Xona Pulsar LEO PNT 星座、信号与接收机设计洞察

全球导航卫星系统（GNSS）格局正随着低地球轨道（LEO）星座（如 Pulsar）的出现而扩展，Pulsar 预计将在未来定位、导航与授时（PNT）中发挥关键作用。LEO 系统具有信号更强、鲁棒性更高、动态响应更快（有助于收敛和多径抑制）以及数据速率更高带来的首次定位时间（TTFF）更短等优势。然而，这些优势伴随着信号行为和星座几何结构的变化，需要在接收机设计中仔细考虑。本文利用 GNSS 仿真器研究 Pulsar 的特性，分析卫星过境持续时间、仰角、多普勒频移、多普勒变化率、距离和可见卫星数等参数。与 GPS 的对比揭示了 LEO 运行引入的差异。分析考察了参数的时间演化、统计分布以及最大值和最小值。除这些统计洞察外，研究还探讨了参数之间的相互依赖关系以及不同卫星之间的差异，提供了额外视角。在多个纬度进行评估以确保全球视角，并在相关处讨论了不同仰角掩码的影响。基于这些发现，本文从两个角度评估 Pulsar 对接收机设计的影响：设计考量（应对扩展的多普勒频移范围、更高的多普勒变化率以及独特的星座结构）和设计优化（利用参数分析和相互依赖关系，例如多普勒变化率与多普勒频移的关系，来优化捕获策略，并应用预测和优先级排序技术以避免不必要的计算）。这些优化措施共同可缩短捕获时间并降低接收机功耗。