The autonomous navigation of the spacecrafts in High Elliptic Orbit (HEO), Geostationary Earth Orbit (GEO) and Geostationary Transfer Orbit (GTO) based on Global Navigation Satellite System (GNSS) are considered feasible in many studies. With the completion of BeiDou Navigation Satellite System with Global Coverage (BDS-3) in 2020, there are at least 130 satellites providing Position, Navigation, and Timing (PNT) services. In this paper, considering the latest CZ-5(Y3) launch scenario of Shijian-20 GEO spacecraft via Super-Synchronous Transfer Orbit (SSTO) in December 2019, the navigation performance based on the latest BeiDou Navigation Satellite System (BDS), Global Positioning System (GPS), Galileo Navigation Satellite System (Galileo) and GLObal NAvigation Satellite System (GLONASS) satellites in 2020 is evaluated, including the number of visible satellites, carrier to noise ratio, Doppler, and Position Dilution of Precision (PDOP). The simulation results show that the GEO/Inclined Geo-Synchronous Orbit (IGSO) navigation satellites of BDS-3 can effectively increase the number of visible satellites and improve the PDOP in the whole launch process of a typical GEO spacecraft, including SSTO and GEO, especially for the GEO spacecraft on the opposite side of Asia-Pacific region. The navigation performance of high orbit spacecrafts based on multi-GNSSs can be significantly improved by the employment of BDS-3. This provides a feasible solution for autonomous navigation of various high orbit spacecrafts, such as SSTO, MEO, GEO, and even Lunar Transfer Orbit (LTO) for the lunar exploration mission.

中文翻译：

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超同步转移轨道和对地静止轨道中多GNSS导航的性能评估

在许多研究中，基于全球导航卫星系统（GNSS）的高椭圆轨道（HEO），对地静止地球轨道（GEO）和对地静止转移轨道（GTO）的航天器自主导航被认为是可行的。随着2020年北斗全球覆盖导航卫星系统（BDS-3）的建成，至少有130颗卫星提供定位，导航和授时（PNT）服务。本文考虑了2019年12月通过超同步转移轨道（SSTO）发射的石剑20号GEO航天器最新的CZ-5（Y3）发射情景，基于最新北斗导航卫星系统（BDS）的导航性能，全球对2020年的定位系统（GPS），伽利略导航卫星系统（Galileo）和地球定位导航卫星系统（GLONASS）卫星进行了评估，包括可见卫星的数量，载波噪声比，多普勒和精确度位置稀释（PDOP）。仿真结果表明，BDS-3的GEO /倾斜地球同步轨道（IGSO）导航卫星可以有效地增加可见卫星的数量，并在包括SSTO和GEO在内的典型GEO航天器的整个发射过程中改善PDOP，特别是针对亚太地区另一侧的GEO航天器。通过使用BDS-3，可以大大提高基于多GNSS的高轨道航天器的导航性能。这为各种高轨道航天器的自主导航提供了可行的解决方案，例如SSTO，MEO，GEO，甚至用于月球探索任务的月球转移轨道（LTO）。和位置稀释精度（PDOP）。仿真结果表明，BDS-3的GEO /倾斜地球同步轨道（IGSO）导航卫星可以有效地增加可见卫星的数量，并在包括SSTO和GEO在内的典型GEO航天器的整个发射过程中改善PDOP，特别是针对亚太地区另一侧的GEO航天器。通过使用BDS-3，可以大大提高基于多GNSS的高轨道航天器的导航性能。这为各种高轨道航天器的自主导航提供了可行的解决方案，例如SSTO，MEO，GEO，甚至用于月球探索任务的月球转移轨道（LTO）。和位置稀释精度（PDOP）。仿真结果表明，BDS-3的GEO /倾斜地球同步轨道（IGSO）导航卫星可以有效地增加可见卫星的数量，并在包括SSTO和GEO在内的典型GEO航天器的整个发射过程中改善PDOP，特别是针对亚太地区另一侧的GEO航天器。通过使用BDS-3，可以大大提高基于多GNSS的高轨道航天器的导航性能。这为各种高轨道航天器的自主导航提供了可行的解决方案，例如SSTO，MEO，GEO，甚至用于月球探索任务的月球转移轨道（LTO）。仿真结果表明，BDS-3的GEO /倾斜地球同步轨道（IGSO）导航卫星可以有效地增加可见卫星的数量，并在包括SSTO和GEO在内的典型GEO航天器的整个发射过程中改善PDOP，特别是针对亚太地区另一侧的GEO航天器。通过使用BDS-3，可以大大提高基于多GNSS的高轨道航天器的导航性能。这为各种高轨道航天器的自主导航提供了可行的解决方案，例如SSTO，MEO，GEO，甚至用于月球探索任务的月球转移轨道（LTO）。仿真结果表明，BDS-3的GEO /倾斜地球同步轨道（IGSO）导航卫星可以有效地增加可见卫星的数量，并在包括SSTO和GEO在内的典型GEO航天器的整个发射过程中改善PDOP，特别是针对亚太地区另一侧的GEO航天器。通过使用BDS-3，可以大大提高基于多GNSS的高轨道航天器的导航性能。这为各种高轨道航天器的自主导航提供了可行的解决方案，例如SSTO，MEO，GEO，甚至用于月球探索任务的月球转移轨道（LTO）。特别是针对亚太地区另一侧的GEO航天器。通过使用BDS-3，可以大大提高基于多GNSS的高轨道航天器的导航性能。这为各种高轨道航天器的自主导航提供了可行的解决方案，例如SSTO，MEO，GEO，甚至用于月球探索任务的月球转移轨道（LTO）。特别是针对亚太地区另一侧的GEO航天器。通过使用BDS-3，可以大大提高基于多GNSS的高轨道航天器的导航性能。这为各种高轨道航天器的自主导航提供了可行的解决方案，例如SSTO，MEO，GEO，甚至用于月球探索任务的月球转移轨道（LTO）。