北斗系统个人见解.doc

“北斗系统个人见解”论文教师：杨立峰 学生：何宏周 学号：2012059110004论文摘要：本文主要从原理上介绍了北斗系统，以及它运行的方式，工作流程，它所具备的优势以及一些不足。另外，给出了一些关于其前景的展望。关键词：原理 结构 运行 优势 展望一丶项目简介：2003年5月25日零时34分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功地将第三颗“北斗一号”导航定位卫星送人太空。前两颗“北斗一号”卫星分别于2000年10月31日和12月21日发射升空，运行至今导航定位系统工作稳定，状态良好。这次发射的是导航天时定位系统的备份卫星。它与前两颗“北斗一号”工作星组成了完整的卫星导航定位系统，确保全天候丶全天时的提供卫星导航信息。这标志着我国成为继美国全球卫星定位系统（GPS）和前苏联的全球导航卫星系统（GLONASS）之后，在世界上第三个建立了完善的卫星导航系统的国家，该系统的建立对我国国民国防和经济建设将起到积极作用。（北斗卫星导航系统简称CNSS）二、1“北斗星”卫星导航系统工作原理北斗卫星导航定位系统是全天候、全天时提供卫星导航定位信息的区域导航系统，所以用户随时都可以接收到卫星广播的询问信号，服务范围以我国大陆地区为主。其定位原理是：采用3球交会测星原理进行定位，以2 颗卫星为球心，2球心至用户的距离为半径， 可画出2 个球面，另一个球面是以地心为球心，画出以用户所在位置点至地心的距离为半径的球面，3 个球面的交会点即为用户的位置。“北斗”卫星导航定位系统是由太空的导航通信卫星、 地面控制中心和客户端三部分组成太空部分有2 颗地球同步轨道卫星执行地面控制中心与客户端的双向无线电信号的中继任务，地面控制中心包括民用网管中心，主要负责无线电信号的发送收，及整个系统的监控管，其中，民用网管中心负责系统内民用用户的标记、识别和运行管理， 客户端是直接由用户使用的设备，即用户机，主要用于接收地面控制中心经卫星转发的测距信号。地面控制中心包括主控站、测轨站、测高站、校正站和计算中心。主要用来测量和校正导航定位参数，以便调整卫星的运行轨道、姿态，并编制星历， 完成用户定位修正资料和对用户进行定位。简单的说，“北斗”卫星导航定位系统具有快速定位、简短通信和精密授时的三大主要功能。快速定位：快速确定用户所在地的地理位置，向用户及主管部门提供导航信息。简短通信：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。精密授时：中心控制系统定时播发授时信息，为定时用户提供时延修正值。“北斗”卫星导航定位系统的工作步骤如下：l)地面控制中心向2 颗卫星发送询问信号；2)卫星接收到询问信号，经卫星转发器向服务区用户播送询问信号；3)用户响应其中l 颗卫星的询问信号，并同时向2 颗卫星发送回应信号；4)卫星收到用户响应信号，经卫星转发器发送回地面控制中心；5)地面控制中心收到用户的响应信号，解读出用户申请的服务内容；6) 地面控制中心利用数值地图计算出用户的三维坐标位置，再将相关信息或通信内容发送到卫星；7) 卫星在收到控制中心发来的坐标资料或通信内容后， 经卫星转发器传送给用户或收件人。三、北斗卫星导航系统(CNSS)的功能优势1、三大功能：(1)快速定位：系统可为服务区内用户提供全天候、高精度、快速实时定位(可在1秒之内完成)服务，定位精度为20-100m；(2)短报文通信：系统用户终端具有双向数字报史通信功能,注册用户利用连续传送方式可以传送多达120个汉字的信息；(3)精密授时：系统具有单向和双向两种授时功能。根据不同的精度要求，利用授时终端，完成与CNSS之间的时间和频率同步，提供100ns(单向授时)和20ns(双向授时)的时间同步精度。2、CNSS具备的优势：(1)同时具备定位与通信双重功能，无需其他通信系统支持，而GPs、GLONASS只能定位；(2)覆盖范围较大，没有通信肓区。北斗系统覆盖了中国及周边国家和地区，不仅可为中国、也可为周边国家服务；(3)特别适合集团用户大范围监控与管理；(4)独特的中心节点式定位处理和指挥型用户机设汁。它不仅能使用户知道自己的所处的位置，还可以告诉别人自己的位置所处的地方，特别适用于需要导航与移动数据通信场所，如交通运输、调度指挥、搜索营救、地理信息实时查询等；(5)自主系统，高强度加密设计，安全、可靠、稳定，适合关键部门应用；(6)接收终端不需铺设地面基站，用户终端相对便宜。CNSS的潜力主要体现在定位通信综合领域上。目前仅需要定位的用户，对北斗的需要不迫切；对于既需要定位又需要把位置信息传递出去的用户，CNSS是非常有用的。四、CNSS存在的问题与不足(1)定位服务区是区域性的。不能覆盖两极地区，赤道附近定位精度差，只能二维主动式定位。(2)同时容纳的用户数量有限。CNSS卫星同时间要接收地面用户群发来的信息，甩户群的个体数量是受限制的；而GPS只发信号，多少用户接收都没关系，数量可以无限。(3)无法为快速移动物体提供准确的定位服务。CNSS用户的定位申请要送回中心控制系统，中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户，其间要经过地球同步卫星走个来回，再加上卫星转发，中心控制系统的处理，时间延迟就更长了，因此，对于高速运动体，加大了定位的误差，军事方面应用受到限制。(4)主控站位置容易暴露受攻击、干扰。CNSS是基于中心控制系统和卫星而进行的工作，且定位解算由中心控制系统完成，对中心控制系统依赖性强。旦中心控制系统受损，系统就不能继续工作。而GPS正在发展星际横向数据链技术，使万一主控站被毁后GPS卫星可以独立运行。(5)管理复杂、层次多，容易出错。地面控制中心要同时分析处理几万到几十万的用户资料，判断密码、定位以及返回的情报，而目这些用户单位所属各不样，应急的级别也不样，处理起来决不是容易的事。(6)地面用户的设备体积大、造价高。五、结论CNSS具有卫星数量少、投资小、用户设备简单价廉，且能实现一定区域的导航定位、通信等多种用途，可满足我国当前陆、海、空运输导航定位的需求，是个相对成功的、实用的、投资少的起步系统。但同时应清楚地认识到，CNSS仅是我国自主设计建立的简易导航系统，因此，必须在发展CNSS的基础上，借鉴国外GPS、GLONASS的成功经验，开发具备先进性、适用性、军民两用、抗干扰性、抗击毁性等特征的，适合我国国情的更加完善的卫星导航定位系统。参考文献:北斗卫星导航定位系统的功能原理与