《导航》课件-16卫星导航系统的发展和种类

课前回顾：1.无线电高度表的种类；2.DME是啥；3.无线电高度表和DME的区别。从汽车导航以及无人机物流等应用，引出卫星导航的种类及发展。导入新课：123R1卫星导航系统的发展和种类1．第一代全球导航卫星系统；2.全球主要卫星导航系统。课时：2学时教学目标：1.了解卫星导航系统的发展历程；2.了解卫星导航系统的种类。知识目标：教学目标：1.能说出世界上主要的卫星导航系统种类以及区别。能力目标：素质目标：1.具有敬仰航空、敬重装备和敬畏生命的职业素养。2.具备一定的探知精神。R1.1第一代全球导航卫星系统

第一代全球导航卫星系统，又名美国海军卫星导航系统（NavyNavigationSatelliteSystem,简称NNSS）,由于系统里的卫星运行在与赤道夹角为90度的极轨道上，也即沿着地球的子午线绕地球旋转，故也称为子午（Transit）卫星导航系统。R1.1第一代全球导航卫星系统

采用多普勒测量方法，就可以测定接收机在不同时间至同一卫星的距离差，再结合卫星轨道数据，就可以采用双曲面定位法来求解载体的位置。R1.1第一代全球导航卫星系统

由于该系统卫星数量较少，无法实现对全球的连续覆盖，且卫星运行高度较低，每隔1～2小时才有一颗卫星飞过地面观测站，意味着不能同时接受到多颗卫星信号；这样一台接收机需要通过观测一次完整的卫星通过数据，才能获取良好的定位几何条件，定位时间长，也无法提供快速连续实时三维导航定位；而且不同卫星信号频率相同，导致有时需要关闭部分卫星避免干扰；另外该系统受地球重力场和大气阻力影响大，且需要进行多普勒积分，导致定位精度低，只能用于低动态、低精度定位，难以满足飞机、导弹等高动态导航定位要求。R1.2全球主要卫星导航系统1、美国的全球定位系统GPS基本功能为定位、测速、授时，是由空间部分、控制部分和用户部分组成。R1.2全球主要卫星导航系统1、美国的全球定位系统1)空间部分空间部分即为GPS卫星星座，是由24颗卫星组成，卫星高度约为20200km，分布在倾角为的6个轨道平面内，运行周期约为11小时58分。R1.2全球主要卫星导航系统1、美国的全球定位系统2)地面监控部分地面监控部分包括1个主控站、3个注入站和5个监测站.R1.2全球主要卫星导航系统1、美国的全球定位系统3)用户部分用户部分即为GPS接收机，其功能为接收卫星星历、测定从接收机至GPS卫星的距离，并利用上述信息确定自身的三维位置、三维运动速度和钟差等参数。R1.2全球主要卫星导航系统2、俄罗斯格洛纳斯导航系统GLONASS（GlobalNavigationSatelliteSystem）是俄罗斯的全球导航卫星系统。GLONASS系统提供军用和民用两种服务。GLONASS由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。主要服务内容包括确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动速度信息等。GLONASS技术，可为全球海陆空以及近地空间的各种军、民用户全天候、连续地提供高精度的三维位置、三维速度和时间信息。该系统卫星星座标准配置由24颗卫星组成，其中工作卫星21颗，备份卫星3颗，卫星高度为19100km，分布在倾角为64.8°的3个轨道平面内，这三个轨道平面两两相隔120度，同平面内的卫星之间相隔45度，卫星的运行周期约为11小时15分。R1.2全球主要卫星导航系统3、欧洲伽利略系统欧洲伽利略系统（GALILEO）是欧洲计划建设的新一代民用全球卫星导航系统，系统构成主要由空间段，环境段，地面段，用户段4部分组成。空间段为30颗卫星构成的星座。星座中的27颗卫星为工作卫星，3颗为候补卫星，卫星运行高度为24126km，位于3个倾角为56°的轨道平面内；地面段由2个地面控制中心组成。GALILEO是世界上第一个专门为民用目的设计的全球性卫星导航定位系统，与现在普遍使用的GPS相比，它将更先进、更加有效、更为可靠。它的总体思路具有四大特点：自成独立体系；能与其它的GNSS系统兼容互动；具备先进性和竞争能力；公开进行国际合作。Galileo提供五种服务：公开服务（OS），与GPS的SPS相类似，免费提供；生命安全服务（SoLS）；商业服务（CS）；公共特许服务（PRS）；以及搜救（SAR）服务。R1.2全球主要卫星导航系统4、北斗卫星导航系统第一阶段是从1994年至2003年，建成北斗卫星导航试验系统，简称北斗一号，目标是具备区域有源服务能力。R1.2全球主要卫星导航系统4、北斗卫星导航系统第二阶段是从2004年至2012年，建成北斗区域卫星导航系统，简称北斗二号，最终形成区域无源服务能力。这一阶段的发展目标是构成一个具有连续实时无源三维定位测速能力的区域性卫星导航系统，为我国及亚太地区用户提供无线电导航卫星服务。首颗卫星于2007年发射，2012年年底完成了5颗GEO卫星、5颗IGSO（倾斜地球同步轨道）卫星和4颗MEO（中轨道）卫星的组网服务。R1.2全球主要卫星导航系统4、北斗卫星导航系统第三阶段是从2013年至2020年，建成北斗全球卫星导航系统，简称北斗三号，最终形成全球无源服务能力。北斗三号由空间段、运控段和用户段组成。空间段由30颗卫星组成，其中包括3颗地球静止轨道（GEO）卫星、3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星和24颗中圆地球轨道（MEO）卫星，这样的三种轨道混合星座布局抗遮挡能力更强，能实现全球覆盖、全球服务；运控段包括主控站、注入站和监测站；用户段包括北斗终端、与其他导航系统兼容的终端以及相关的应用服务系统。R1.2全球主要卫星导航系统5、日本准天顶卫星导航系统日本准天顶卫星导航系统（Quasi-ZenithSatelliteSystem，简称QZSS）是一个兼具导航定位、移动通信和广播功能的卫星系统，旨在为日本上空运行的美国GPS卫星提供“辅助增强”功能。R1.2全球主要卫星导航系统7、印度区域卫星导航系统印度区域导航卫星系统（IndianRegionalNavigationSatelliteSystem，简称IRNSS）是一个由印度空间研究组织（ISRO）发展、运营和管理的自由区域型卫星导航系统。印度区域导航卫星系统将提供两种服务，包括民用的标准定位服务，及供特定授权使用者（军用）的限制型服务。R1.3小组比拼学生每六人一组，每小组选出一个组长，负责讨论环节的组织、记录和总结。1）分小组讨论“世界上主要的卫星导航系统有哪些？”以及“卫星导航系统的基本组成是怎样的”