北斗导航系统

1、北北斗斗卫卫星星导导航航系系统统郑州大学 水利与环境学院地理信息系统（一）班*系统系统介绍（一）介绍（一） 北斗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（CNSS），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，定位精度优于 20m，授时精度优于 100ns。2012年9月11日，北斗（上海）位置综合服务平台和上海北斗导航及位置服务产品检测中心（筹）启动建设；10月25日，我国第1

2、6颗北斗导航卫星升空，明年 将服务亚太。 系统系统介绍（二介绍（二）发展历程发展历程 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。发射时间发射时间 发射日期 运载火箭 卫星编号 卫星类型 2000年10月31日 北斗-1A 北斗一号 2000年12月21日 北

3、斗-1B 2003年5月25日 北斗-1C 2007年2月3日 北斗-1D 2007年4月14日04时11分 长征三号甲 第一颗北斗导航卫星(M1) 北斗二号 2009年4月15日 长征三号丙 第二颗北斗导航卫星(G2) 2010年1月17日 第三颗北斗导航卫星(G1) 2010年6月2日夜间 第四颗北斗导航卫星(G3) 2010年8月1日05时30分 长征三号甲 第五颗北斗导航卫星(I1) 2010年11月1日00时26分 长征三号丙 第六颗北斗导航卫星(G4) 2010年12月18日04时20分 长征三号甲 第七颗北斗导航卫星(I2) 2011年4月10日04时47分 第八颗北斗导航卫星(

4、I3) 2011年7月27日05时44分 第九颗北斗导航卫星(I4) 2011年12月2日05时07分 第十颗北斗导航卫星(I5) 2012年2月25日凌晨0时 长征三号丙 第十一颗北斗导航卫星 2012年4月30日4时50分 长征三号乙 第十二、第十三颗北斗导航系统组网卫星（“一箭双星”） 2012年9月19日长征三号乙 第十四、十五颗北斗导航系统组网卫星“一箭双星” 2012年10月25日23时33分 长征三号丙 第170次 第十六颗北斗导航卫星5 北斗北斗进展进展 三三步进展步进展 第一步：第一步：2000年建成了北斗卫星导航试验年建成了北斗卫星导航试验系统，使中国成为世界上第三个拥有自

5、主系统，使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。卫星导航系统的国家。 第二步：建设北斗卫星导航系统，第二步：建设北斗卫星导航系统，2012年年左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。 第三步：第三步：2020年左右，北斗卫星导航系统年左右，北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。形成全球覆盖能力。6 工作过程（一）工作过程（一） 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 北斗卫星导航系统示意图系统。中心控制系统接

6、收并解调用户发来的信号， 然后根据用户的申请服务内容进行 相应的工作过程（二）工作过程（二） 数据处理。 对定位申请，中心控制系统测出两 个时间延迟：即从中心控制系统发出询问信号， 经某一颗卫星转发到达用户，用户发出定位响应 信号，经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟； 和从中心控制发出询问信号，经上述同一卫星到 达用 户，用户发出响应信号，经另一颗卫星转发 回中心控制系统的延迟。由于中心控制 系统和两颗卫星的位置均是已知的，因 此由上面。工作过程（三）工作过程（三） 两个延迟量可以算出用户到第一颗卫星的距离， 以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户 处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和

7、 以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另 外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地 形图 查寻到用户高程值，又可知道用户处于 某一与 地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心 控制系统可最终计算出用户所在点的 三维坐标，这个坐标经加密由出站 信号发送给用户四大功能四大功能 短报文通信：短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送40-60个汉字的短报文信息。可以达到一次传送达120个汉字的信息。在远洋航行中有重要的应用价值。 精密精密授时：授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。 定位定位精度：精度：水平精度100米(1)，设立标校站

8、之后为20米(类似差分状态)。 工作工作频率：频率：2491.75MHz系统容纳的最大用户数：每小时540000户。军用军用 “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。 这项功能用在军事上，意味着可主动进行各级部队的定位，也就是说大陆各级部队一旦配备“北斗”卫星导航定位系统，除了可供自身定位导航外，高层指挥部也可随时通过“北斗”系统掌握部队位置，并传递相关命令，对任务的执行有相当大的助益。换言之，大陆可利用“北斗”卫星导航定位系统执

9、行部队指挥与管制及战场管理。民用功能民用功能 个人位置服务 气象应用 道路交通管理 铁路智能交通 海运和水运 航空运输 应急救援 北斗导航系统领军地理北斗导航系统领军地理信息产业链蓬勃发展信息产业链蓬勃发展政策和市场需求将推动产业快速发展。 国家积极推进,北斗地理信息产业国产化趋势明确:从地理信息产业“十二五”规划纲要,到近期出台的地理信息产业科技发展和标准化“十二五”规划,都明确指出了提高地理信息产业国产化率;软件、硬件、数据三管齐下,北斗是硬件国产化的重要一环,1:5万地理信息数据和民用的资源三号卫星则为数据国产化替代打下基础。关于受益于北斗地图产业链的上市公司:目前国内已经目前国内已经形成了一条从卫星导航、基础数据、地图引擎到下游形成了一条从卫星导航、基础数据、地图引擎到下游软硬件软硬件 应用应用的大地理信息产业链。北斗的服务的大地理信息产业链。北斗的服务将将 为为产业国产化趋势打上一支强心剂产业国产化趋势打上一支强心剂,细细 分分领域本土龙头企业将最大受益。领域本土龙头企业将最大受益。2012年是北斗二代应用启动年是北斗二代应用启动年和产业布局年年和产业布局年,2013将成为将成为产业爆发年。产业爆发年。 到2012年底亚太地区服务能力达到设计精度,为应用的全面爆发提供了技术基础,应用示范项目的需求带动效应也将逐步显现,将促成北斗产业的爆发。 产业