卫星导航系统分类及其作用

1、1 .苏联是第一个探月。2 .第一个登上月球的人是美国人。3 .世界上第一个发射人造地球卫星的国家是苏联。4 .人类载人航天已有 42 年历史（1961 前苏联实现世界首次载人航天）卫星导航采用导航卫星对地面、海洋、空中和空间用户进行导航定位的技术。目录1 1 简要介绍2 2 组成部分3 3 主要原理4 4 导航定位5 5 导航分类?北斗导航? ?GPStGPSt 航?区别6 6 发展趋势1 简要介绍采用导航卫星对地面、海注、空中和空间用户进行导航定位的技术。利用太阳、月球和其他自然天体导航已有数千年历史，由人造天体导航的设想虽然早在 1919世纪后半期就有人提出，但直到 2020 世纪 60

2、60 年代才开始实现。19641964 年美国建成“子午仪”卫星导航系统，并交付海军使用，19671967 年开始民用。19731973 年又开始研制“导航星”全球定位系统。血里也建立了类似的卫星导航系统。法国、日本、史国也开展了卫星导航的研究和试验工作。卫星导航综合了传统导航系统的优点，真正实现了各种天气条件下全球高精度被动式导航定位。特别是时间测距卫星导航系统，不但能提供全球和近地空间连续立体覆盖、高精度三维定位和测速，而且抗干扰能力强。2 组成部分卫星导航系统由导航卫星、地面台站和用户定位设备三个部分组成。导航卫星：卫星导航系统的空间部分，由多颗导航卫星构成空间导航网。地面台站：跟踪、测

3、量和预报卫星轨道并对卫星上设备工作进行控制管理，通常包括跟踪站、遥测站、计算中心、注入站及时间统一系统等部分。跟踪站用于跟踪和测量卫星的位置坐标。遥测站接收卫星发来的遥测数据，以供地面监视和分析卫星上设备的工作情况。计算中心根据这些信息计算卫星的轨道，预报下一段时间内的轨道参数，确定需要传输给卫星的导航信息，并由注入站向卫星发送。用户定位设备：通常由接收机、定时器、数据预处理器、计算机和显示器等组成。它接收卫星发来的微弱信号，从中解调并译出卫星轨道参数和定时信息等,同时测出导航参数（距离、距离差和距离变化率等），再由计算机算出用户的位置坐标（二维坐标或三维坐标）和速度矢量分量。用户定位设备分为

4、船载、机载、车载和单人背负等多种型式。3 主要原理卫星导航按测量导航参数的几何定位原理分为测角、时间测距、多普勒测速和组合法等系统，其中测角法和组合法因精度较低等原因没有实际应用。导航卫星多普勒测速定位：“子午仪”卫星导航系统采取这种方法。用户定位设备根据从导航卫星上接收到的信号频率与卫星上发送的信号频率之间的多普勒频移测得多普勒频移血线，根据这个曲线和卫星轨道参数即可算出用户的位置时间测距导航定位：“导航星”全球定位系统采用这种体制。用户接收设备精确测量由系统中不在同一平面的 4 4 颗卫星（为保证结果唯一，4 4 颗卫星不能在同一平面）发来信号的传播时间，然后完成一组包括 4 4 个方程式

5、的模型数学运算，就可算出用户位置的三维坐标以及用户钟与系统时间的误差。用户利用导航卫星所测得的自身地理位置坐标与其真实的地理位置坐标之差称定位误差，它是卫星导航系统最重要的性能指标。定位精度主要决定于轨道预报精度、导航参数测量精度及其几何放大系数和用户动态特性测量精度。轨道预报精度主要受地球引力场模型影响和其他轨道摄动力影响；导航参数测量精度主要受卫星和用户设备性能、信号在电离层、对流层折射和多路径等误差因素影响，它的几何放大系数由定位期间卫星与用户位置之间的几何关系图形决定；用户的动态特性测量精度是指用户在定位期间的航向、航速和天线高度测量精度。4 导航定位导航定位分二维和三维。二维定位只能

6、确定用户在当地水平面内的经、纬度坐标；三维定位还能给出高度坐标。多普勒导航卫星的均方定位精度在静态时为 20205050 米（双频）及 8080400400 米（单频）。在动态时，受航速等误差影响较大，定位精度会降低。时间测距导航卫星的三维定位精度可达十几米（军用），粗定位精度 100100 米左右（民用），测速精度优于 0.10.1 米/秒，授时精度优于 1 1 微秒。55 航分类北斗导航北斗卫星导航系统想象图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(BDSBDS, ,是继美全球定位系统(GPSGPS 和俄 GLONASGLONAS 靠后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、

7、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,20m,授时精度优于 100nso100nso20122012 年 1212 月 2727 日，北斗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。GPSII 航GPSGPS 是英文 GlobalPositioningSystemGlobalPositioningSystem(全球定位系统)的简称。GP%GP%始于19581958 年美国军方的一个项目，19641964

8、年投入使用。2020 世纪 7070 年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统 GPSGPS。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，经过2020 余年的研究实验，耗资 300300 亿美元，到 19941994 年，全球覆盖率高达 98%98%勺 2424 颗 GPSGPS1 1星 己 布 设 完 成 。 在 机 械 领 域 GPSGPS 则 有 另 外 一 种 含 义 ： 产 品 几 何 技 术 规 范(GeometricalProductSpecifications)-(GeometricalProductS

9、pecifications)-简称 GPSGPS 另外一种解释为 G/s(GBpersG/s(GBpers) )区别1 1、 北斗系统与 GPSGPS 定位系统原理是大体一致的， 用的是无源定位， 但是细节上有差异。GPS1GPS1 全球定位，北斗是区域定位；GPSGPS 是接收端根据接收到的信号计算位置。2 2、坐标系不同，GPSGPS 为 WGS84WGS84 北斗系统为 20002000 中国大地坐标系。这两个坐标系是可以转换的，只是标准不同。3 3、北斗系统还具有短信通讯功能一次可传送多达 120120 个汉字的讯息。在没有电信地面基站的地方，通过它就可以实现发短信。4 4、规划的北斗

10、卫星导航系统卫星数为 3232 颗，比 GPSGPS 多，因此未来定位导航精度有保障。5 5、北斗系统拥有更多的地球同步轨道卫星。26 发展趋势北斗卫星导航系统是实现全球连续、实时、高精度导航，降低用户设备价格，建立导航与通信、海空交通管制、授时、搜索营救、大地测量及气象服务等多用途的综合卫星系统。北斗卫星导航系统正按照“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，按照“三步走”发展战略，稳步推进。第一步，20032003 年建成北斗导航试验系统，该系统由 3 3 颗地球同步静止轨道卫星和地面系统组成，投资少、见效快，具有开机定位快速、支持位置报告和信息交换等特

11、点，可为中国及周边地区的中、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，20122012 年左右，将建成由十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，20202020 年左右，建成由 3030 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。7 伽利略卫星导航系统伽利略卫星导航系统(Galileosatellitenavigationsystem),是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统，该计划于 1999

12、 年 2 月由欧洲委员会公布,欧洲委员会和欧空局共同负责。系统由轨道高度为 23616km 的 30 颗卫星组成,其中 27 颗工作星，3 颗备份星。卫星轨道高度约 2.4 万公里，位于 3 个倾角为 56 度的轨道平面内。2012 年 10 月，伽利略全球卫星导航系统第二批两颗卫星成功发射升空，上至中已有的 4 颗正式的伽利略系统卫星，可以组成网络，初步发挥地面精确定位的功能。枷利略”系统是世界上第一个基于民用的全球卫星导航定位系统，在 2008 年投入运行后，全球的用户将使用多制式的接收机，获得更多的导航定位卫星的信号，将无形中极大地提高导航定位的精度，这是伽利略”计划给用户带来的直接好处。系统由两个地面控制中心和 30 颗卫星组成，其中 27 颗为工作卫星，3 颗为备用卫星。卫星轨道高度约 2.4 万公里，位于 3 个倾角为 56 度的轨道平面内。目前全世界使用的导航定位系统主要是