GPS、GALILEO、BDS、GLONASS四大卫星定位系统的论述

GPS、GALILEO、BDS、GLONASS四大卫星定位系统的论述
GPS、GALILEO、BDS、GLONASS四大卫星定位系统的论述

GPS、GALILEO、BDS、GLONASS四大卫星定位系统的论述

一、基本介绍

GPS

数量:由24颗卫星组成。

轨道:高度约20200公里,分布在6条交点互隔60度的轨道面上。

精度:约为10米。

用途:军民两用。

进展:1993年全部建成,正在实验第二代卫星系统,计划发射20颗。

GLONASS

数量:24颗卫星组成;

精度:10米左右;

用途:军民两用;

进展:目前已有17颗卫星在轨运行,计划2008年全部部署到位。

GALILEO

数量:30颗中高度圆轨道卫星组成,27颗为工作卫星,3颗为候补;

轨道:高度为24126公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内;

精度:最高精度小于1米;

用途:主要为民用;

进展:2005年12月28日首颗实验卫星已成功发射,预计2008年前可开通定位服务。

BDS

数量:3颗卫星组成,2颗为工作卫星,1颗为备用卫星;

用途:军民两用;

进展:前两颗分别于2000年和2003年发射成功。

二、系统组成

空间部分

GPS:GPS的空间部分是由24颗卫星组成(21颗工作卫星;3颗备用卫星),它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗),轨道倾角为55°。

卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到 4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存导航信息,GPS的卫星因为大气摩擦等问题;随着时间的推移,导航精度会逐渐降低

GLONASS:GLONASS系统采用中高轨道的24颗卫星星座,有21颗工作星和3颗备份星,均匀分布在3个圆形轨道平面上,每轨道面有8颗,轨道高度H=19000km,运行周期T=11h15min,倾角i=64.8°。

GALILEO:如下图所示,30颗中轨道卫星(MEO)组成Galileo的空间卫星星座。卫星均匀地分布在高度约为23616km的3个轨道面上,每个轨道上有10颗,其中包括一颗备用卫星,轨道倾角为56°,卫星绕地球一周约14h22min,这样的布设可以满足全球无缝隙导航定位。卫星的设计寿命为20年,每颗卫星都将搭载导航载荷和一台搜救转发器。卫星发射采用一箭多星的发射方式,每次发射可以把5颗或6颗卫星同时送入轨道。可以满足发射任务的运载火箭有Ariane-5、Soyue等。

BDS:由3颗地球静止轨道卫星组成,两颗工作卫星定位于东经80°和140°赤道上空,另有一颗位于东经110.5°的备份卫星,可在某工作卫星失效时予以接替。

地面部分

GPS:地面控制部分由一个主控站,5个全球监测站和3个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接收机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3 个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时,把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入采取每颗GPS 卫星每天一次的方式,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。

GLONASS:GLONASS星座的运行通过地面基站控制体系(GCS)完成,该体系包括:一个系统控制中心(Golitsyno-2, 莫斯科地区)和几个分布于俄罗斯大部地区的指挥跟踪台站(CTS)。这些台站主要用来跟踪GLONASS卫星,接收卫星信号和遥测数据。然后由SCC处理这些信息以确定卫星时钟和轨道姿态,并及时更新每个卫星的导航信息,这些更新信息再通过跟踪台站CTS 传到各个卫星。

GALILEO:地面控制部分的两大功能包括导航控制与星座维护以及完好性监控。地面控制部分的构成如下:

(1)两个控制中心(GCC)。两个控制中心是地面控制部分的核心,分别位于法国和意大利。GCC的功能是:控制星座,保证卫星原子钟的同步,完好性信号的处理,监控卫星及由它们提供的服务,还有内部及外部数据的处理。GCC由轨道同步与处理设施(OSPF),精确授时设施(PTF),完好性处理设施(IPF),任务控制设施(MCF),卫星控制设施(SCF),服务产品设施(SPF)设施组成。

(2)GALILEO上行链路站(GUS)。往返于卫星的数据将通过GALILEO上行链路站的全球网络来传输,其中每个GUS都综合了一个TT&C站和一个任务上行站(MUS)。TT&C 站上行链路通过S波段发射,MUS通过C波段发射。

(3)GALILEO监测站(GSS)网络。分布在全球范围的GSS网络接收卫星导航信息(SIS),并且检测卫星导航信号的质量,以及气象和其他所要求的环境信息。这些站收到的信息将通过GALILEO通信网(GCN)中继传输至两个GCC。完好性信息是GALILEO 与其他GNSS系统的主要区别。

(4)GALILEO全球通信网络。利用地面和VSAT卫星链路,把所有地面站和地面设施连接起来。

BDS:由中心控制系统和标校系统组成。中心控制系统主要用于卫星轨道的确定、电离层校正、用户位置确定、用户短报文信息交换等。标校系统可提供距离观测量和校正参数。

用户部分

GPS:用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM 存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的接收机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。

GLONASS:到1995年为止,俄罗斯已研制了两代用户设备(UE)。第一代接收机只能用GLONASS来工作,与西方的同类GPS接收机相比,它偏大和偏重,有三种基本设计,即1通道、2通道和4通道接收机。第二代接收机是5通道、6通道和12通道设计,采用了大规模集成电路和数字处理技术,而且民用接受机可用GPS和GLONASS 两种系统来工作

GALILEO:用户接收机及终端,其基本功能使在用户段实现Galileo系统所提供的各种卫星无线导航服务,它应具备下列功能:

(1)直接接收Galileo的SIS信号;

(2)拥有与区域和局域设施部分所提供服务的接口;

(3)能与其他定位导航系统(例如GPS)及通信系统(例如UMTS)互操作。

另外,Galileo接收机还具有通过集成标准化微芯片来实现其他功能的技术潜力。例如,实现下列功能:

(1)将Galileo微型终端集成进入移动电话,使之具备定位导航功能;

(2)集成航空导航功能,使之应用于飞行器试验;

(3)集成进入车载导航平台,向驾驶员提供定位与交通监测服务。

Galileo卫星导航计划目前正处于来发和确认阶段,在2008年Galileo系统正式建成并进入商业运行之前,其体系界都还可能有所更新。Galileo作为世界上第一个全球民用卫星导航定位系统,将对未来世界科技、经济发展产生重大影响,因而跟踪了解Galileo系统,对于我国将来更好地应用该系统,发展我国的科技与国民经济有着重要的意义。

BDS:用户段端也就是用户的终端,北斗可以同时兼容其他卫星导航系统的接收机。

三、定位原理

GPS:利用GPS进行定位的基本原理是空间后方交会(如图),即以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离(或距离差)的观测量为基础,根据已知的卫星瞬时坐标来确定用户接收机所对应的点位,即待定点的三维坐标(X,Y,Z)。

GPS定位的关键是测定用户接收机天线至GPS卫星之间的距离,分伪距测量和载波相位测量两种。

GLONASS:GLONASS定位的原理是距离交会。GLONASS卫星在任一时刻的位置可以通过卫星星历计算出来,理论上,只要知道用户到3颗卫星的距离,便可计算出用户的位置,但这要求卫星与用户以及卫星之间的时间同步精度极高,目前还不能完全满足,只好引入一个时间参数。由于多了一个未知量,因此,实际定位时要至少接收4颗卫星的信号。GLONASS卫星同时发射粗码(C/A码)和精码(P码),C/A码用于向民间提供标准定位,而P码用于俄罗斯军方高精度定位或科学研究。

GALILEO:被动式,有源无线电测距定位技术。

BDS:在空间中若已经确定A、B、C三点的空间位置,且第四点D到上述三点的距离皆已知的情况下,即可以确定D的空间位置,原理如下:因为A点位置和AD间距离已知,可以推算出D点一定位于以A为圆心、AD为半径的圆球表面,按照此方法又可以得到以B、C为圆心的另两个圆球,即D点一定在这三个圆球的交汇点上,即三球交汇定位。北斗的试验系统和正式系统的定位都依靠此原理。

四、特点

GPS:GPS导航定位以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点著称

GLONASS:

GLONASS与GPS有许多不同之处:一是卫星发射频率不同。GPS的卫星信号采用码分多址体制,每颗卫星的信号频率和调制方式相同,不同卫星的信号靠不同的伪码区分。而GLONASS采用频分多址体制,卫星靠频率不同来区分,每组频率的伪随机码相同。由于卫星发射的载波频率不同,GLONASS可以防止整个卫星导航系统同时被敌方干扰,因而,具有更强的抗干扰能力。二是坐标系不同。GPS使用世界大地坐标系(WGS-84),而GLONASS 使用前苏联地心坐标系(PE-90)。三是时间标准不同。GPS系统时与世界协调时相关联,而GLONASS则与莫斯科标准时相关联。

GALILEO:

1.全天候、全球无缝覆盖

2.独立于美国,受欧洲控制的民用卫星导航定位系统

3.定位精度高于其它导航星座

4.导航定位服务多样性

5.具有地面与卫星通信能力,提供救援和搜索服务

6.系统开放性

7.系统管理民间性

BDS:北斗最大的特点,就是把导航与通信紧密结合起来,这是其他导航系统所不具备的。比如沙漠、草原等地方,手机无法使用,北斗的这些特点就能发挥重要作用。2008年汶川地震,重灾区通信中断。救援部队持北斗终端设备进入,利用其短报文功能突破通信盲点,与外界取得了联系。同时管理中心则通过位置报告功能,随时掌握着每一个终端所处的位置。而且北斗首次集纳多种轨道设计于一身,这样的混合轨道能提供更多可见卫星,可支持更长的连续观测时间和更高精度。

五、发展现状

GPS:

当前,GPS产业已经成为国际上八大无线产业之一,也是目前世界上发展最快的三大信息产业之一,世界各国都在瞄准这一巨大市场。从产品结构上看,当前GPS应用市场最红火的是车辆导航、消费产品和跟踪监控,尤其以车辆导航所占份额为最多。2002年,全球车辆导航产品的产值为近40亿美元,约占GPS产品总值的35.4%左右。2002年底,在日本装有导航系统的车辆保有量超过了700万台。2002年日本的车载GPS导航仪产量,达到300万套,年增长率为33.3%。北美和欧洲的车载导航仪的销量在2002年内达到200万套,基本是每年都以翻一番的速度增长。为了能使GPS更好地满足军事、民间和商业用户不断增长的应用需求,美国决定用先进技术改进和完善GPS系统。

GLONASS:

Glonass-K卫星是完全基于非压力式平台的新型卫星,使用寿命达到十年,该型号卫星完成后,Glonass系统将与GPS不相上下,用户可以使用两套系统。系统目前使用的卫星为两种型号卫星——Glonass卫星与其升级型号Glonass-M。Glonass-M卫星使用寿命更长,为七年,装有先进的天线馈电系统,并为民用客户增加了一个额外的导航频率。

Glonass系统为军民两用而设计,可使用户实时标明位置。在2007联邦预算中共分配给Glonass 3.8亿美元,2006年则为1.81亿美元。

GALILEO:伽利略卫星导航系统是欧盟和欧洲空间局正在建设中的项目,以天文学家伽利略的名字命名,初衷是为欧洲国家提供一个独立于美国GPS和俄罗斯格洛纳斯之外的高精度定位导航系统,使欧盟在卫星导航问题上摆脱对美国和俄罗斯的依赖,实现自主独立。伽利略系统的技术水平将高于GPS和格洛纳斯。比如,其精度甚至可以达到一米级别。伽利略系统分为基本版和高精度版,前者将是免费的,后者则提供给付费的商业用户以及用于军事用途,该系统在极端情况下,会因为军事原因而对某些用户关闭。

2003年5月,欧盟和欧洲空间局正式批准伽利略项目第一阶段,最初预计2012年开始运行,但这一日期已被屡次推迟。现在的计划是2019年全部建成。

伽利略计划遇到的最大问题是缺钱。该计划提出之初,欧盟和欧洲空间局的设想是,该项目的三分之二资金由私人投资者提供,其余三分之一由欧盟和欧洲空间局分担。但私人投资迟迟不到位,而项目预算则从最初的77亿欧元飙升到200多亿欧元。

如果资金问题没有得到彻底解决,伽利略系统的全面建成时间还有可能会继续推迟。

BDS:

2000年以来,我国已成功发射了3颗“北斗导航试验卫星”建成北斗导航试验系统。这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时和GPS广域差分功能,并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用。2006年,中国政府发表了《中国的航天》白皮书,特别提到了完善“北斗”导航试验卫星系

统,启动并实施“北斗”卫星导航系统计划。发展卫星导航、定位与授时的自主应用技术和产品,建立规范的、与卫星导航定位相关的位置服务支撑系统、大众化应用系列终端,扩展应用领域和市场。通过“卫星导航应用产业化”等重大工程项目的实施,利用国内外导航定位卫星,在卫星导航定位技术的开发、应用与服务方面取得长足进步。目前,我国第二代卫星导航系统已开始正式立项建设,并列入国家重点建设项目。在建的北斗卫星导航系统由空间卫星系统、地面运控系统和用户应用系统三大部分组成。由5颗静止地球轨道(GEO)卫星和30颗非静止轨道卫星组成,提供两种服务方式,即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务,定位精度为10m,授时精度为50ns,测速精度达到0.2m/s。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。地面运控系统由主控站、注入站和监测站等若干个地面站构成;用户端由北斗用户终端和与GPS、GLONASS、伽利略其他导航系统兼容的终端组成。用户应用系统包括所有服务于陆、海、空、天等不同用户、不同性能的各种谱型用户设备,主要任务是接收卫星发射的导航信号,实现用户的导航定位、定时、测速和报文通信。

北斗、Galileo、GLONASS、GPS定位导航系统对比

北斗、Galileo、GLONASS、GPS定位导航系统对比 世界有四大定位导航系统,分别是中国的北斗卫星定位系统、欧盟的Galieo、俄罗斯的GLONASS、美国人的GPS定位系统。 1.GPS 2.GLONASS全球导航卫星系统 GLONASS的起步晚于GPS9年。从前苏联 1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星开始,到1996年,13年时间内历经周折,虽然遭遇了苏联的解体,由俄罗斯接替部署,但始终没有终止或中断GLONASS卫星的发射。1995年初只有16颗GLONASS卫星在轨工作,1995年进行了三次成功发射,将9颗卫星送入轨道,完成了24颗工作卫星加1颗备用卫星的布局。经过数据加载、调整和检验,已于 1996年1月18日.整个系统正常运行。 1卫星星座 GLONASS卫星星座的轨道为三个等间隔椭圆轨道,轨道面间的夹角为120度,轨道倾角 64.8度,轨道的偏心率为o.01,每个轨道上等间隔地分布8颗卫星。卫星离地面高度19100km,绕地运行周期约11小时15分,地迹重复周期8天,轨道同步周期17困。 由于GLONASS卫星的轨道倾角大于GPS卫星的轨道倾角,所以在高纬度(50度以上)地区的可视性较好。 每颗GLONASS卫星上装有艳原子钟以产生卫星上高稳定时标,并向所有星载设备的处理提供同步信号。星载计算机将从地面控制站接收到的专用信息进行处理,生成导航电文向用户广播。导航电文包括:

①星历参数;②星钟相对于GLONASS时的偏移值;③时间标记; ④GLONA SS历书。 GLONASS卫星向空间发射两种载波信号。L1频率为 1.602— 1.616MHz.L2频率为 1.246— 1.256MHz为民用,L2供军用。 2.地面探制系统 地面控制站组包括一个系统控制中心,一个指令跟踪站,网络分布于俄罗斯境内。 CTS跟踪着GLoNAs5可视卫星,它遥测所有卫星,进行测距数据的采集和处理,并向各卫星发送控制指令和导航信息。 3用户设备 接收GUNASS卫星信号并测量其伪距和速度,同时从卫星信号中选出并处理导航电文。 接收机中的计算机对所有输入数据处理并算出位置坐标的三个分旦、速度矢量的三个分量和时间。利用两个独立的卫星定位系统进行导航和定位测量,可有效地削弱美俄两国对各自定位系统的可能控制,提高定位的可靠性和安全性。 4伐罗斯联邦政府对GLONA5S系统的使用政策 早在1991年俄罗斯首先宣称;GLoNAs5系统可供国防民间使用、不带任何限制,也不计划对用户收费.该系统将在完全布满星座后遵照已公布的性能运行至少15年。民用的标准精度通道(csA)精度数据为:

全球四大卫星定位系统

全球四大卫星定位系统 一.GPS系统(美国) 二.北斗系统(中国) 三.GLONASS系统(俄罗斯) 四.伽利略卫星导航系统(欧盟) GPS系统(美国) GPS系统是美国从上世纪70年代开始研制,历时20年,耗资近200亿美元,于1994年全面建成的新一代卫星导航与定位系统。GPS利用导航卫星进行测时和测距,具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力。它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。如今,GPS已经成为当今世界上最实用,也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。 GPS系统概述GPS系统由空间部分、地面测控部分和用户设备三部分组成。 (1)空间部分GPS系统的空间部分由空间GPS卫星星座组成。 (2)控制部分控制部分包括地球上所有监测与控制卫星的设施。 (3)用户部分GPS用户部分包括GPS接收机和用户团体。 主要功能: 导航 测量 授时

标准:全球定位系统(GPS)测量规范GB/T 18314-2001 Specifications for global positioning system (GPS) surveys 种类: GPS卫星接收机种类很多,根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型;根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。 北斗卫星导航系统 中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System, 统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。 段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户 度0.2米/秒,授时精度10纳秒。 系统构成 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨 道卫星组成,中国计划2012年左右,“北斗”系统将覆盖亚太地区,

全球四大卫星导航系统

全球四大卫星导航系统 美国GPS系统 目前世界使用最多的全球卫星导航定位系统是美国的GPS系统。它是世界上第一个成熟、可供全民使用的全球卫星定位导航系统。该系统由28颗中高轨道卫星组成,其中4颗为备用星,均匀分布在距离地面约20000千米的6个倾斜轨道上。 俄罗斯格洛纳斯系统 格洛纳斯是前苏联国防部于20世纪80年代初开始建设的全球卫星导航系统,从某种意义上来说是冷战的产物。该系统耗资30多亿美元,于1995年投入使用,现在由俄罗斯联邦航天局管理。格洛纳斯是继GPS之后第2个军民两用的全球卫星导航系统。 欧洲伽利略系统 伽利略系统是欧空局与欧盟在1999年合作启动的,该系统民用信号精度最高可达1米。 计划中的伽利略系统由30颗卫星组成。2005年12月28日,首颗实验卫星Glove-A发射成功,第2颗实验卫星Glove-B在2007年4月27日由俄罗斯联盟号运载火箭于哈萨克斯坦的拜科努尔基地发射升空。 中国北斗系统 北斗全球卫星定位导航系统由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,提供开放服务和授权服务两种模式。根据系统建设总体规划,2020年左右,建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。 2011年4月10日,我国成功发射第八颗北斗导航卫星,标志着北斗区域卫星导航系统的基本系统建设完成,我国自主卫星导航系统建设进入新的发展阶段。从当初的“最高机密”,到今日向民用市场推广,北斗计划已经走过了20多年。曾经的主力科学家已经成了白发苍苍的院士,北斗系统的理论创始人也已经故去。4月10日4时47分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将第八颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道。这是一颗倾斜地球同步轨道卫星。这颗卫星将与2010年发射的5颗导航卫星共同组成“3+3”基本系统(即3颗GEO卫星加上3颗IGSO卫星),经一段时间在轨验证和系统联调后,将具备向我国大部分地区提供初始服务条件。今明两年,我国还将陆续发射多颗组网导航卫星,完成北斗区域卫星导航系统建设,满足测绘、渔业、交通运输、气象、电信、水利等行业,以及大众用户的应用需求。 中国卫星导航系统管理办公室负责人冉承其介绍,目前,北斗卫星导航系统正按照“三步走”发展战略稳步推进第一步,2003年建成北斗导航试验系统。系统由三颗地球同步静止轨道卫星和地面系统组成,可为我国及周边地区的中、低动态用户提供定位、短报文通信和授时服务,已应用于水利、渔业、交通、救援等国民经济领域,经济和社会效益显著。第二步,2012年左右,将建成由10余颗卫星组成的北斗区域卫星导航系统,具备覆盖亚太地区的服务能力,采用无源定位体制,具有定位、导航、授时以及短报文通信功能。第三步,2020年左右,建成由30余颗卫星组成,覆盖全球的北斗全球卫星导航系统,系统性能达到同期国际先进水平。 北斗卫星导航系统除了能够提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务,还保留了北斗卫星导航试验系统的短报文通信、差分服务和完好性服务特色,是我国经济社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施。

全球四大卫星导航系统对比

简单对比全球四大卫星导航系统 2011年12月27日,对于中国的高精度测绘定位领域来说是一个不平凡的日子,中国北斗卫星导航系统(CNSS)正式向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务,这是世界上第三个投入运行的卫星导航系统。 在此之前,美国的全球定位系统(GPS)和俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)早在上世纪90年代就已经建成并投入运行。与此同时,欧盟也在打造自己的卫星导航系统——“伽利略”计划。 那么,这四大卫星导航系统之间到底有着怎么样的区别和联系呢?下面,就让我们来逐个分析一下,通过四大卫星导航系统的优劣分析,给大家一个较为明显的概念。 四大卫星导航系统各有优势,详情如下: GPS:成熟 GPS,作为大家最为熟悉的定位导航系统,她最大的特点就是技术方面最为成熟。 美国“全球定位系统”(GPS),是目前世界上应用最广泛、也是技术最成熟的导航定位系统。GPS空间部分目前共有30颗、4种型号的导航卫星。1994年3月,由24颗卫

星组成的导航“星座”部署完毕,标志着GPS正式建成。 中国北斗:互动开放 北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是:建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。目前市面上定位导航仪器公司如国外的天宝、拓普康,国内的华测导航等都已支持北斗卫星导航定位系统。 欧盟伽利略:精准 伽利略定位系统是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统,有“欧洲版GPS”之称。伽利略定位系统总共发射30颗卫星,其中27颗卫星为工作卫星,3颗为候补卫星。该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外,还有2个地面控制中心。 俄罗斯格洛纳斯:抗干扰能力强 早在美苏冷战时期,美国和苏联就各项技术特别是空间技术方面争锋相对,在美国GPS技术遍布全国的同时,苏联也没闲着,一直忙于研发自己的全球导航定位系统。俄罗斯的这套格洛纳斯系统便是其不断努力的结果。格洛纳斯由24颗卫星组成,也是由军方负责研制和控制的军民两用导航定

全球四大导航系统

全球四大卫星定位系统 目前,世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。当前全球有四大卫星定位系统,分别是美国的全球卫星导航定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯GLONASS系统、欧洲在建的"伽利略"系统、和中国的北斗卫星导航系统。 一、美国GPS长期垄断 美国国防部从1973年开始实施的GPS系统,这是世界上第一个全球卫星导航系统,在相当长的一段时间内垄断了全球军用和民用卫星导航市场。GPS全球定位系统计划自1973年至今,先后共发射了41颗卫星,总共耗资190亿美元。GPS原来是专门用于为洲际导弹导航的秘密军事系统,在1991年的海湾战争中首次得到实战应用。随后,在科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中大显身手。从克林顿时代起,该系统开始应用在了民用方面。现运行的GPS系统由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。美国利用GPS获得了巨大的经济利益,多年来在出售信号接收设备方面赚取了巨额利润。以1986年为例,当时一台一般精度的GPS定位仪价格5万美元,高精度的则达到10万美元。现在价格虽然有所下降,但也可推算出20年来GPS"收获颇丰"。以GPS为代表的卫星导航定位应用产业,已成为八大无线产业之一。据美国国家公共管理研究院进行的调查评估表明,GPS的全球销售额将以每年38%的速度增长,2005年全球GPS市场已达到310亿美元。长期以来,美国对本国军方提供的是精确定位信号,对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号--也就是说,地球上任何一个目标的准确位置,只有美国人掌握,其他国家只知道个"大概"。在海湾战争时,美国还曾置欧盟各国利益不顾,一度关闭对欧洲GPS服务。 2003年3月20日,伊拉克战争爆发。大批轰炸机、战斗机猛扑向伊拉克首都巴格达,用炸弹准确地将一座建筑彻底摧毁,行动代号:"斩首行动";4月,一架B-1B"枪骑兵"轰炸机临时接到任务,用炸弹摧毁了另一座建筑。他们的目标都是一个人:萨达姆侯赛因,他们所使用的炸弹都是一种:联合攻击炸弹(JDAM),这些炸弹之所以都能够精确的打击目标,是因为他们都是通过卫星定位来实现定位,提供这种定位服务的正是由24颗美国卫星组成的全球定位系统--GPS。 由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点,作为先进的测量手段和新的生产力,已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。 随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展,美国政府宣布,在保证美国国家安全不受威胁的前提下,取消SA政策,GPS民用信号精度在全球范围内得到改善,利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到10米,这将进一步推动GPS技术的应用,提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量,刺激GPS市场的增长。 二、俄罗斯GLONASS(格洛纳斯)系统 "格洛纳斯GLONASS"是俄语中"全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE"的缩写。作用类似于美国的GPS、欧洲的伽利略卫星定位系统。最早开发于苏联时期,后由俄罗斯继续该计划。俄罗斯1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。1995年俄罗斯耗资30多亿美元,完成了GLONASS导航卫星星座的组网工作。它也由24颗卫星组成,原理和方案都与GPS类似,不过,其24颗卫星分布在3个轨道平面上,这3个轨道平面两两相隔120°,同平面内的卫星之间相隔45°。每颗卫星都在19100千米高、64.8°倾角的轨道上运行,轨道周期为11小时15分钟。地面控制部分全部都在俄罗斯领土境内。俄罗斯自称,多功能的GLONASS系统定位精度可达1米,速度误差仅为15厘米/秒。如果必要,该

四大卫星导航系统伪距单点定位性能对比分解

四大卫星导航系统伪距单点定位性能对比摘要 引言 卫星导航定位系统的成功产生,促进了卫星导航定位市场这一新兴产业的发展。全球卫星导航业务一直被美国的GPS即全球定位系统(Global Positioning System)所垄断。目前,GPS以其技术优势和廉价的使用成本,在全球得到广泛应用,涉及野外勘探、陆路运输、海上作业及航空航天等诸多行业,其相关产品和服务市场的年产值达80亿美元,成为当今国际公认的八大无线产业之一。 然而在海湾战争和阿富汗战争期间,欧洲使用的GPS系统曾经受到限制,而且定位精度也有所下降;尤其在科索沃战争中,美国还曾经单方面关闭过巴尔干地区的民用导航信号源。 GPS是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。在美国全面研制成功并运用到民事和军事领域后,全球各个大国发现了其潜在危机以及机遇。 随后,是俄罗斯的卫星系统“格洛纳斯GLONASS”,是俄语中“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的缩写。最早开发于苏联时期,后由俄罗斯继续该计划。俄罗斯1993年开始独

自建立本国的全球卫星导航系统。 紧接其后是中国的北斗导航系统,他于1994年启动北斗卫星导航试验系统建设。在之后是欧洲的卫星导航系统。2002年3月26日,欧盟首脑会议批准Galileo卫星导航定位系统的实施计划。这标志着在2008年欧洲将拥有自己的卫星导航定位系统,并结束美国的GPS 独霸天下的局面。 第一章伪距单点定位 根据观测值的不同,卫星导航系统单点定位可以分为伪距单点定位和相位单点定位。其中伪距单点定位因速度快、不存在整周模糊度、接收机价格低等优势,被广泛用于各种车辆、舰船的导航和监控、野外勘测等领域。 伪距单点定位原理 测码伪距是由卫星发射的码到测站的传播时间与光速的乘积所 得的量测距离。设观测历元i、接收机k、卫星j,在建立伪距观测值距离方程时,必须 顾及卫星钟差、接收机钟差及大气折射对流层延迟、电离层延迟讯,方程为: = 解算时将其线性化,略去接收机及观测历元的标号, 得到观测方程式:

全球四大卫星定位系统

全球四大卫星导航系统简介 一、美国的GPS 系统: 美国的GPS系统,由24 颗(3 颗为备用卫星) 在轨卫星组成。 的信号有两种GPS码。码,P C/A 米。一般的接收机利用29.3m 到2.93 民用:

C/A 码的误差是码计算 C/A 代中期为了自身的安全考虑,在信号上加入了90 定位。美国在 米左右。在 SA(SelectiveAvailability),令接收机的误差增大,到100 精度应该能在GPS年2000 5 月2 日,SA取

消,所以,咱们现在的米以内。20 码P C/A 0.293 米是码的十分之一。但是2.93 军用:P 码的误差为米到 AS(Anti-Spoofing) 只能美国军方使用,码上加上的干扰信号。P,是在 二、中国的“北斗”卫星导航定位系统:“北斗”卫

星导航定位系统需要发射35 颗卫星,足足要比GPS多出11 颗。按照规划,“北斗”卫星导航定位系统将有 5 颗静止轨道 卫星和30 颗非静止轨道卫星组成,采用“东方红”-3 号卫星平台。30 颗非静止轨道卫 星又细分为27 颗中轨道(MEO)卫星和3 颗倾斜同步(IGSO) 卫星组成,27 颗MEO卫星平均分布在倾

角55 度的三个平面上, 轨道高度21500 公里。“北斗” 卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。开放服务在服务区免费提供 纳秒,测速精度50 定位,测速和授时服务,定位精度为10 米,授时精度为 为0.2 米/ 秒。授权服务则是军事用途的马甲,将向授权用户提供更安全与更

高精度的定位,测速,授时服务,外加继承自北斗试验系统的通信服务功 能,精度可以达到重点地区水平10 米,高程10 米,其他大部分地区水平20 的水平是差不多的。秒。这和美国GPS 0.2 米/ 米,高程20 米;测速精度优于 另外,“北斗一号”还可以提供用户的双向通讯功能,

北斗卫星导航系统常识简介

北斗卫星导航系统常识 简介 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

北斗卫星导航系统常识简介一、北斗卫星导航系统现状 中国北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem,BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO,是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星(又称24小时轨道,指轨道平面与赤道平面重合,卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期,且方向亦与之一致,即卫星与地面的位置相对保持不变,故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象等方面)和30颗非静止轨道卫星组成,2012年左右,“北斗”系统将覆盖亚太地区,2020年左右覆盖全球。中国正在实施北斗卫星导航系统建设,截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。 2000年,首先建成北斗导航试验系统,使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统,覆盖范围东经约70°-140°,北纬5°-55°。北斗

GPS、GALILEO、BDS、GLONASS四大卫星定位系统的论述之令狐文艳创作

GPS、GALILEO、BDS、GLONASS四大卫星定位系统的论述 一、 令狐文艳 二、基本介绍 ?GPS 数量:由24颗卫星组成。 轨道:高度约20200公里,分布在6条交点互隔60度的轨道面上。 精度:约为10米。 用途:军民两用。 进展:1993年全部建成,正在实验第二代卫星系统,计划发射20颗。 ?GLONASS 数量:24颗卫星组成; 精度:10米左右; 用途:军民两用; 进展:目前已有17颗卫星在轨运行,计划2008年全部部署到位。 ?GALILEO 数量:30颗中高度圆轨道卫星组成,27颗为工作卫星,3颗为候补;

轨道:高度为24126公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内; 精度:最高精度小于1米; 用途:主要为民用; 进展:2005年12月28日首颗实验卫星已成功发射,预计2008年前可开通定位服务。 ?BDS 数量:3颗卫星组成,2颗为工作卫星,1颗为备用卫星; 用途:军民两用; 进展:前两颗分别于2000年和2003年发射成功。 二、系统组成 ?空间部分 ?GPS:GPS的空间部分是由24颗卫星组成(21颗工作卫星; 3颗备用卫星),它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗),轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到 4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存导航信息,GPS的卫星因为大气摩擦等问题;随着时间的推移,导航精度会逐渐降低?GLONASS:GLONASS系统采用中高轨道的24颗卫星星座,有21颗工作星和3颗备份星,均匀分布在3个圆形轨道平面上,每轨道面有8颗,轨道高度H=19000km,运行周期T=11h15min,倾角i=64.8°。 ?GALILEO:如下图所示,30颗中轨道卫星(MEO)组成

全球四大卫星定位系统课稿

全球四大卫星定位系统 说起卫星定位导航系统,人们就会想到GPS,但是现在,伴随着众多卫星定位导航系统的兴起,全球卫星定位导航系统有了一个全新的称呼:GNSS(Global Navigation Satellite System)。当前,在这一领域最吸引人眼球的要数美国的GPS卫星导航系统;此外,还有俄罗斯的“格洛纳斯”导航卫星系统,欧盟的“伽利略”导航卫星系统,以及我国自主开发的“北斗”导航卫星系统。 一、美国GPS系统 GPS(Global Position System)全球定位系统是目前最成熟的卫星定位导航系统。它是美国从上世纪70年代开始研制,历时20年,耗资近200亿美元,于1994年全面建成的新一代卫星导航与定位系统。GPS利用导航卫星进行测时和测距,具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力。它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。如今,GPS已经成为当今世界上最实用,也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。 GPS全球定位系统由空间系统、地面控制系统和用户系统三大部分组成。其空间系统由21颗工作卫星和3颗备份卫星组成,分布在20200千米高的6个轨道平面上,运行周期12小时。地球上任何地

方任一时刻都能同时观测到4颗以上的卫星。地面控制系统负责卫星的测轨和运行控制。用户系统为各种用途的GPS 接收机,通过接收卫星广播信号来获取位置信息,该系统用户数量可以是无限的。 GPS全球定位系统是美国为军事目的而建立的。1983年一架民用飞机在空中因被误以为是敌军飞机而遭击落后,美国承诺GPS免费开放供民间使用。美国为军用和民用安排了不同的频段,并分别广播了P码和C/A码两种不同精度的位置信息。目前美国军用GPS精度可达1米,而民用GPS理论精度只有10米左右。特别地,美国在90代中期为了自身的安全考虑,在民用卫星信号上加入了SA (Selective Availability),进行人为扰码,这使得一般民用GPS接收机的精度只有100米左右。2000年5月2日,SA干扰被取消,全球的民用GPS 接收机的定位精度在一夜之间提高了许多,大部分的情况下可以获得10米左右的定位精度。美国之所以停止执行SA政策,是由于美国军方现已开发出新技术,可以随时降低对美国存在威胁地区的民用GPS 精度,所以现在这种高精度的GPS技术才得以向全球免费开放使用。 受应用需求的刺激,民用GPS技术蓬勃发展,出现了DGPS(差分GPS)、WAAS(地面广播站型态的修正技术)等技术,进一步提高民用GPS的应用精度。2005年,美国开始发射新一代GPS卫星,开始提供第二个民用波段。未来还将提供第三,第四民用波段。随着可用波段的增加,新卫星陆续使用,GPS定位系统的精度和稳定性都比

GPS与北斗卫星导航系统异同分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/bd2027401.html, GPS与北斗卫星导航系统异同分析 作者:王雪 来源:《科技创新导报》2013年第09期 摘要:随着我国自主建设的北斗卫星导航系统已投入试运行服务,我国的综合国力大大 增强。该文详细介绍了GPS与北斗卫星导航系统的系统组成、工作原理及功能。同时具体分析了GPS与北斗卫星导航系统的异同,指出了北斗系统的未来发展趋势。 关键词:GPS 北斗卫星导航系统对比发展 中图分类号:P228.4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(c)-0-01 1 GPS系统简介 1.1 GPS系统组成 GPS定位系统是一种卫星无线电导航系统,它由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。GPS的空间部分是由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成,它位于距地表20200 km的上空,均匀分布在6个轨道面上,轨道倾角为55 °。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星,并能在卫星中预存导航信息。地面监控部分主要由1个主控站、3个注入站、5个监测站组成,主要负责收集由卫星传回的讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据。用户接收机主要接收GPS卫星发射信号,获得必要的导航和定位信息,经信号变换、放大和处理,完成定位、导航、跟踪、测绘及定时工作。 1.2 GPS系统工作原理 GPS导航系统的基本原理是测出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可以知道接收机的具体位置。卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出,用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到。当GPS卫星正常工作时,会不断地用二进制码元组成的伪码发射导航电文。当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟作对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。 2 北斗卫星导航系统简介 2.1 北斗卫星导航系统组成及功能 北斗卫星导航系统(Compass)是我国自行研制开发、独立运行的全球卫星导航系统。与美国GPS、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、欧盟伽利略(GALILEO)系统并称全球四大卫星

(完整版)北斗卫星导航系统常识简介

北斗卫星导航系统常识简介 一、北斗卫星导航系统现状 中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO,是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星(又称24小时轨道,指轨道平面与赤道平面重合,卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期,且方向亦与之一致,即卫星与地面的位置相对保持不变,故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象等方面)和30颗非静止轨道卫星组成,2012年左右,“北斗”系统将覆盖亚太地区,2020年左右覆盖全球。中国正在实施北斗卫星导航系统建设,截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。 2000年,首先建成北斗导航试验系统,使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。北斗导航系统是覆

盖中国本土的区域导航系统,覆盖范围东经约70°-140°,北纬5°-55°。北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域,产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。 北斗产业应用前景广阔,预计到2020年,仅北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币,年复合增长率达到40%以上。”中国科学院院士、中国工程院院士、著名测量与遥感学家李德仁介绍说 二、卫星定位原理 北斗卫星导航系统35颗卫星在离地面2万多千米的高空上,以固定的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知,在接收机对卫星观测中,我们可得到卫星到接收机的距离,利用三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星,就可以组成3个方程式,解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。事实上,接收机往往可以锁住4颗以上的卫星,这时,接收机可按卫星的星座分布分成若干组,每组4颗,然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位,从而提高精度。

我国北斗卫星导航系统__世界第三套全球卫星导航系统(于GPS对比)

北斗卫星导航系统 ——世界第三套全球卫星导航系统 工程总投资:100亿元 工程期限:1994年——2020年 北京时间2007年2月3日凌晨零时28分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将第四颗北斗导航试验卫星送入太空。

北斗卫星导航定位系统是由中国自行研发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS),是继美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)定位系统之后世界第三个成熟的卫星导航系统。 该系统分为“北斗一代”和“北斗二代”,分别由4颗(两颗工作卫星、两颗备用卫星)和35颗北斗定位卫星、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务,定位精度可达数十纳秒(ns)的同步精度,其精度与GPS相当。中国在2000年至2007年先后发射了四颗“北斗一号”卫星,这种区域性(中国境内)的卫星导航定位系统,正在为中国陆地交通、航海、森林防火等领域提供着良好服务。 北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造,四颗导航定位卫星的发射时间分别为: 日期火箭卫星轨道 2000年10月31日长征三号甲北斗-1A 地球静止轨道140°E 2000年12月21日长征三号甲北斗-1B GEO 80°E 2003年05月25日长征三号甲北斗-1C GEO 110.5°E 第三颗是备用卫星 2007年02月03日长征三号甲北斗-1D GEO 86°E 第四颗是备用卫星 2007年04月14日长征三号甲北斗-2A 中地球轨道(21500KM) 北斗二代首颗卫星

军用新型北斗卫星导航手持机 北斗卫星导航系统的历史 我国早在60年代末就开展了卫星导航系统的研制工作,但由于多种原因而夭折。在自行研制“子午仪”定位设备方面起步较晚,以致后来使用的大量设备中,基本上依赖进口。70年代后期以来,国内开展了探讨适合国情的卫星导航定位系统的体制研究。先后提出过单星、双星、三星和3-5星的区域性系统方案,以及多星的全球系统的设想,并考虑到导航定位与通信等综合运用问题,但是由于种种原因,这些方案和设想都没能够得到实现。 1983年,“两弹一星”功勋奖章获得者陈芳允院士和合作者提出利用两颗同步定点卫星进行定位导航的设想,经过分析和初步实地试验,证明效果良好,这一系统被称为“双星定位系统”。双星定位导航系统为我国“九五”列项,其工程代号取名为“北斗一号”。 双星定位导航系统是一种全天候、高精度、区域性的卫星导航定位系统,可实现快速导航定位、双向简短报文通信和定时授时3大功能,其中后两项功能是全球定位系统(GPS)所不能提供的,且其定位精度在我国地区与GPS定位精度相当。整个系统由两颗地球同步卫星(分别定点于东经80度和东经140度36000公里赤道上空)、中心控制系统、标校系统和用户机4大部分组成,各部分间由出站链路(即地面中心至卫星至用户链路)和入站链路(即用户机至卫星

全球卫星导航系统及北斗定位导航系统发展

全球卫星导航系统及北 斗定位导航系统发展 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

前言一、全球四大卫星定位系统简介: 1.美国的GPS全球卫星定位系统 GPS的全称是Global Positioning System。美国的GPS系统利用至少24颗中地球轨道卫星来传输微波信号。一个GPS接收机能根据这些微波信号来计算其所处的位置、速度、方向、以及时间。GPS系统由美国国防部开发,其官方名字是NAVSTAR GPS。目前GPS的卫星体系由美国空军50th Space Wing管理,维护该系统的年度预算是七亿五千万美元,包括旧星替换和研发工作。1983年高丽航空公司的007航班(波音747客机)被苏联战斗机击落后,当时的美国总统里根签署法令要求GPS系统开放民用。自那以后,GPS已经在世界范围内广泛应用于导航、地图、搜索、商务以及科学研究。GPS也在许多应用中提供精确时间,比如地震研究和电信网络的同步。 2.俄罗斯的GLONASS全球卫星定位系统 2008年2月14日,俄罗斯激活了其GLONASS卫星系统的最后几颗。政府宣布,目前新卫星激活后,GLONASS已经能覆盖全国95%面积和全球83%的面积。本年底,俄罗斯还要为此系统发射六颗卫星。不过无论从技术层面还是经济角度看GLONASS都不怎么乐观。 俄罗斯政府第一副总理Sergey Ivanov日前承认,GLONASS系统产生的经济效益可能还不能收回成本。原因很多,最主要的包括消费者手持设备太少,信号

精确度远不如美国的GPS,匹配GLONASS精确度和细节的数字地图还没有产品,在轨卫星的寿命太短——卫星更新频率甚至令俄罗斯的火箭发射能力捉襟见肘。 这几条原因可谓是招招致命。到2008年2月,俄罗斯GLONASS系统的均方差是水平米和垂直米的,而同样的参数在GPS民用系统已经达到了米和米。定位系统的精度取决于地面站对卫星的定位——这方面俄罗斯就落后于美国和欧洲,而且可能需要十年之功才能追上。俄罗斯GLONASS系统卫星的很多零部件受制于制造业能力,本国无法生产,只能依赖进口。美国在这方面的产品最好,但是却对这种产品有严格的出口限制;而俄罗斯内部对美国产品也有很深的疑虑——天知道美国人会不会在产品中留下后门,这种事美国人没少干。俄罗斯从第三国进口的零部件质量却往往达不到航天的要求。目前GLONASS卫星的设计寿命只有三年。虽然俄罗斯的东西都粗糙耐用,目前卫星也可以在三年基础上使用到四年半,美国GPS卫星的设计寿命却是十年,使用寿命达到了二十年!GLONASS需要同时18颗卫星在轨,而俄罗斯目前的卫星生产能力是每年六颗——全力开工也很难保天上的东西齐全。 此外,俄罗斯政府也没有为GLONASS走向消费市场创造有利的商业体系。政府不公开GLONASS的数据格式,因此民营企业都不愿,也不能,在GLONASS消费市场上投入。缺失了民营企业这块的努力,GLONASS接收机的电路设计、小型化、降低成本,GLONASS数字地图的开发等等都是空谈,不能指望那些笨重而官僚的国有企业完成这个任务。直到今天,俄罗斯GLONASS接收机的产量还停留在每月1500到2000的水平,显示屏还要从韩国三星进口,每个接收机的售价目前还在600到700美元的高位。反观美国,GPS的开放让这个消费市场蓬勃发展,

全球卫星导航系统及北斗定位导航系统发展

前言 一、全球四大卫星定位系统简介: 1.美国的GPS全球卫星定位系统 GPS的全称是Global Positioning System。美国的GPS系统利用至少24颗中地球轨道卫星来传输微波信号。一个GPS接收机能根据这些微波信号来计算其所处的位置、速度、方向、以及时间。GPS系统由美国国防部开发,其官方名字是NAVSTAR GPS。目前GPS的卫星体系由美国空军50th Space Wing管理,维护该系统的年度预算是七亿五千万美元,包括旧星替换和研发工作。1983年高丽航空公司的007航班(波音747客机)被苏联战斗机击落后,当时的美国总统里根签署法令要求GPS系统开放民用。自那以后,GPS已经在世界范围内广泛应用于导航、地图、搜索、商务以及科学研究。GPS也在许多应用中提供精确时间,比如地震研究和电信网络的同步。 2.俄罗斯的GLONASS全球卫星定位系统 2008年2月14日,俄罗斯激活了其GLONASS卫星系统的最后几颗。政府宣布,目前新卫星激活后,GLONASS已经能覆盖全国95%面积和全球83%的面积。本年底,俄罗斯还要为此系统发射六颗卫星。不过无论从技术层面还是经济角度看GLONASS都不怎么乐观。 俄罗斯政府第一副总理Sergey Ivanov日前承认,GLONASS系统产生的经济效益可能还不能收回成本。原因很多,最主要的包括消费者手持设备太少,信号精确度远不如美国的GPS,匹配GLONASS精确度和细节的数字地图还没有产品,在轨卫星的寿命太短——卫星更新频率甚至令俄罗斯的火箭发射能力捉襟见肘。 这几条原因可谓是招招致命。到2008年2月,俄罗斯GLONASS系统的均方差是水平17.1米和垂直22.18米的,而同样的参数在GPS民用系统已经达到了2.76米和7.51米。定位系统的精度取决于地面站对卫星的定位——这方面俄罗斯就落后于美国和欧洲,而且可能需要十年之功才能追上。俄罗斯GLONASS系统卫星的很多零部件受制于制造业能力,本国无法生产,只能依赖进口。美国在这方面的产品最好,但是却对这种产品有严格的出口限制;而俄罗斯内部对美国产品也有很深的疑虑——天知道美国人会不会在产品中留下后门,这种事美国人没少干。俄罗斯从第三国进口的零部件质量却往往达不到航天的要求。目前GLONASS卫星的设计寿命只有三年。虽然俄罗斯的东西都粗糙耐用,目前卫星也可以在三年基础上使用到四年半,美国GPS卫星的设计寿命却是十年,使用寿命达到了二十年!GLONASS需要同时18颗卫星在轨,而俄罗斯目前的卫星生产能力是每年六颗——全力开工也很难保天上的东西齐全。 此外,俄罗斯政府也没有为GLONASS走向消费市场创造有利的商业体系。政府不公开GLONASS的数据格式,因此民营企业都不愿,也不能,在GLONASS消费

全球四大卫星导航系统概述与比较

全球四大卫星导航系统概述与比较 【摘要】美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统、欧盟伽利略定位系统和中国北斗卫星导航系统为联合国卫星导航委员会认定的全球卫星导航系统四大核心供应商。本文主要介绍了全球四大卫星导航系统的概况以及与目前应用最广泛的GPS系统的比较。 【关键词】卫星导航系统;功能;区别 0.前言 卫星导航系统是覆盖全球的自主地利空间定位的卫星系统,允许小巧的电子接收器确定它的所在位置(经度、纬度和高度),并且经由卫星广播沿着视线方向传送的时间信号精确到10米的范围内。卫星导航系统是重要的空间基础设施,为人类带来了巨大的社会和经济效益,对民生和国防产生深远的影响。 1.全球卫星导航系统概述 (1)全球定位系统(英语:Global Positioning System,通常简称GPS),又称全球卫星定位系统,是美国国防部研制和维护的中距离圆型轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区(98%)提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。全球定位系统可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。该系统包括太空中的24颗GPS卫星;地面上1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。最少只需其中3颗卫星,就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度;所能收联接到的卫星数越多,解码出来的位置就越精确。 该系统由美国政府于1970年代开始进行研制并于1994年全面建成。使用者只需拥有GPS接收机即可使用该服务,无需另外付费。GPS信号分为民用的标准定位服务和军规的精确定位服务两类。由于SPS无须任何授权即可任意使用,原本美国因为担心敌对国家或组织会利用SPS对美国发动攻击,故在民用讯号中人为地加入选择性误差(即SA政策)以降低其精确度,使其最终定位精确度大概在100米左右;军规的精度在十米以下。2000年以后,克林顿政府决定取消对民用讯号的干扰。因此,现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。 GPS系统拥有如下多种优点:使用低频讯号,纵使天候不佳仍能保持相当的讯号穿透性;全球覆盖(高达98%);三维定速定时高精度;快速、省时、高效率;应用广泛、多功能;可移动定位;不同于双星定位系统,使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性,提高了其军事应用效能。 (2)GLONASS系统由苏联在1976年组建,现在由俄罗斯政府负责运营。该系统由卫星、地面测控站和用户设备三部分组成,目前的系统由21颗工作星和3颗备份星组成,分布于3个轨道平面上,每个轨道面有8颗卫星,轨道高度

浅析全球四大定位系统

浅析全球四大定位系统 说起卫星定位导航系统,人们就会想到GPS,但是现在众多卫星定位导航系统也逐渐兴起。当前,在这一领域最吸引人眼球的要数美国的GPS卫星导航系统;此外,还有俄罗斯的“格洛纳斯” 导航卫星系统,欧盟的“伽利略”导航卫星系统,以及我国自主开发的“北斗”导航卫星系统,它们并称“全球四大定位系统”。 美国GPS系统 GPS(Global Position System)全球定位系统是目前最成熟的卫星定位导航系统。它是美国从上世纪70年代开始研制,历时20年,耗资近200亿美元,于1994年全面建成的新一代卫星导航与定位系统。GPS利用导航卫星进行测时和测距,具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力。它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。如今,GPS已经成为当今世界上最实用,也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。 GPS全球定位系统由空间系统、地面控制系统和用户系统三大部分组成。其空间系统由21颗工作卫星和3颗备份卫星组成,分布在20200千米高的6个轨道平面上,运行周期12小时。地球上任何地方任一时刻都能同时观测到4颗以上的卫星。地面控制系统负责卫星的测轨和运行控制。用户系统为各种用途的GPS 接收机,通过接收卫星广播信号来获取位置信息,该系统用户数量可以是无限的。 GPS全球定位系统是美国为军事目的而建立的。1983年一架民用飞机在空中因被误以为是敌军飞机而遭击落后,美国承诺GPS免费开放供民间使用。美国为军用和民用安排了不同的频段,并分别广播了P码和C/A码两种不同精度的位置信息。目前美国军用GPS精度可达1米,而民用GPS理论精度只有10米左右。特别地,美国在90代中期为了自身的安全考虑,在民用卫星信号上加入了SA (Selective Availability),进行人为扰码,这使得一般民用GPS接收机的精度只有100米左右。2000年5月2日,SA干扰被取消,全球的民用GPS接收机的定位精度在一夜之间提高了许多,大部分的情况下可以获得10米左右的定位精度。美国之所以停止执行SA政策,是由于美国军方现已开发出新技术,可以随时降低对美国存在威胁地区的民用GPS精度,所以现在这种高精度的GPS技术才得以向全球免费开放使用。 受应用需求的刺激,民用GPS技术蓬勃发展,出现了DGPS(差分GPS)、WAAS (地面广播站型态的修正技术)等技术,进一步提高民用GPS的应用精度。2005年,美国开始发射新一代GPS卫星,开始提供第二个民用波段。未来还将提供第三,第四

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