006年上半年发射,将有一个被动式氢激射时钟作为额外的有效载荷,这是有史以来第一个飞入太空的此类时钟。目前的太空时钟是铯和铷的频率标准。伽利略卫星也将搭载铷时钟。

婉转

Several aspects of the €3.8 billion (US$4.6 billion) Galileo program distinguish it from its U.S. and Russian counterparts, GPS and GLONASS: full civilian control, a so-called public-private partnership (PPP) in its deployment and operation, international participation, and a multitude of services, including some that will be fee-based with guaranteed delivery of service. Indeed, the political challenges have long eclipsed the technical ones.

融合15(后面的25份)欧盟成员国的利益,三个额外的非欧盟ESA参与者,以及他们的主要产业因素在一个企业中都需要在有时称为“协调”的持续运动。伽利略代表了第一家欧洲宽的基础设施项目,因此,挑战欧盟和欧洲核武署,以实现新的政治能力 - 在自己和彼此之间。在1992年的1992年299年之前,伽利略近七年甚至在1999年2月的EC文件中获得了名字,“涉及新一代卫星导航服务。”

在那时,该程序已知为GNSS 2,将其与GNSS 1的区别为GNSS 1,欧洲地球静止导航覆盖服务(EGNOS),基于卫星的GPS和GLONASS的增强。www.beplay1235.com1999年5月,ESA部长委员会批准了伽利略计划;1999年6月,欧盟运输委员会赞同伽利略的第一个决议。

2000年11月22日,EC与欧洲议会和欧洲委员会的沟通制定了融资,组织,研发和实施计划。2001年11月,ESA部长委员会批准了伽利略(阶段-C / D,预算为5.5亿欧元)。2002年5月,安理会授权联合承诺,该机构实体根据欧洲共同体条约第171条设想,但仅在此前实施一次,允许欧盟在具有非欧盟机构的单一企业中合作。

欧空局和欧共体(代表欧盟)组成了伽利略联合事业(GJU)的最初成员,GJU的主要任务是完成特许合同。随后,代表中国和以色列的非欧盟政府组织与GJU签署了协议。包括乌克兰和印度在内的其他国家预计也将很快加入。特许经营公司将完成“伽利略”卫星和地面基础设施的部署,并在未来20年内在“伽利略”监管机构的监督下运行该系统。

直到2004年12月10日,欧洲理事会才最终决定部署该系统。然而,在此过程中,欧盟和欧空局在伽利略项目上日益加强的合作导致了一项关于共同欧洲空间政策的更广泛倡议。2003年底,两家机构发表了一份关于空间的白皮书,并签署了一项空间活动合作的“框架协议”。根据协议,“欧共体和欧空局将启动和资助联合项目,参与彼此的计划,创建共同的管理机构,开展研究,共同组织科学家会议和培训,交流和分享专家、设备和材料,以及使用设施。”

伽利略系统的总成本最初估计为34亿欧元,其中用于开发和验证阶段的公共投资为11亿欧元,由欧共体和欧空局分摊。这一阶段在2005年被重新评估为15亿欧元。

交易的艺术

Currently, a “grand coalition” of leading European aerospace, telecommunications, and banking interests is negotiating with the GJU in a formerly competitive process that saw the merger of the two leading consortia in March 2005. Last month’s agreement on Galileo’s operational and administrative direction saw Eurely — a grouping led by Alcatel, Finmeccanica, and Vinci Networks — and the iNavSat consortium headed by the European Aeronautic Defense and Space Company (EADS), Thales, and Inmarsat, joined by a new consortium of Munich, Germany–based companies. The latter group, TeleOp, includes the commercial arm of the German Space Agency (DLR), the LfA Förderbank Bayern, and subsidiaries of EADS and T-Systems.

但协议并不容易。八家公司和五大政府(法国,德国,英国,意大利和西班牙)的多面谈判将在一个级别或一组谈判代表中达到暂定的协议,但随后向另一个论坛带来分崩离析。对话框着色是领导伽利略计划的国家野心和对地理回报的敏感性 - 在方案参与者中传播合同和收入的实践,符合各国各国的捐款。

“最后,我们意识到,如果没有达成协议,我们就不能继续争夺这些资产,”EADS空间服务伽利略项目主管Martin Ripple告诉Inside GNSS。beplay体育下载地址“所以,EADS说,让我们把所有的工业参与者放在一个房间里,把五个政府参与者放在一个房间里。把他们锁在里面,直到他们拿出什么东西出来。”

他们从房间里出来的是一个计划在欧洲五个领先的空间国家之间重新分配伽利略行动的关键组成的计划。伽利略特许经营的总部将位于法国图卢兹,提供行政和市场的发展职责。Inmarsat将在英国的业务公司拥有整体管理领导,负责全球网络运营,包括绩效监测和运营安全。这两个控制中心(对于星座和使命)将位于德国(巴伐利亚州靠近慕尼黑)和意大利(阿布鲁佐地区的Fucino空间中心)以及支持特许公寓总部的两个绩效评估中心。西班牙将托管备份控制中心以及与伽利略安全关键型应用相关的设施。beplay平台是黑网

“这是向特许合同迈出的重要一步,”Ripple说。

一样,只是不同

在该计划的技术方面,伽利略已经进入在轨验证(IOV)和开发阶段,使用两颗GIOVE实验卫星来测试欧洲航天局的航天器设计和地面控制。IOV阶段将在2008年以部署四颗运行卫星结束。根据目前的计划,在接下来的两年内将会发射另外的26颗卫星,这些卫星将在2010年宣布具备全面作战能力(FOC)。

伽利略操作卫星将发射各种波段的信号,聚集在GPS L2频率附近的1176-1207兆赫兹频谱,以GPS L1频率为中心的1775.42兆赫兹和1278.75兆赫兹。后一个波段与GPS L2信号保持一定距离,频率为1227.6兆赫,但将处于俄罗斯正在考虑的第三个民用GLONASS信号的一个波段内,该信号将在2008年发射新卫星后开始广播。www.beplay1235.com

伽利略信号结构包括双相移位键控(BPSK)和二进制偏移载波(BOC)设计的组合。(当前的GPS信号是BPSK变化,但是未来的信号也将是基于BOC的。)最近,伽利略信号任务力提出了添加复合二进制编码的符号(CBCS)设计,该符号(CBCS)设计叠加BOC和二进制编码符号波形相同的切削率。

伽利略将提供五种服务:免费开放服务;基于收费的加密商业服务,提供更高的准确性和服务保证;生命服务安全包括信号认证和完整性警报(例如,商业航空);在近实时运行的搜索和救援服务,返回通信链接可能;以及称为“公共监管服务”或公关的加密政府服务,将由公共安全机构和可想,军力使用。生命安全安全认证计划在FOC后的一年内发生。

这一最后一点及其引起的责任问题可能是特许权合同最后谈判的最大复杂性。与服务保证相关的风险的确定和分担为伽利略项目引入了一个有问题的元素,这是全球定位系统(GPS)和全球导航卫星系统(GLONASS)同行所没有面对的。一位参与审议的人士提出了一个难题:如果落基山脉的徒步旅行者迷路了,在美国法官面前起诉伽利略,你该怎么办?一旦签署,特许权协议将导致GJU的逐步退出和伽利略监督机构的角色的出现。特许权合同也代表了公私合作关系的转折点,标志着伽利略不同于公共资助的GPS和GLONASS。特许权合同的谈判框架假定私营部门为该项目提供三分之二的资金€22亿部署阶段和所有€每年运行和维护伽利略的费www.beplay1235.com用为2.2亿美元。

考虑到欧洲GNSS计划的过去的坚持和逃避危险(包括自建的危险)的历史,伽利略项目可能会设法解决PPP之谜,并继续(相对)简单的任务,即构建和操作一个系统。

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