北斗卫星导航系统介绍--精华版PPT课件.ppt

神州 北斗 计算机学院 杨义辉 1 美国GPS 欧盟伽利略 俄罗斯GLONASS 中国北斗 竞相发展的全球卫星导航系统 2 1 系统状态 四大系统卫星在轨数量变化情况 3 陆地应用 海洋应用 航空应用 航天应用 大众消费 2 应用 卫星导航应用增长情况 4 北斗系统在我国航天事业中的地位 5 北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统 BeiDou COMPASS NavigationSatelliteSystem 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2012年12月27日起提供连续导航定位与授时服务 6 1 基本原则2 系统基本描述3 系统部署4 应用5 展望 主要内容 7 1 基本原则 开放性自主性兼容性渐进性 8 开放性北斗卫星导航系统将为用户免费提供高质量的开放服务 并且欢迎全世界的用户使用北斗系统 中国将与其他国家就卫星导航有关问题进行广泛深入的交流 以推动GNSS及其相关技术和产业的发展 9 自主性中国将独立自主地发展和运行北斗卫星导航系统 北斗系统能够独立为全球用户提供服务 尤其是将为亚太地区提供更高质量的服务 10 兼容性北斗系统将致力于实现与其他卫星导航系统的兼容和互操作 11 渐进性北斗卫星导航系统将依据中国的技术和经济发展实际 遵循循序渐进的模式建设 北斗系统将通过改进系统性能 确保系统建设阶段平稳过渡 为用户提供长期连续的服务 12 2 系统基本描述 系统组成定位原理坐标系统服务和性能 13 系统组成 星座 GEO卫星 MEO卫星 空间段 5颗GEO卫星和30颗Non GEO卫星 14 14 地面段由主控站 上行注入站和监测站组成 系统组成 地面段 15 15 用户段由北斗用户终端以及与其他GNSS兼容的终端组成 北斗系统的用户终端 用户段 系统组成 16 16 北斗导航系统是主动式双向测距二维导航 地面中心控制系统解算 供用户三维定位数据 GPS是被动式伪码单向测距三维导航 由用户设备独立解算自己三维定位数据 北斗一号 的这种工作原理带来两个方面的问题 一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性 这在军事上相当不利 另一方面由于设备必须包含发射机 因此在体积 重量上 价格和功耗方面处于不利的地位 定位原理 17 北斗系统采用中国2000大地坐标系统 CGS2000 CGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5个厘米 对于大多数应用来说 可以不考虑CGS2000和ITRF的坐标转换 坐标系统 18 18 服务和性能 两种全球服务开放服务 免费 开放定位精度 10m授时精度 20ns测速精度 0 2m s授权服务 确保高可靠应用 甚至是在复杂条件下 19 两种区域服务广域差分服务定位精度 1m短报文通信服务 19 2020 3 21 20 3 部署步骤 第一步 北斗卫星导航试验系统北斗第一阶段 21 2000年以来 成功发射3颗GEO卫星 建成北斗卫星导航试验系统 系统能够提供基本的定位 授时和短报文通信服务 2000年10月31日140E 2000年12月21日80E 2003年5月25日110 5E 21 作为全球系统 北斗卫星导航系统首先在2012年左右覆盖亚太地区 并将在2020年前覆盖全球 北斗系统第二阶段北斗系统第三阶段2012年左右2020年前 第二步 全球系统 22 22 2007年4月 北斗卫星导航系统的首颗MEO COMPASS M1 卫星成功发射 确保了ITU频率资料 并完成了大量技术试验 COMPASS M1发射 23 23 COMPASS G2发射 2009年4月15日 北斗卫星导航系统的首颗GEO卫星 COMPASS G2 在西昌卫星发射中心由长征三号丙运载火箭成功发射 验证了GEO导航卫星相关技术 24 24 新的GEO卫星发射 2010年1月17日 北斗卫星导航系统的第三颗组网卫星在西昌卫星发射中心由长征三号丙运载火箭成功发射 该卫星也是系统的第二颗GEO卫星 25 25 26 建成试验系统 实现从无到有 2000年10月31日东经140度 2000年12月21日东经80度 2003年5月25日东经110 5度 27 星箭组批生产 启动组网发射 2007年4月14日MEO卫星 2009年4月15日GEO卫星 2010年1月17日GEO卫星 28 卫星 运载火箭 29 关键技术攻关 致力持续发展 30 发挥系统特色 应用初见成效 31 北斗卫星导航试验系统已在多个领域发挥了非常重要的作用 包括 测绘通信水利减灾海事交通勘探森林防火等等 4 应用 32 应用 军用功能 北斗 卫星导航定位系统的军事功能与GPS类似 如 飞机 导弹 水面舰艇和潜艇的定位导航 弹道导弹机动发射车 自行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位 以缩短反应时间 人员搜救 水上排雷定位等 33 民用功能个人位置服务当你进入不熟悉的地方时 你可以使用装有北斗卫星导航接收芯片的手机或车载卫星导航装置找到你要走的路线 气象应用北斗导航卫星气象应用的开展 可以促进我国天气分析和数值天气预报 气候变化监测和预测 也可以提高空间天气预警业务水平 提升我国气象防灾减灾的能力 道路交通管理卫星导航将有利于减缓交通阻塞 提升道路交通管理水平 通过在车辆上安装卫星导航接收机和数据发射机 车辆的位置信息就能在几秒钟内自动转发到中心站 这些位置信息可用于道路交通管理 铁路智能交通卫星导航将促进传统运输方式实现升级与转型 例如 在铁路运输领域 通过安装卫星导航终端设备 可极大缩短列车行驶间隔时间 降低运输成本 有效提高运输效率 海运和水运海运和水运是全世界最广泛的运输方式之一 也是卫星导航最早应用的领域之一 北斗卫星导航系统将在任何天气条件下 为水上航行船舶提供导航定位和安全保障 航空运输当飞机在机场跑道着陆时 最基本的要求是确保飞机相互间的安全距离 利用卫星导航精确定位与测速的优势 有效减小飞机之间的安全距离 甚至在大雾天气情况下 可以实现自动盲降 极大提高飞行安全和机场运营效率 应急救援 应用 34 5 展望 1 中国特色的北斗2020年前 建成独立自主 开放兼容 技术先进 稳定可靠的全球卫星导航系统 达到国际一流水准 并具有中国特色 首先实现我国及周边地区覆盖 然后逐步扩展覆盖全球 面向全球提供服务 我国及周边地区可获得更高精度服务 35 2 面向世界的北斗 1 作为全球卫星导航系统核心供应商之一 将致力于推动全球卫星导航系统建设和产业发展 2 通过国际交流合作 将致力于实现与世界其他卫星导航系统的兼容互操作 为用户提供更好的服务 3 融入国际民航 海事等标准体系 使北斗拥