卫星定位系统简介

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卫星定位系统简介

卫星定位系统即全球定位系统(Global Positioning System)。简单地说,这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能。

全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

一、常用术语

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1.坐标(Coordinate)有二维和三维两种表示。

2.路标(Landmark or waypoint)

GPS内存的一个坐标值.

3.路线(Route)

路线是GPS内存中存储的一组数据,包括一个起点和一个终点的坐标,还可以包括若干中间点的坐标,每两个坐标之间的线段叫一条腿。

4.前进方向(Heading)

GPS没有指北针的功能,静止不动时是不知道方向的。

5.导向(Bearing)

6.日出日落时间(Sun set/raise time)

7.足迹线(Plot trail)

二、构成

由三部分构成:地面控制部分(由主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统组成)、空间部分(由24颗卫星组成,分布在6个道平面上)、用户装置部分(主要由GPS接收机和卫星天线组成)。

1.空间部分

GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km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°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。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,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码,一组称为C/ A 码(Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一组称为P 码

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(Procise Code 10123MHz),P 码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。

2.地面控制部分

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受机。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。这种注入对每颗GPS 卫星每天一次,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。

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3.用户设备部分

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。各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。

三、原理

GPS导航系统的基本原理是测量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知道接收机的具体位置。要达到这一目的,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。而用户到卫星的距离则通过纪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(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距(PR):当GPS卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒,码间距1微秒,相当于300m;P码频率10.23MHz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的,保密性能更佳。

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导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。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做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。

可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而,由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步,所以除了用户的三维坐标x、y、z外,还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数,然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置,至少要能接收到4个卫星的信号。

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GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息;用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历;用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历,精度为几米至几十米(各个卫星不同,随时变化);以及GPS系统信息,如卫星状况等。

GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离,由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差,故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距,精度约为20米左右,对P 码测得的伪距称为P码伪距,精度约为2米左右。

GPS接收机对收到的卫星信号,进行解码或采用其它技术,将调制在载波上的信息去掉后,就可以恢复载波。严格而言,载波相位应被称为载波拍频相位,它是收到的受多普勒频移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定的历元时刻量测,保持对卫星信号的跟踪,就可记录下相位的变化值,但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的,起始历元的相位整数也是不知道的,即整周模糊度,只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米,但前提是解出整周模糊度,因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值,而要达到优于米级的定位精度也只能采用相位观测值。

按定位方式,GPS定位分为单点定位和相对定位(差分定位)。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式,它只能采用伪距观测量,可用于车船等的概略导航定位。相对定位(差分定位)是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法,它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量,大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。

在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差,在定

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位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响,在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱,因此定位精度将大大提高,双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分,在精度要求高,接收机间距离较远时(大气有明显差别),应选用双频接收机。

四、前景

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2000年至2006年期间,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20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。据有关专家预测,在美国,单单是汽车GPS导航系统,2000年后的市场将达到30亿美元,而在中国,汽车导航的市场也将达到50亿元人民币。可见,GPS技术市场的应用前景非常可观。

五、特点

全球定位系统的主要特点:(1)全天候;(2)全球覆盖;(3)三维定速定时高精度;(4)快速省时高效率:(5)应用广泛多功能。

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GPS卫星定位系统发展现状及构成部分介绍

GPS卫星定位系统发展现状及构成部分介绍 GLOBAL PosiTIoning System,简称GPS,即全球卫星定位系统,近年来得到了越来越广泛的应用,已经产生了可观的GPS产品需求。并且随着科技水平的提高、应用方向的不断开拓,GPS将会不容置疑的迅速渗透到人们的日常生活中来。 我们经常提到的GPS定位系统由美国军方所设计、控制。除此之外,我国的北斗双星定位系统正在默默地为我国的现代化建设做贡献;俄罗斯的GLONASS系统也曾有过辉煌的历史;欧盟组织设计的伽利略卫星定位系统兼容目前广泛应用的GPS系统,在几年后将会给全球定位系统增添更加光彩的一页。 GPS系统由三大部分组成:空间部分、控制部分和用户部分。 空间部分是GPS人造卫星的总称。人造卫星的平均高度约20200Km,运行轨道是一个椭圆,地球位于该椭圆的一个焦点上;运行周期约12小时。在6个倾角约55的轨道面上不平均地分布着近30颗导航卫星,部分为备用卫星,美国军方可通过地面控制部分调整工作卫星的数目。在GPS系统中,GPS卫星是动态的已知点,用户端所有的导航定位信息都是依据这个动态已知点发送的星历计算得到的。GPS星历,实际上是一系列描述GPS 卫星运动及轨道的实时状态参数。民用GPS模块所接收到的广播星历是由GPS卫星以扩频通信方式通过导航电文直接向用户播发的用于实时数据处理的预报星历,在不同的载波上以不同的速率广播民用的伪随机码C/A码星历和军用的P码星历。 对于整个GPS系统来说,实际上地面控制部分是整个系统的核心。所有的GPS卫星所播发的用于导航定位的星历,都是由分布在地面的5个监控站提供的。地面系统负责监测GPS信号、收集数据、计算并注入导航电文,状态诊断、轨道修正等。正是有了地面监控系统的海量数据处理,才使得GPS系统精确运转。 我们常说的GPS定位模块称为用户部分,它像收音机一样接收、解调卫星的广播C/A码信号,中以频率为1575.42MHz。GPS模块并不播发信号,属于被动定位。通过运算与每个卫星的伪距离,采用距离交会法求出接收机的得出经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数,特点是点位速度快,但误差大。初次定位的模块至少需要4颗卫星参与计算,称

北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统- 简介 北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国独立发 展、自主运行,并与世界其他卫星导航系统兼容互用的全球卫星导航系统。 北斗卫星导航系统既能提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务,还具备短报文通信、差分服务和完好性服务特色,是中国国家安全、经济和社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施。 北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号两代导航系统。其中北斗一号用于中国及其周边 地区的区域导航系统,北斗二号是类似美国GPS的全球卫星导航系统。[1] 北斗卫星导航系统建设目标是: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,促进卫星导航产业链形成,形成完善的中国卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。[2] 三步走 按照“质量、安全、应用、效益”的总要求,坚持“自主、开放、兼容、渐进”的发展原则,北斗卫星导航系统按照“三步走”的发展战略稳步推进。具体如下: 第一步,2000年建成北斗卫星导航试验系统,使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。 第二步,建设北斗卫星导航系统,2012年左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。 第三步,2020年左右,北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。[3][4] 北斗卫星导航系统- 系统组成

北斗导航卫星应用战略图 北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号的2代系统,由空间段,地面段,用户段三部分 组成。 空间段 空间段包括五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星。地球静止轨道卫星分别位于东经5 8.75度、80度、110.5度、140度和160度。非静止轨道卫星由27颗中圆轨道卫星和3颗同步 轨道卫星组成。 地面站 地面段包括主控站、卫星导航注入站和监测站等若干个地面站。 主控站主要任务是收集各个监测站段观测数据,进行数据处理,生成卫星导航电文和差分完好性信息,完成任务规划与调度,实现系统运行管理与控制等。 注入站主要任务是在主控站的统一调度下,完成卫星导航电文、差分完好性信息注入和有效载荷段控制管理。 监测站接收导航卫星信号,发送给主控站,实现对卫星段跟踪、监测,为卫星轨道确定和时间同步提供观测资料。 用户段 用户段包括北斗系统用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。系统采用卫星无线电测

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卫星定位系统简介 卫星定位系统即全球定位系统(Global Positioning System)。简单地说,这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能。 全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。 一、常用术语 1.坐标(Coordinate)有二维和三维两种表示。 2.路标(Landmark or waypoint)

GPS内存的一个坐标值. 3.路线(Route) 路线是GPS内存中存储的一组数据,包括一个起点和一个终点的坐标,还可以包括若干中间点的坐标,每两个坐标之间的线段叫一条腿。 4.前进方向(Heading) GPS没有指北针的功能,静止不动时是不知道方向的。 5.导向(Bearing) 6.日出日落时间(Sun set/raise time) 7.足迹线(Plot trail) 二、构成 由三部分构成:地面控制部分(由主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统组成)、空间部分(由24颗卫星组成,分布在6个道平面上)、用户装置部分(主要由GPS接收机和卫星天线组成)。 1.空间部分 GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km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°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。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,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码,一组称为C/ A 码( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一组称为P 码(Procise Code 10123MHz),P 码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。

北斗二号卫星导航系统介绍与应用.

北斗二号卫星导航系统介绍及应用 南京工业大学工业工程 北斗二号卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS ,是继美全球定位系统(GPS 和俄 GLONASS 之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成,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 10m ,授时精度优于 100ns 。 2012年 12月 27日,北斗二号系统空间信号接口控制文件正式版正式公布,北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。 北斗二号卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括 5颗静止轨道卫星和 30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国 GPS 、俄罗斯 GLONASS 、欧盟 GALILEO 等其他卫星导航系统兼容的终端组成。 北斗二号卫星导航系统是在北斗一号的基础上建设的卫星导航系统, 但其并不是北斗一号的简单延伸, 完整构成的北斗二号卫星导航系统是一个类似于 GPS 和GLONASS 的全球导航系统。 一.研发背景 1. 重要的战略意义 战略意义一:建设北斗卫星导航系统, 是提高我国国际地位的重要载体战略意义二:是促进和推动经济社会发展的强大动力。战略意义三:是推动我国信息化建设的重要保证。战略意义四:是应对重大自然灾害的生命保障。战略意义五:是增强武器效能,维护国家安全的根本命脉 v 战略意义七:是我国履行航天国家国际责任的需要。战略意义八:对提升中国航天的能力, 推动航天强国建设意义重大。 2. 北斗一号卫星导航系统及其不足

任务1四大卫星导航定位系统简介

项目34 GNSS的基本知识 任务1四大卫星导航定位系统简介 一、GNSS是什么 很久以来,人们一直因为“我在哪里”这个问题而感到困惑,也想了许多解决的办法, 但是没有一个直接、快速和有效的解决方法为全球提供精确定位服务,直到GPS系统出现。 GNSS是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)的缩写。它是所有在轨工作的卫星导航定位系统的总称。 GNSS能为我们提供什么? 它可为用户提供高精度、全天时、全天候的定位、导航和授时服务。 GNSS包括的定位系统有哪些? 目前,GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo系统、中国的Compass (北斗),全部建成后其可用的卫星数目达到100颗以上,截止目前欧盟的Galileo系 统、中国的Compass(北斗)还未进入有规模的民用阶段。 除此之外还有WAAS广域增强系统、EGNOS欧洲静地卫星导航重叠系统、DORIS星载多普勒无线电定轨定位系统、PRARE精确距离及其变率测量系统、QZSS准天顶卫星系 统、GAGAN GPS静地卫星增强系统和IRNSS印度区域导航卫星系统。 GNSS是由谁开发的? 目前现行的卫星导航系统有全球卫星导航系统和区域卫星导航系统。开发者也有国家或 是部门。具体情况参见表1-1。

GNSS系统组成? GNSS系统一般由三部分组成,也即地面部分、空间部分和用户部分。各卫星定位系统的组成参见表1-2。 表1-2 GNSS系统组成

图1-1 GPS 卫星星座图1-2 GLONASS卫星星座 图1-3 Galileo 卫星星座

GPS卫星系统的简介

卫星导航定位系统的原理及其应用 摘要 本文主要介绍了卫星导航定位技术的基本概念与原理。并介绍人类利用卫星导航定位原理所发明的两种导航定位系统美国GPS系统与中国的北斗系统。 卫星与接收机距离的测量分为伪距测量原理和相位测量原理,相位测量的精度较高。卫星的定位原理分为绝对定位原理和相对定位原理,相对定位原理完全消除了卫星星历的影响精度更高一些。 美国的GPS系统主要由三部分组成分别为:空间部分、地面监控部分、用户部分。该系统的特点在于其与传统测量收与导航手段相比,器观测站之间无需通视只需要卫星通视,而且其定位精度较高、观测时间短、操作简便等 中国的北斗系统是中国为了克服GPS系统所带来的限制中国人自主研发的空间卫星系统。其特点突出,北斗系统不但可以进行导航也可以进行定位,同时还能进行授时和短信服务美国的GPS系统与中国的北斗系统的导航功能在旅游与汽车导航方面的应用极大地改善了人们的生活 关键词:卫星定位原理;北斗系统; GPS系统;导航 序言 随着科学技术的发展,尤其是空间科学技术的发展无论是在导航还是定位、授时方面,卫星定位于导航与人们的生活越来越密切。卫星的定位在大地测量方面、灾害监测中、土地资源调查中,地震测量中等方面都有着不可替代的作用。卫星的导航技术更是渗透于人们的生活当中旅游、汽车导航等等无一不说明卫星定位导航系统的重要性。所以本文通过对卫星导航系统定位原理的介绍以及在其技术基础上锁发展的定位导航系统,即中国的北斗系统与美国的GPS系统。让大家更能深刻了解定位导航技术的原理及其工作方式。 1 卫星导航定位原理

1.1 定位原理的基本概念 卫星定位的基本概念是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,采用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置,此处至少需要4颗卫星才能完场卫星定位。如图所示,假设t 时刻在地面待测点上安置GPS 接收机,可以测定GPS 信号到达接收机的时间△t ,再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式: 图 1.1 4 颗卫星定位的原理图 上述四个方程式中待测点坐标x 、 y 、 z 和Vto 为未知参数,其中di=c △ti (i=1、2、3、4)。 di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。 △ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。 c 为GPS 信号的传播速度(即光速)。 四个方程式中各个参数意义如下: x 、y 、z 为待测点坐标的空间直角坐标。 xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t 时刻的空间直角坐标,可由卫星导航电文求得。 Vti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差,由卫星星历提供。 Vto 为接收机的钟差。由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x 、y 、z 和接收机的钟差Vto 。 1.2 伪距测量原理 1. 伪距测量的基本原理 每一个卫星播发一个伪随机测距信号,该信号大约每毫秒播发一次,接收机同时复制出一个相同结构的信号,并与接受到的卫星信号进行比较,它与卫星信号有一个延时差从而获得信号的延时时间(dt),如下图1.2所示。从而推算出卫星至接收机的距离

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(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°。北斗卫星系统已经对实现全覆盖。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,产生显着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、着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

北斗卫星导航系统概述

北斗卫星导航系统概述 00钟恩彬 引言 自从 1960 年美国发射第一颗导航卫星并于1964年组成美国海军导航卫星系 统(NNSS)以来,导航卫星经过了从多普勒定位技术到伪码扩频测距定位,从间断、部分覆盖导航到全天候、全天时、全覆盖导航,从单纯广播式导航到通信导航融合 技术的发展,其中运行了近二十年的美国 GPS 系统是卫星导航技术发展 的结晶。随着卫星导航系统应用价值的不断扩展, GPS 也暴露了一些不足,比如,GPS 能够解决单一用户的精确定位导航问题,但由于它是广播式的导航,用户不能与导航卫星建立通信,定位信息不能传输给用户中心,这一缺点使得它若在战场上运用时虽然能给导弹导航,但不能向指挥中心回传打击效果。我国充分吸收 GPS 的经验,于上世纪 80 年代开始研究设计自己的卫星导航系统—北斗卫星导 航系统。截至目前,我国已经发射了 16 颗组网卫星,基本实现了亚太区域覆盖,我们很快就将用上国产的北斗终端设备了。在此背景下,本文将主要从北斗卫星导航系统的基本原理、与其它系统的比较两个方面简要介绍北斗卫星导航系统。 一、北斗卫星导航系统的基本原理 卫星定位说白了就是测出几颗卫星到定位点的距离,然后在建立的三维空间坐标系中以这些距离为半径画几个球,球的交点即为定位点的坐标,至于导航就是选定一个参考点,测算出它的坐标,引导用户到该参考坐标点就是导航。 关键的问题是如何测量出实时的距离,这就需要利用电磁波在卫星与用户之间的来回传播来测算。不过实际的系统远不止这么简单,例如必须保证发射和接受同步,这就好比要使卫星和用户接收机同时开始播放同一首歌,这时站在接收机旁的人会停到两个版本的歌声,滞后的就是来自卫星的歌声,这个时延乘上光速 c 即为卫星到定位点的距离,当然,这个时延的测量也必须用精准的时钟。为了保证这些,电磁波上必须加载复杂的导航电文。导航电文不是由卫星单独产生的,而要有地面主控站来控制完成,所以为了不受制于人,我国决定开发自己的卫星导航系统。 北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端组成,空间端包括 35 颗组网卫星,其中 5 颗为静止轨道 (GEO)卫星,地面端主要有主控站、注入站

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

全球卫星导航系统概述

全球卫星导航系统概述 介绍: 全球导航卫星系统(GNSS),也称为全球导航卫星系统,是一种空间无线电导航和定位系统,为用户提供地球上任何位置或近地空间的全天候3D坐标,速度和时间信息。它是一个虚拟概念,通常代表在太空轨道上运行的所有卫星导航系统的总称,并且没有统一的规划标准。 全球卫星导航系统目前包括GPS全球卫星导航,北斗卫星导航,GLONASS卫星导航和伽利略卫星导航系统以及其他导航系统。其中,美国GPS系统(Global Positioning System)是全世界最早部署实施的卫星导航系统,也是目前世界领先的卫星导航系统。现在,日本的QZSS准天顶卫星系统,印度的IRNSS区域导航卫星系统和其他区域导航系统也已经开始建立。北斗卫星导航系统和GLONASS现在在亚洲开放民用的使用权,尤其是北斗卫星系统,在民用领域的应用发展速度越发加快。卫星导航系统广泛用于航空,导航,通信,人员跟踪,消费娱乐,测绘,定时,车辆监控和管理,车辆导航和信息

服务。其发展趋势是为用户的实时应用提供高精度的服务。 卫星导航定位已成为衡量综合国力和世界科技发展水平的重要指标之一。借助卫星导航技术,人类可以进一步了解和改造世界。只有大力发展北斗卫星导航系统,才可以完成中国大国崛起的目的,确保实现中华民族的伟大复兴。 GPS导航系统: GPS导航系统是美国陆军,海军和空军在20世纪70年代联合开发的卫星导航系统。经过20多年的研究和实验,花费了300亿美元。早在1994年3月就已经基本形成了以24颗GPS卫星,全球覆盖率达98%的标准。该空间由18颗卫星和3颗主动备用卫星组成,均匀分布在距离地面20200km的6个轨道平面上。它可以在世界任何地方实现,可以随时同时观察4颗以上的卫星。 其地面控制系统由监测站,主站和地面天线组成。主控制站位于美国科罗拉多州的斯普林菲尔德。它收集卫星传输信息并计算卫星日历,相对距离和大气校正数据。 用户设备包括捕获和跟踪卫星的操作,测量伪距的变化率和接收

北斗卫星导航系统常识简介精编版

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

【VIP专享】任务1四大卫星导航定位系统简介

项目34 GNSS的基本知识 任务1 四大卫星导航定位系统简介 一、GNSS是什么 很久以来,人们一直因为“我在哪里”这个问题而感到困惑,也想了许多解决的办法, 但是没有一个直接、快速和有效的解决方法为全球提供精确定位服务,直到GPS系统出现。 GNSS是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)的缩写。它是所有在轨 工作的卫星导航定位系统的总称。 GNSS能为我们提供什么? 它可为用户提供高精度、全天时、全天候的定位、导航和授时服务。 GNSS包括的定位系统有哪些? 目前,GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo系统、中国的Compass(北斗),全部建成后其可用的卫星数目达到100颗以上,截止目前欧盟的Galileo 系统、中国的Compass(北斗)还未进入有规模的民用阶段。 除此之外还有WAAS广域增强系统、EGNOS欧洲静地卫星导航重叠系统、DORIS星载多普勒无线电定轨定位系统、PRARE精确距离及其变率测量系统、QZSS准天顶卫星系统、GAGAN GPS静地卫星增强系统和IRNSS印度区域导航卫星系统。 GNSS是由谁开发的? 目前现行的卫星导航系统有全球卫星导航系统和区域卫星导航系统。开发者也有国家 或是部门。具体情况参见表1-1。 表1-1 卫星导航系统开发表 系统开发国家或部门研发时间覆盖区域 GPS美国国防部1973年开始 方案论证(1974~1978年) 系统论证(1979~1987年) 生产试验(1988~1993年) 全球 GLONASS 前苏联研发,1996 年由俄罗斯接替 1982年开始全球 Galileo欧盟1978年方案认证和初步设计阶 段 定义阶段 开发阶段 部署阶段 商业运行阶段 全球 COMPASS中国1985年提出,1994年1月立项北斗一号:区域

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。 GPS的信号有两种C/A码,P码。 民用:C/A码的误差是29.3m到2.93米。一般的接收机利用C/A码计算定位。美国在90代中期为了自身的安全考虑,在信号上加入了 SA(Selective Availability),令接收机的误差增大,到100米左右。在2000年5月2日,SA取消,所以,咱们现在的GPS精度应该能在20米以内。 军用:P码的误差为2.93米到0.293米是C/A码的十分之一。但是P码只能美国军方使用,AS(Anti-Spoofing),是在P码上加上的干扰信号。 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定位,测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度为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米,高程20米;测速精度优于0.2米/秒。这和美国GPS的水平是差不多的。 另外,“北斗一号”还可以提供用户的双向通讯功能,用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信。通过“北斗”系统,用户一次最多可以传输120个字符【汉字】。 在国产的GPS——“北斗二号”投入使用后,会不会取代GPS呢?曹冲研究员的答案是否定的。“北斗二号”和GPS以后将形成竞争,对于普通消费者来说是一个好消息,另外,中国的“北斗二号”车载导航仪将兼容GPS,这样,使用者将非常方便。 三、俄罗斯的“格洛纳斯”卫星导航系统: 俄罗斯从前苏联时期的1976年就开始推进和美国GPS相抗衡的“格洛纳斯”系统,但随着20世纪90年代初期陷入经济危机,计划被迫中断,只运营了一半,也就是16颗卫星。格洛纳斯系统系统单点定位精度水平方向

北斗卫星导航系统简介

资料来源:http: 北斗卫星导航系统简介 (一)概述 北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞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,促进卫星导航产业链形成,形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站,用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。 (二)发展历程 卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。中国高度重视卫星导航系统的建设,一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。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。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。为更好地服务于国家建设与发展,满足全球应用需求,我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。 (三)建设原则 北斗卫星导航系统的建设与发展,以应用推广和产业发展为根本目标,不仅要建成系统,更要用好系统,强调质量、安全、应用、效益,遵循以下建设原则:

1、开放性。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放,为全球用户提供高质量的免费服务,积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作,促进各卫星导航系统间的兼容与互操作,推动卫星导航技术与产业的发展。 2、自主性。中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统,北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。 3、兼容性。在全球卫星导航系统国际委员会(ICG)和国际电联(ITU)框架下,使北斗卫星导航系统与世界各卫星导航系统实现兼容与互操作,使所有用户都能享受到卫星导航发展的成果。 4、渐进性。中国将积极稳妥地推进北斗卫星导航系统的建设与发展,不断完善服务质量,并实现各阶段的无缝衔接。 (四)发展计划 目前,我国正在实施北斗卫星导航系统建设。根据系统建设总体规划,2012年左右,系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力;2020年左右,建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。 (五)服务 北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务,包括开放服务和授权服务两种方式。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户,提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。

中国北斗卫星导航系统介绍

中国北斗卫星导航系统介绍 1、人造地球卫星特点及种类 用途广、种类繁多,有太空“信使”通信卫星、太空“遥感器”地球资源卫星、太空“气象站”气象卫星、太空“向导”导航卫星、太空“间谍”侦察卫星、太空“广播员”广播卫星、太空“测绘员”测地卫星、太空“千里眼”天文卫星等,组成一个庞大的“卫星世家”。 2、人造地球卫星飞 行原理 人造地球卫星能在 地球轨道上运行,首 先是因为它具有第 一宇宙速度(7.9千 米/秒),还有就是 因为地球的引力(向 心力)一直拉着它, 正向细绳子拉着石 子一样。如果卫星飞 行速度快,离心力超 过地球引力时,卫星 聚会脱离地球飞向 远方的太空。 3、北斗卫星导航系 统工作原理 北斗卫星导航系统 ﹝BeiDou(COMPASS) Navigation Satellite System﹞ 是中国自行研制开 发的区域性有源三 维卫星定位与通信 系统(CNSS),是除 美国的全球定位系 统(GPS)、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务,其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性这4项原则。2017年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,成功将第八颗北斗卫星送入太空预定转移轨道。2017年7月27日5时44分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将第九颗北斗卫星送入预定转移轨道。 北斗卫星导航系统的工作过程是:首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系

全球定位系统概述

1.什么是全球定位系统(GPS) 全球定位系统(Global Positioning System - 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。经近10年我国测绘等部门的使用表明,GPS 以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖,并成功地应用于测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。 全球定位系统(Global Positioning System,缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的,它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样,全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。 按目前的方案,全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道,运行周期约为11小时58分,分布在六个轨道面上(每轨道面四颗),轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方,任何时间都可观测到四颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图形(DOP)。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。 地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在登堡空军基地。它对地面监控部实行全面控制。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据,利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。上行注入站也设在登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次,并在卫星离开注入站作用围之前进行最后的注入。 全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点,是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系统的不断改进,硬、软件的不断完善,应用领域正在不断地开拓,目前已遍及国民经济各种部门,并开始逐步深入人们的日常生活。 2.GPS如何定位 GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息;用于预报未来几个月卫星所处概略位置的预报星历;用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历,精度为几米至几十米(各个卫星不同,随时变化);以及GPS系统信息,如卫星状况等。 GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离,由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差,故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距,精度约为20米左右,对P码测得的伪距称为P码伪距,精度约为2米左右。 GPS接收机对收到的卫星信号,进行解码或采用其它技术,将调制在载波上的信息去掉后,就可以恢复载波。严格而言,载波相位应被称为载波拍频相位,它是收到的受多普勒频移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定

卫星导航系统简介

北斗卫星导航系统BDS(中国) 系统介绍 北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统,缩写为BDS[1-2],与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统兼容共用的全球卫星导航系统,并称全球四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统2011年12月27日起提供连续导航定位与授时服务北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”(GLONASS)、欧盟“伽利略”(GALILEO)等其他卫星导航系统兼容的终端组成。中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和十六颗北斗导航卫星(其中,北斗-1A已经结束任务),将在系统组网和试验基础上,逐步扩展为全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统。北斗卫星导航系统,促进卫星导航产业链形成,形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务并兼具短报文通信能力。[3]中国以后生产定位服务设备的生产商,都将会提供对GPS和北斗系统的支持,会提高定位的精确度。而北斗系统特有的短报文服务功能将收费,这个功能的实用性还有待观察。 2011年12月27日起,开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。2012年12月27日起,北斗系统在继续保留北斗卫星导航试验系统有源定位、双向授时和短报文通信服务基础上,向亚太大部分地区正式提供连续无源定位、导航、授时等服务;民用服务与GPS一样免费。[1-2] 北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖。 北斗卫星导航系统使用码分多址技术,与全球定位系统和伽利略定位系统一致,而不同于格洛纳斯系统的频分多址技术。两者相比,码分多址有更高的频谱利用率,在由L波段的频谱资源非常有限的情况下,选择码分多址是更妥当的方式。

四大全球卫星导航系统简介

四大全球卫星导航系统简介 目前有四大全球卫星导航系统,其中包括: 美国的全球卫星定位系统GPS、俄罗斯GLONASS卫星导航系统、中国的北斗卫星导航系统、欧洲“伽利略”卫星导航系统。 一、美国的全球卫星定位系统GPS 1、简介: GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称,而其中文简称为“球位系”。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。GPS系统由28颗地球同步卫星组成(4颗为备用星),均匀地分布在距离地球20000公里高空的6个轨道面上。这些卫星与地面支撑系统组成网络,每隔1-3秒向全球用户播报一次其位置(经纬度)、速度、高度和时间信息,能使地球上任何地方的用户在任何时候都能利用GPS接收机同时收到至少4颗卫星的位置信息,应用差分定位原理计算确定自己的位置,精度约为10米。 2、特点: (1)全球、全天候工作。 (2)定位精度高。单机定位精度优于10m,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。 (3)功能多,应用广。 (4)高效率、操作简便、应用广泛。 二、俄罗斯GLONASS卫星导航系统

1、简介: “格洛纳斯GLONASS”是俄语中“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的缩写。GLONASS的正式组网比GPS还早,这也是美国加快GPS建设的重要原因之一。不过苏联的解体让格洛纳斯受到很大影响,正常运行卫星数量大减,甚至无法为为俄罗斯本土提供全面导航服务,更不要说和GPS竞争。到了21世纪初随着俄罗斯经济的好转,格洛纳斯也开始恢复元气。GLONASS的工作卫星有21颗,分布在3个轨道平面上,同时有三颗备份星。这三个轨道平面两两相隔120度,同平面内的卫星之间相隔45度。每颗卫星都在19100千米高、64.8度倾角的轨道上运行。每颗卫星需要11小时15分钟完成一个轨道周期,精度约为10米。 2、特点: (1)抗干扰能力强 (2)GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策 (3)GLONASS系统采用频分多址(FDMA)方式,根据载波频率来区分不同卫星(GPS是码分多址(CDMA),根据调制码来区分卫星) 三、中国的北斗卫星导航系统 1、简介: 北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。

卫星定位系统简介

网址:https://www.360docs.net/doc/b12278072.html, 卫星定位系统简介 卫星定位系统即全球定位系统(Global Positioning System)。简单地说,这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能。 全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。 一、常用术语

网址:https://www.360docs.net/doc/b12278072.html, 1.坐标(Coordinate)有二维和三维两种表示。 2.路标(Landmark or waypoint) GPS内存的一个坐标值. 3.路线(Route) 路线是GPS内存中存储的一组数据,包括一个起点和一个终点的坐标,还可以包括若干中间点的坐标,每两个坐标之间的线段叫一条腿。 4.前进方向(Heading) GPS没有指北针的功能,静止不动时是不知道方向的。 5.导向(Bearing) 6.日出日落时间(Sun set/raise time) 7.足迹线(Plot trail) 二、构成 由三部分构成:地面控制部分(由主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统组成)、空间部分(由24颗卫星组成,分布在6个道平面上)、用户装置部分(主要由GPS接收机和卫星天线组成)。 1.空间部分 GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km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°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。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,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码,一组称为C/ A 码(Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一组称为P 码

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