北斗系列导航系统

北斗卫星导航系统BeiDouNavigationSatelliteSystem报告人：xxx01北斗简介02系统构成03工作原理04主要功能汇报大纲北斗简介北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）NavigationSatelliteSystem﹞是中国正在实施北斗卫星导航系统是中国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统,缩写为BDS,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。GALILEO欧盟伽利略系统GPS美国全球定位系统GLONASS俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统BDS北斗卫星导航系统系统构成北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。中国计划2012年左右，“北斗”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。Part1静止轨道卫星（5）定点位置为东经58.75°、80°、110.5°、140°、160°Part2中地球轨道卫星（27）运行在3个轨道面上，轨道面之间为相隔120°均匀分布Part3倾斜同步轨道卫星（3）均在倾角55°的轨道面上系统构成静止轨道卫星特别指卫星或人造卫星垂直于地球赤道上方的正圆形地球同步轨道。地球静止轨道属于地球同步轨道的一种。中地球轨道卫星指卫星轨道距离地球表面2000～20000km的地球卫星。它属于地球非同步卫星，斜同步轨道卫星指的是人造卫星绕地球圆周运动的轨道与赤道之间的倾角＞0的卫星系统构成轨道类型低中静止卫星数数十至数百一般123空间段成本最高最低中等卫星寿命（年）3～710～1510～15地面通路成本最高中等最低手持机工作可以可以不能传输延时觉察不到觉察不到差仰角差最好好链路余量10～16dB7dB6dB操作复杂中等最简单呼叫转移频繁稀少无建筑穿透力有限有限无阶段性启用无可以可以开发时间长短长部署时间长中等短技术风险高低中等

工作原理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。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）。考虑到钟差引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解。卫星定位实施的是“到达时间差”（时延）的概念：利用每一颗卫星的精确位置和连续发送的星上原子钟生成的导航信息获得从卫星至接收机的到达时间差。卫星定位工作原理01.跟踪卫星的轨道位置和系统时间。位于地面的主控站与其运控段一起，至少每天一次对每颗卫星注入校正数据。包括：星座中每颗卫星的轨道位置测定和星上时钟的校正。这些校正数据是在复杂模型的基础上算出的，可在几个星期内保持有效。02.卫星导航系统时间是由每颗卫星上原子钟的铯和铷原子频标保持的。这些星钟一般来讲精确到世界协调时（UTC）的几纳秒以内。卫星早期采用两部铯频标和两部铷频标，后来逐步改变为更多地采用铷频标。通常，在任一指定时间内，每颗卫星上只有一台频标在工作。03.

伪距：卫星至用户间的距离测量是基于卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差，称为伪距。为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。04.为提高定位精度，普遍采用差分定位技术，建立地面基准站进行卫星观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，得出一修正数。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分定位技术，定位精度可提高到米级。卫星导航系统功能有效导航系统容纳的最大用户数：540000户/小时。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。在远洋航行中有重要的应用价值。精密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。精准定位水平精度100米（1σ），设立标校站之后为20米（类似差分状态）。工作频率：2491.75MHz。系统功能民用功能&&军用功能<个人位置服务>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>天气分析和数值天气预报、气候变化监测和预测提升中国气象防灾减灾的能力。<道路交通管理>减缓交通阻塞，提升道路交通管理水平<应急救援>及时报告所处位置和受灾情况，有效缩短救援搜寻时间，提高抢险救灾时效，大大减少人民生命财产损失。<指导放牧>2014年10月，北斗系统开始在青海省牧区试点建设北斗卫星放牧信息化指导系统实现草场牧草、牛羊的动态监控<军用功能>运动目标的定位导航；为缩短反应时间的武器载具发射位置的快速定位；人员搜救、水上排雷的定位需求。对比北斗1、覆盖范围：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°一140°，北纬5°一55°。2、卫星数量和轨道特性：5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。3、定位原理：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。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。4、定位精度：三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。5、用户容量：动双向测距的询问--应答系统，用户设备容量是有限的。6、生存能力：基于中心控制系统和卫星的工作，一旦中心控制系统受损，系统就不能继续工作了。7、实时性：用户的定位申请要送回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，时间延迟就更长了，对于高速运动体，就加大了定位的误差。1、覆盖范围：覆盖全球的全天候导航系统。能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗)。2、卫星数量和轨道特性：在6个轨道平面上设置24颗卫星。3、定位原理：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。4、定位精度：三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，