编者按:卫星导航系统发展至今,因其全球性、连续性、实时性、全天候和高精度的特点,
已经广泛应用于陆地、海洋、天空和太空的各类军事及民用领域中,成为目前最常用的导航定位
技术。因此,受到了世界各国的极大重视,成为继互联网、移动通信之后发展最快的信息产业之
一。作为一种重要的国家信息基础设施,美国、俄罗斯、欧盟都不惜投入巨资建设卫星导航系统。
目前,美国GPS 、俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONA SS )和中国的“北斗一号”卫星导航系
统均已投入商业运行。由中国和欧洲15国共同参与的欧洲民用卫星导航“伽利略计划”以及中
国的“北斗二号”也在积极推进中。
作为无线电导航技术之一,卫星导航技术已经广泛应用于现代军事斗争的许多领域,极大地
提高了部队的整体作战能力,是取得现代信息战争主导权的重要手段之一。因此,我们开设关于
卫星导航技术专题讲座,向通信工程技术人员、研究生和高年级本科生介绍卫星导航技术的原理
及有关知识,希以达到拓宽知识面,共同推动卫星导航技术的发展和应用,并加强卫星导航与通
信结合应用研究的目的。本讲座内容涉及卫星导航系统应用现状及发展简史、系统组成、工作原
理,介绍卫星导航中的增强技术、组合导航技术、高灵敏接收技术及A 2GN SS 技术等。
卫星导航技术专题讲座(一)
第1讲 卫星导航技术与应用的发展
Ξ
吕 晶,李广侠,于 永
(解放军理工大学通信工程学院训练部,江苏南京210007)摘 要:文中介绍了卫星导航的发展简史,阐述了卫星导航在民事和军事中的应用,并总结了卫星导航的技术
发展。
关键词:卫星导航;应用;技术发展
中图分类号:TN 967.1文献标识码:A 文章编号:CN 3221289(2009)0320095205
D e ve lopm e nt of GNS S Te chnique s a nd A pp lica tions
L V J ing ,L I Guang 2x ia ,YU Y ong
(T raining D epantm ent I CE ,PLAU ST ,N anjing 210007,Ch ina )
A bs tra c t :T he h isto ry of GN SS w as in troduced firstly .T hen the app licati on s in civil and
m ilitary w ere discu ssed and the developm en t of its techn iques w as summ arized .
Ke y w o rds :GN SS ;app licati on s ;developm en t of techn iques
导航是一种技术与方法的总称,它的最基本的作用是将运载体(飞机、车辆、舰船及人员)从起始点沿着所选定的路线安全、准确、准时地导引到目的地。在这个过程中,确定运载体的几何位置(即定位)是基础。 第30卷第3期
2009年9月军 事 通 信 技 术Journal of M ilitary Comm unicati ons T echno logy V o l .30N o.3Sep.2009
Ξ收稿日期:2009204229;修回日期:2009206210
作者简介:吕晶(19652),男,教授.
导航的历史久远。利用天体进行导航是最古老、简便、可靠的导航技术。但是,利用任何自然天体进行导航都不可避免受到观测时间、地点、气象等诸多自然因素的影响和限制。千百年来,航海者梦寐以求地期望有朝一日,能在全球范围内,不受天气、时间、地点、自身运动状态等条件限制而获得精确的导航信息。
随着现代科学技术的发展,特别是在宇航技术、电子计算机技术领域里取得重大突破的基础上,人们从利用自然天体定位,逐步发展到设置人造天体来导航,同时,将集成电路、新的电子元器件、电波传播的研究、信息论、自动控制理论、系统工程论等应用于导航中,诞生了卫星导航技术,赋予古老的“天文导航”以新的内容,使人们长久以来的梦想变成了现实。
1 卫星导航系统简史[1]
1957年,苏联成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星。苏联人的成功深深地刺激了美国人的神经。为了尽快在空间技术方面赶上苏联,美国投入了大量的物力和财力,对苏联的卫星进行观测与研究。在观测和研究过程中,根据研究人员的发现提出:如果在位置坐标已知的地面接收点精确地测出卫星电波的多普勒频移,。这一提法给另一位研究人员麦柯卢尔(M eclu re )一个有益的启示。1958年,他提出了一个与上述提法相反的设想:如果卫星轨道是已知的,只要精确测量出卫星电波的多普勒频移,就可以推算出观测者在地球上的位置。这一设想就成了美国海军导航卫星系统NN SS (N avy N avigati on Satellite System )的理论基础。
图1 子午仪导航卫星1958年底,美国海军为了满足为发射北极星导弹的核潜艇提供精确的定位数据
的军事需求,委托霍普金斯大学应用物理实验室对卫星导航进行研究。1964年夏,该
实验室研制的卫星导航系统进行全球性导航试验获得成功,并开始为海军服务。这就
是世界上第一个实用卫星导航系统——海军导航卫星系统,又称“子午仪”
(TRAN S IT )卫星导航系统,如图1所示。
其实,在苏联第一颗人造卫星发射之前,利用人造地球卫星进行导航的科学设想
就诞生了。在1955年至1957年间,列宁格勒马让斯基空军工程科学院在谢布萨维奇
教授的领导下,进行了用无线电天文学方法实现飞机领航的可行性研究。在1958年
至1959年间,低轨道卫星无线电导航系统的科学基础取得了实质性进展,这促使苏
联于1963年转向实现第一个低轨道卫星导航系统,并命名为“奇卡达”(C I CADA )。
“子午仪”和“奇卡达”系统,即是人类第一代卫星导航系统。这一系统可以提供全球、全天候以及高精度的导航定位服务,而且安全、经济、可靠,迅速得到广泛地应用。但是,第一代系统有着很多不足。首先,当时的发射能力不强,卫星轨道低(约1000km ),卫星数量少(4～6颗),对任何一个地方不能提供连续的覆盖和服务;采用单星、双频多点多普勒频移测速定位体制,定位时间长,定位精度不高,且对运载体的动态特性敏感;不能定高度,只能提供二维导航数据
。
图2 GLONA SS 星座
为了弥补第一代卫星导航系统的上述不足,1973年12月,美国国防部整合了海
军和空军分别提出的“时间导航”(T I M A T I ON )研究计划和6212B 研究计划,提出
了一个全天候的新一代卫星导航系统——全球定位系统(GPS ),又称导航星
(NAV STA R )系统。无独有偶,凭借着谢布萨维奇教授的早期研究,苏联在1978年
也开始了替代“奇卡达”系统的全球导航卫星系统(GLONA SS )的计划,其星座如图2所示。GPS 和GLONA SS 分别在1995年和1996年具备了完全运行能力。这两
个系统都提高了卫星轨道高度(约20000km ),采用多星、高频、基于无询问的伪距、伪距变化率测量定位体制,比起第一代的卫星导航系统有更高的全球定位精度,且能连续提供三维(经度、纬度、高度)、三维速度和精确的时间,实现连续实时的导航定位。
中国到1983年初才开始酝酿利用静止轨道卫星进行导航定位的技术方案。陈芳允院士提出了利用两颗
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图3 北斗一号卫星发射地球静止轨道卫星测定用户位置的卫星无线电定位系统的概念,并称之为双星定位
通信系统。1989年,双星定位的设想通过使用两颗“东方红二号”对地静止通信卫
星得以证实。2000年10月和12月成功发射了两颗“北斗”导航卫星,建成了中国第
一代卫星导航定位系统——“北斗一代”,2003年5月发射了第三颗“北斗”导航卫
星,使系统进入稳定运行。中国成为世界上第三个拥有独立导航系统的国家。目前,
中国正在进行类似于GPS 的“北斗二代”的建设。2007年4月,中国发射了“北斗
二代”的试验卫星,2009年4月,又发射了属于“北斗二代”的第一颗正式导航卫星。
图3为北斗一号卫星发射现场。
欧盟在1998年提出GAL I L EO 计划,决定建立一个独立于GPS 的、专门为全球民用用户设计的卫星导航系统,并于2002年正式启动了GAL I L EO 计划。目前,GAL I L EO 系统完成系统的设计,并于2005年和2007年各发射了一颗试验卫星。
从上述的发展历史看,世界各国目前的主流卫星导航系统是:①采用约20000km 高度的中高地球轨道(M EO )卫星组成全球导航星座,以地球静止轨道(GEO )卫星为区域增强卫星,实现区域增强能力;②采用两个以上的L 频段导航信号,实现电离层传播时延的精确校正;③以高精度卫星钟控制下的导航信号为测量对象,用户通过对至少4颗卫星的伪距测量和伪距变化率的测量完成用户位置坐标和运动速度的确定。2 卫星导航的应用发展[2,3]
卫星导航系统一问世,就倍受人们关注,其应用非常广泛,已经从以车辆应用为主转变为目前与通信相融合的个人消费为主的格局。
在民用方面通常可分大众应用、专业应用和生命安全应用。
在大众应用方面:利用卫星定位技术,为人们提供车辆的位置信息及时间信息,使驾驶辅助和车辆跟踪应用从特种车辆扩展到私家车辆和公众车辆,特别是长途运输车辆;也使娱乐休闲、老人和小孩的定位服务等个人应用越来越广泛。
图4 利用GPS 进行测绘专业应用方面:利用卫星定位技术,为近地空间飞行体提供高精度实时的位置、
速度和姿态信息以实现飞行体的跟踪、定位、轨道确定、姿态确定和飞行编队等;通
过在一个点上长时间观测、多点联测以及数据离线(off 2line )处理等方法,可以达到
厘米级甚至毫米级的测量精度,为研究地球动力学、地壳运动、地球自转和极移、大
地测量和地震监测等提供了新的观测手段,如图4。作为连接农业机械到电子信息系
统的桥梁,将农田中产量分布、土壤养分分布、土壤水分分布与播种、施肥、灌溉、
收获机械结合起来,卫星导航系统越来越多地用于农田养护、播种施肥收割最优化、
家畜放养跟踪和收割打场效率改进等。生命安全应用主要体现在交通运输安全、个人安全以及包括医疗急救、防灾救
灾、火警盗警、搜索救援、重大事故应对和公共健康与安全等应急联动方面。
在军事应用方面,则作为位置速度时间传感器,其应用有:向各种射程和各种用途的陆海基和空基武器提供初始化和制导,提供发射架的位置、速度与姿态数据和导弹飞行中的轨迹修正数据,以提高精确打击能力;形成敌我态势信息,成为综合军事信息系统必不可少的组成部分;雷达目标、导弹、军用飞机等高速目标进行精确实时定位与跟踪并提供统一时间,以完成武器威力和性能的评价;军事测绘、高空侦察和电子侦察、目标截获、飞机投弹与对地攻击、近空支援、空地配合、火炮与雷达的快速布列与校准等需要绝对和相对实时定位操作的应用。
79 第3期吕 晶等:卫星导航技术与应用的发展
3 卫星导航技术发展[4,5]
应用的开发以及需求的升级,必将带来技术的发展。卫星导航技术也逃不出此法则。目前,卫星导航技术的发展趋势主要表现以下两方面。
(1)
系统增强技术
图5 现代激光陀螺仪随着卫星导航系统的建立,卫星导航广泛应用于国家安全以及国民经济的各方
面。但对于一些应用领域来说,卫星导航系统在定位精度、可用性、完好性(在该
系统不能使用时及时向用户发出告警的能力,是对整个系统所提供信息正确性的置
信度的测量)方面还是无法满足一些高端用户的使用需求。例如,它无法满足航空
领域在所有飞行阶段对导航系统的严格要求,尤其是精度和可靠性要求极高的精密
进近和着陆阶段。为此,出现了提高定位精度的卫星导航系统差分增强技术。广域
差分增强技术是通过对参考站观测数据进行处理,并按数学模型计算卫星的星历误
差、卫星钟差、电离层垂向时延网格数据,并传送给所有导航接收机,在较广大的
区域内使用,为一定范围内(距基准站150km 以内)的导航接收机提供由基准站计算的修正信息(如伪距误差修正)。目前,美国的W AA S (W ide A rea A ugm en tati on System )系统及欧盟的EGNO S (Eu rop ean Geo stati onary N avigati on O verlay Service )都是典型的广域差分增强系统,能够较大程度提高导航性能;而美国的LAA S 系统则是获得认证的陆基局域增强系统,可以为几十公里范围内的飞机提供I 类精密进近服务。
虽然说,卫星导航系统能提供全球、全天候、连续和高精度的服务,但是,由于信号容易受到外界干扰以及由遮蔽引起的卫星信号中断,从而使得导航接收机在某时、某地不能完成定位功能。为此,就出现了组合技术。多个卫星导航系统间的组合,通过利用各个卫星导航系统相对独立的星座,增加导航接收机的可见星数目,减小导航信号受遮蔽对定位功能的影响,提高卫星导航系统的可用性甚至提高定位精度。卫星导航与惯性导航的组合,根据惯性导航不依赖外界信息,可完全独立地提供多种较高精度的导航参数(位置、速度、姿态),但导航参数的误差会随时间累积,不适于长时间独立导航的特点,利用卫星导航和惯性导航各自的优点,提高整体可靠性和精度。目前,用于美国GPS 系统和俄罗斯GLONA SS 系统的双模接收机已经出现,用于美国GPS 系统和欧盟的GAL I L EO 系统的双模接收机也处于深入研究中;与惯导组合导航也已成为远程精确打击武器的必备要素。图5为现代激光陀螺仪。
为了适应很可能发生在室内环境的紧急情况下个人定位服务的应用,导航接收机被要求在卫星信号极其微弱的室内工作并能定位。这样,出现了高灵敏接收技术和辅助GN SS (Global N avigati on Satellite System )技术。高灵敏接收技术通过算法来提高接收机的处理增益,使其能够捕获一般导航接收机所不能捕获的弱卫星导航信号的技术。辅助GN SS 技术借助于无线通讯网络(比如GS M 、UM T S 、CDM A 等),为导航接收机提供所需的辅助信息,以支持导航接收机的定位能力或增强在微弱信号条件下的捕获跟踪能力。目前,高灵敏度的导航接收机已经问世;具有A GPS (辅助GPS )功能的手机以及A GPS 服务器等产品已经上市,最灵敏的接收机其接收电平较一般接收机低30dB 。
(2)导航信号改进
随着无线电技术的发展,无线电频谱资源越来越紧张。现在多个卫星导航系统工作在同一频段上,这些卫星导航系统既希望相互兼容工作,又希望能够实现互操作——多系统组合导航。为此,在采用CDM A 多址方式的前提下,二进制偏置载波调制方式BOC (m ,n )就这样诞生了。由于频谱能量相互错开,BOC 调制可以和B PSK 调制共享同一个射频载波而相互影响很小。目前,在GAL I L EO 系统以及GPS 现代化乃至GPS III 中,都在某些频点上采用了BOC 调制。
卫星导航系统是军民共用系统,甚至民用信号与军用信号在一个载波上。为了避免军事应用时对民事应用的影响,现在的趋势是,军用信号与民用信号剥离,并增加新的民用频点。这不仅使民用用户也能够自行测
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定电离层延时误差,更可以通过多个载波形成载波周期较长的组合测量信号,以解决接收机在进行载波相位测量时,初次只能测出信号的小于一个周期的相位值,而对之前经过了多少载波整周期不得而知的整周模糊,有利于在导航应用中实现载波相位测量技术,获得更高精度。
现在,导航接收机在卫星播发的有导航电文数据的信号上进行伪距和伪距率测量。由于电文数据的存在,这不利于导航接收机在恶劣环境下通过长的相干积分来提高捕获概率及跟踪测量精度。为解决这个问题,目前的流行做法是采用导频加数据通道信号形式,导频通道用于捕获和跟踪,数据通道用于发播导航电文,导频和数据通道分别为一个载波的两个正交支路上。这样可以为导频支路分配较高的功率,同时没有电文数据的影响,有利于恶劣环境的捕获与跟踪测量,而数据通道则分配较少的功率,通过采用先进的纠错编码来保证电文的正确接收。这么做既可较好地与辅助导航技术配合,也可保证在无辅助的条件下自主定位。4 结束语
卫星导航系统被称为“太空指南针”,其应用从导弹、战机和军舰到汽车、民用飞机、个人电脑乃至手持式通信设备[6],几乎遍及各个领域,成为现代导航应用的主导技术,在国民经济和现代战争中的作用越来越大。所以,。
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2009~10学年第二学期《卫星定位技术与应用》期末试卷 （测绘工程2007级） 班级姓名学号成绩 一、填空题（每小题3分，共15分） 1、目前卫星导航定位系统主要有哪几种？ 。 2、GPS三大基本功能分别为：；而GPS 单点绝对定位至少需要观测颗卫星。 3、WGS-84坐标系是指： 。 4、瞬时载波相位差是指： 。 5、同类型同频率载波相位观测值的线性组合主要有哪几大类？ 。答案： 1、美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO、中国的BDSS 等 2、导航、定位、授时；4 3、以地球质心为坐标原点的地固坐标系，坐标系的定向与国际时间局BIH1984.0所定义的方向一致。 4、某一指定时刻接收机产生的参考载波信号与此时接收到的卫星载波信号的相位之差。 5、单差观测值、双差观测值、三差观测值
二、简答题（每小题5分，共25分） 1、GPS载波相位测量的优点是什么？载波相位测量需要解决的关键问题又有哪 些？ 2、GPS测量发生周跳是指什么？产生的原因主要有哪些？ 3、国家GPS控制网包括哪些等级？而城市GPS控制网又包括哪些等级？ 4、GPS网的设计指标指什么？评价GPS网设计的优劣主要指标又有哪些？ 5、GPS控制网测量数据处理包括哪些流程？ 答案： 1、答： 1）GPS载波相位测量的优点：抗干扰性能好，定位精度高，用于精密定位。 2）需要解决的关键问题：载波重建、整周模糊度确定以及周跳的探测和修复。 2、答： 1）GPS测量发生周跳：是指由于卫星信号的失锁而使载波相位观测值中的整周计数所发生的突变现象。 2）周跳产生原因： （1）由于顶空障碍物阻挡，造成卫星信号暂时中断； （2）由于电离层条件差、多路径效应和卫星高度过低等原因，造成卫星信号的信噪比过低，导致整周计数错误； （3）接收机软件发生故障，导致错误的信号处理； （4）接收机在高速动态的环境下进行观测，导致接收机无法正确跟踪卫星信号； （5）卫星发生瞬时故障，无法产生信号。 3、答： 1）国家GPS控制网包括AA级、A级、B级、C级、D级、E级； 2）城市GPS控制网包括二等、三等、四等、一级、二级。 4、答： 1）GPS网的设计指标：是指导GPS网设计量化因子，是评价GPS网设计
第一章绪论 1.GPS：是接收人造卫星电波，准确求顶接收机自身位置的系统。 目前世界上有那些全球性的卫星导航系统？（俄罗斯GLONASS、欧洲Galileo、中国北斗、美国GPS） 欧空局的全球卫星定位系统的名称是什么？ 2. GPS系统组成： （1）空间星座部分：24颗卫星提供星历和时间信息，发射伪距和载波信号，提供其他辅助信息。 （2）用户部分：接收并观测卫星信号，记录和处理数据，提供导航定位信息。 （3）地面控制部分：中心控制系统，实现时间同步，跟踪卫星进行定轨。【5个监测站、1个主控站、3个注入站】 3. GPS按接收机用途分为三类：导航型、测量型、授时型； 接收机由天线单元、机主机单元和电源组成。 4、精密工程测量采用那种类型的GPS接收机？ 5、GPS接收机中采用的是铷钟、铯钟还是石英钟？ 6．与传统测量方法相比，GPS系统特点： 1）全球性---全球范围连续覆盖；(4~12颗)；2）全能性-—三维位置、时间、速度；3）全天侯 4）实时性----定位速度快；；5）连续性；6）高精度；7）抗干扰性能好，保密性好； 8）控制性强；9）观测站之间无需通视；10）提供三维坐标；11）操作简便。 7、gps有哪些新的应用领域 8、GPS在测量上的用途有那些？ 9.常见GPS卫星信号接收机（例举几个著名的中外GPS生产厂商）：Ashtech系列GPS接收机、Trimble(天宝)系列GPS接收机、 Leica(莱卡) 系列GPS接收机、中纬系列GPS接收机、南方系列GPS接收机、中海达系列GPS接收机 第二章 GPS定位的坐标系统与时间系统 1．天球：是指以地球质心M为中心，半径r为任意长的一个假想的球体。 黄道：即当地球绕太阳公转时，地球上观测者所见到太阳在天球上运动的轨迹称为黄道 黄赤交角：黄道平面与赤道平面的夹角ε称为黄赤交角，约为23.5° 春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点γ称为春分点。
中国北斗全球卫星导航发展史 中国北斗，我国自主建设的卫星导航系统。自1994年北斗一号立项以来，历经二十六载，从无到有，从有源到无源，从区域到全球，交出一份沉甸甸的“成绩单”。 2020年7月31日，中国向全世界郑重宣告，中国自主建设、独立运行的全球卫星导 航系统已全面建成，中国北斗自此开启高质量服务全球、造福人类的崭新篇章。它将以更加开放包容的姿态拥抱世界，同世界一起书写时空服务新篇章。 抗击疫情，分秒必争。北斗"交通”打通火线运输线，确保防疫物资及时送达： 国庆阅兵，举世嘱目。北斗"标齐”大显身手，受阅方队、装备“米秒不差”，阅出了军威、国威： 在世界之巅珠穆朗玛峰，北斗为中国攀登者完成髙程测量提供主要数据： 在惊涛骇浪的南海，中国渔民无论行驶到哪块海域都在中国北斗的俯瞰之中： 在山洪频发的山区，"北斗+气象”让居民早知睛雨，更好地开展生态保护、资源开发和探险 旅游： 在川流不息的马路，北斗让人们自由穿梭于大街小巷…… 这就是中国北斗，我国自主建设的卫星导航系统。它是国家安全和经济社会发展不可或缺的信息基础设施，是大国地位和综合国力的重要标志。 2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在北京人民大会堂隆重举行。中国向全世界郑重宣告，中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统已全而建成，中国北斗自此开启了高质量服务全球、造福人类的崭新篇章。 从此，中国北斗正式走出国门，成为服务全球的卫星导航系统，它将以更加开放包容的姿态拥抱世界，同世界一起书写时空服务新篇章。
命名“北斗” 1994年，世界首个全球卫星导航系统GPS全面建成：也是这一年，我国开始独立自主研制北斗卫星导航系统，并以祖先们用于识別方向的"北斗星”命爼 从无到有，北斗走过的这条路殊为不易。 早在上世纪70年代，从事"两弹一星”的先驱们就已经认识到卫星导航泄位系统的重要性。 他们曾在卫星导航领域苦苦摸索，在理论探索和研制实践方而开展了卓有成效的工作。立项于20世纪60年代末的“灯塔计划”可以说是北斗工程的前身，尽管这个计划最终因技术方向转型、财力有限等原因而终止，然而它如同一盏明灯，为后来上马的北斗工程积累了宝贵的经验。 改革开放以后，我国加快了经济发展的脚步，卫星导航定位在国民经济和国防建设上的重要价值再一次被科学家提出。但是当时，美国已经凭借着GPS在卫星定位系统领域一家独大, 俄罗斯的GLONASS也完成了全球组网，以我国当时的国情，龙欧美国家的老路只能永远做一名追赶者，唯有另辟蹊径才能拥有超车的机会。 究竟该怎样打造自主可控的国之重器? 第一代北斗建设者们一致认为，最迫切的需求是先解决"有无问题”。1983年，以陈芳允院士
xxxx导航系统定位原理及其应用 北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。美国的GPS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，授时精度日前约20ns。。 北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。四颗导航定位卫星的发射时间分别为： 2000年10月31日； 2000年12月21日； 2003年5月25日， 2007年4月14日，第三、四颗是备用卫星。2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥?双保险?作用。北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。北斗二代卫星定位系统的英文为Compass（即指南针），在ITU登记的无线电频段为L波段。北斗一号系统的基本功能包括： 定位、通信（短消息）和授时。北斗二代系统的功能与GPS相同，即定位与授时。 其工作原理如下： ?北斗一号?卫星定位系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，又可知道用户出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
信息技术发展史： 第一次信息技术革命是语言的使用。发生在距今约35 000年～50 000年前。 语言的使用——从猿进化到人的重要标志 类人猿是一咱类似于人类的猿类，经过千百万年的劳动过程，演变、进化、发展成为现代人，与此同时语言也随着劳动产生。祖国各地存在着许多语言。如：海南话与闽南话有类似，在北宋时期，福建一部人移民到海南，经过几十代人后，福建话逐渐演变成不语言体系，闽南话、海南话、客家话等。 第二次信息技术革命是文字的创造。大约在公元前3500年出现了文字 文字的创造——这是信息第一次打破时间、空间的限制 陶器上的符号：原始社会母系氏族繁荣时期（河姆渡和半坡原始居民） 甲骨文：记载商朝的社会生产状况和阶级关系，文字可考的历史从商朝开始 金文（也叫铜器铭文）：商周一些青铜器，常铸刻在钟或鼎上，又叫“钟鼎文” 第三次信息技术的革命是印刷的发明。大约在公元1040年，我国开始使用活字印刷技术(欧洲人1451年开始使用印刷技术)。 印刷术的发明 汉朝以前使用竹木简或帛做书材料，直到东汉（公元105年）蔡伦改进造纸术，这种纸叫“蔡候纸”。从后唐到后周，封建政府雕版刊印了儒家经书，这是我国官府大规模印书的开始，印刷中心：成都、开封、临安、福建阳。 北宋平民毕发明活字印刷，比欧洲早400年 第四次信息革命是电报、电话、广播和电视的发明和普及应用。 世纪中叶以后，随着电报、电话的发明，电磁波的发现，人类通信领域产生了根本性的变革，实现了金属导线上的电脉冲来传递信息以及通过电磁波来进行无线通信。 1837年美国人莫尔斯研制了世界上第一台有线电报机。电报机利用电磁感应原理(有电流通过，电磁体有磁性，无电流通过，电磁体无磁性)，使电磁体上连着的笔发生转动，从而在纸带上画出点、线符号。这些符号的适当组合(称为莫尔斯电码)，可以表示全部字母，于是文字就可以经电线传送出去了。1844年5月24日，他在国会大厦联邦最高法院议会厅作了“用导线传递消息”的公开表演，接通电报机，用一连串点、划构成的“莫尔斯”码发出了人类历史上第一份电报：“上帝创造了何等的奇迹！”实现了长途电报通信，该份电报从美国国会大厦传送到了40英里外的巴尔的摩城。 1864年英国著名物理学家麦克斯韦发表了一篇论文(《电与磁》)，预言了电磁波的存在，说明了电磁波与光具有相同的性质，都是以光速传播的。 1875年，苏格兰青年亚历山大.贝尔发明了世界上第一台电话机，1878年在相距300千米的波世顿和纽约之间进行了首次长途电话实验获得成功。 电磁波的发现产生了巨大影响，实现了信息的无线电传播，其他的无线电技术也如雨后春笋般的涌现：1920年美国无线电专家康拉德在匹兹堡建立了世界上第一家商业无线电广播电台，从此广播事业在世界各地蓬勃发展，收音机成为人们了解时事新闻的方便途径。1933年，法国人克拉维尔建立了英法之间的第一条商用微波无线电线路，推动了无线电技术的进一步发展。 1876年3月10日，美国人贝尔用自制的电话同他的助手通了话。 1895年俄国人波波夫和意大利人马可尼分别成功地进行了无线电通信实验。 1894年电影问世。1925年英国首次播映电视。 静电复印机、磁性录音机、雷达、激光器都是信息技术史上的重要发明。 第五次信息技术革命是始于20世纪60年代，其标志是电子计算机的普及应用及计算机与现代通信技术的有机结合。 随着电子技术的高速发展，军制、科研、迫切需要解决的计算工具也大大得到改进，1946年由美国宾夕法尼亚大学研制的第一台电子计算机诞生了。 1946~1958年第一代电子计算机 1958~1964年第二代晶体管电子计算机 1964~1970年第三代集成电路计算机 1971~20世纪80年代第四代大规模集成电路计算机 至今正丰研究第五代智能化计算机
名词解释: 天球：是以地球质心M为中心，半径r为任意长的一个假象的球体。 春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点γ。 大地经纬度：表示地面点在参考椭球面上的位置，用大地经度λ、大地纬度和大地高h表示。 天文经纬度:表示地面点在大地水准面上的位置，用天文经度和天文纬度表示。 黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆，即当地球绕太阳公转时，地球上的观测者所见到的太阳在天球上的运动轨迹。黄道面与赤道面的夹角称为黄赤交角，约23.5°。 赤经：为过春分点的天球子午面与过天体的天球子午面之间的夹角。 赤纬：为原点至天体的连线与天球赤道面之间的夹角。 岁差：实际上地球接近于一个赤道隆起的椭球体，在日月和其它天体引力对地球隆起部分的作用下，地球在绕太阳运行时，自转轴方向不再保持不变，从而使春分点在黄道上产生缓慢西移，此现象在天文学上称为岁差。 章动：在太阳和其它行星引力的影响下，月球的运行轨道以及月地之间的距离在不断变化，北天极在天球上绕北黄极顺时针旋转的轨迹十分复杂。如果观测时的北天极称为瞬时北天极（或真北天极），相应的天球赤道和春分点称为瞬时天球赤道和瞬时春分点（或真天球赤道和真春分点）。则在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极将绕瞬时平北天极产生旋转，轨迹大致为椭圆。这种现象称为章动。 极移：地球自转轴相对于地球体的位置不是固定的，地极点在地球表面上的位置随时间而变化的现象称为极移。 世界时：以平子夜为零时起算的格林尼治平太阳时称为世界时。 力学时：天文学中，天体的星历是根据天体动力学理论建立的运动方程而编算的，其中所采用的独立变量是时间参数T，这个数学变量T定义为力学时。 原子时：以物质内部原子运动的特征为基础的原子时系统。 协调时：以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种折衷时间系统，称为世界协调时或协调时。 GPS时间系统：属于原子时系统，秒长与原子时相同，但与国际原子时的原点不同，即GPST 与IAT在任一瞬间均有一常量偏差。 GPS定位：GPS定位系统靠车载终端内置手机卡通过手机信号传输到后台来实现定位。指利用人造地球卫星确定测站点位置的技术。 GPS导航：利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。 绝对定位：在地球协议坐标系中，确定观测站相对地球质心的位置。 相对定位：在地球协议坐标系中，确定观测站与地面某一参考点之间的相对位置。 动态定位：在定位过程中，接收机天线处于运动状态。 静态绝对定位:接收机安置在基线端点的接收机固定不动，通过观测，确定观测站相对地球质心的位置。 静态相对定位：接收机安置在基线端点的接收机固定不动，通过连续观测，取得充分的多余观测数据，确定观测站与地面某一参考点之间的相对位置。 优点：定位精度高；缺点：定位时间长。 差分动态定位：在已知坐标的点上安置一台GPS接收机（称为基准站），利用已知坐标和卫星星历计算出观测值的校正值，并通过无线电设备（称数据链）将校正值发送给运动中的GPS接收机（称为流动站），流动站应用接收到的校正值对自己的GPS观测值进行改正，以消除卫星钟差钟差、接收机钟差、大气电离层和对流层折射误差的影响。 整周未知数：是在全球定位系统技术的载波相位测量时，载波相位与基准相位之间相位差的
全球储能技术发展现状与应用情况 一、储能技术分类、技术原理、主要特征 针对电储能的储能技术主要分为三类:电化学储能(如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、锂离子电池、镍镉电池、超级电容器等) 、物理储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)和电磁储能(如超导电磁储能等)。 也可以分为功率型和能量型，功率型的特点是功率密度大、充放电次数多、响应速度快、能量密度小的特点，例如飞轮、超级电容、超导；能量型的特点是能量密度大、响应时间长、充放电次数少、功率密度低等特点。例如蓄电池。 从目前的情况来看，两种储能设备混用会产生更大的效果,混用比单一使用更有利于降低成本。（最近的一篇论文介绍的模型计算结果是在微网中使用超级电容和蓄电池两种混合储能成本是单一储能成本的33.8%。） （一）电化学储能技术 1、钠硫电池 钠硫电池的正极活性物质是液态的硫（S）；负极活性物质是液态金属钠（Na），中间是多孔性瓷隔板。它利用熔融状态的金属钠和硫磺在300℃以上高温条件下，进行氧化-还原反应，完成充放电过程。 钠硫电池的主要特点是能量密度大（是铅蓄电池的3倍）、充电效率高（可达到80%）、可大电流、高功率放电、循环寿命比铅蓄电
池长。然而钠硫电池在工作过程中需要保持高温，有一定安全隐患。由于钠硫电池中所用的储能介质金属钠和硫磺均为易燃、易爆物质，对电池材料要求十分苛刻，目前只有日本（NGK）公司实现产品的产业化生产。 图1 钠硫电池储能系统原理 （来源：美国储能协会） 2、液流电池 液流氧化还原电池(Redox flow cell energy storage systems)，简称液流蓄电站或液流电池，与通常蓄电池活性物质包含在阳极和阴极不同，液流电池作为氧化-还原电对的活性物质分别溶解于装在两个大储液罐中的溶液里，各用一个泵使溶液流经液流电池堆中高选择性离子交换膜的两侧，在其多孔炭毡电极上发生还原和氧化反应。电池堆通过双极板串联，结构类似于燃料电池。目前还发展有在一个或两个电极上发生金属离子(及非金属离子)溶解/沉积反应的液流电池。 由于液流电池的储能容量由储存槽中的电解液容积决定，而输出功率取决于电池的反应面积，通过调整电池堆中单电池的串连数量和电极面积，能够满足额定放电功率要求。两者可以独立设计，因此系
中国北斗卫星导航系统发展历程 相信在座的大部分都只知道北斗时中国的导航系统，但并没有深入的了解，那中国北斗卫星导航系统是如何发展到如今的地步呢？ 中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，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10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 2017年11月5日，中国第三代导航卫星顺利升空，它标志着中国正式开始建造“北斗”全球卫星导航系统。 卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。中国高度重视卫星导航系统的建设，一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。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，产生显着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。为了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。 2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版1.0正式公布，北斗导航业务正式对亚太地提供无源定位、导航、授时服务。 2013年12月27日，北斗卫星导航系统正式提供区域服务一周年新闻发布会在国务院新闻办公室新闻发布厅召开，正式发布了《北斗系统公开服务性能规
浅析全球卫星导航定位技术原理及应用 一、前言 导航定位的需求,可以说不是历来就有的,在人类早期物质生产活动中以牧猎为主,日出而作,日落而息。当时人们离不开森林和水草,或是随着水草的兴衰而漂泊不定,根本不需要什么明确的定位。但是,随设社会的发展,到了农业时代,在人们开发农田,兴修水利等相应活动中就逐渐产生了测绘定位的需求,可以说在这时,导航定位就在慢慢酝酿之中。等到了工业时代,人类的活动遍及全球,而一些工程比如航海、航空、洲际交通工程,通信工程,矿产资源勘探工程,地球生态及环境变迁的研究,就需要精确地定位。这些需求促使导航定位技术的发展,并把这项技术带到一个前所未有的发展时期,它的手段也从光学机械过渡到光电子精密机械仪器的时代。社会是不断发展的,科技是不断进步的,20世纪末,出现了电子计算器技术、半导体技术、激光技术、航天科学技术,它们的出现,把人类带到了电子信息时代和航天探索时代。当1957年前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星,人类跟踪无线电信号中发现了卫星无线电信号的多普勒频移现象,这预示着一种全新的天空定位技术的可行性,由此,人类进入了卫星定位和导航的时代。 二、简介 1:全球卫星导航定位系统(global navigation and positioning satellite system采用极轨道星座和无源定位方式为美国提供全球覆盖的导航及定位系统。简称GPS。其轨道高度约为2×104 km,在6条轨道上运行有24颗卫星,每12 h绕地球一周,能保证地球上任何地点的用户都能至少同时看到4颗卫星。它属于非静止卫星定位系统。移动用户利用导航定位接收机来接收4颗(或4颗以上卫星的导航定位信号,并测量不同信号的到达时间,求出移动用户的三维空间坐标,自动给出经度和纬度显示,从而实现用户的自主定位。也可通过无线传输手段将用户定位信息传送到调度中心,实现对移动用户的调度控制。 GPS向用户广播的导航信号为双频,分别为1 575.42MHz 和1 226.60MHz。采用多种直接序列扩频码的码分多址和伪码测距技术。直接序列扩频码主要有P码
GPS原理与应用复习参考 一、判断题(本大题共5小题，每小题1分，共5分)(请在答题纸上判断题答题区域作答) 1. ( V)对于GPS网的精度要求，主要取决于网的用途和定位技术所能达到的精度。精度指标通常是以相临点间弦长的标准差来表示。 2. ( X)GPS的测距码(C/A码和P码)是伪随机噪声码。 3. ( X )电离层延迟的大小与载波频率无关。 4. ( X)GPS定位直接获得的高程是似大地水准面上的正常高。 5. ( X )图形强度因子是一个直接影响定位精度、但又独立于观测值和其它误差之外的 一个量。其值恒大于1,最大值可达100，其大小随时间和测站位置而变化。在GPS测量中, 希望DOF越小越好。 二、判断题(本大题共5小题，每小题1分，共5分)(请在答题纸上判断题答题区域作答) 1. (X)GPS测得的站星之间的伪距就是指GPS卫星到地面测站之间的几何距离。 2. ( V ) C/A码的码长较短，易于捕获，但码元宽度较大，测距精度较低，所以C/A码又称为捕获码或粗码。 3. ( V) GPS的空间部分(卫星星座部分)由21颗工作卫星、3颗备用卫星组成，均匀分布在6个轨道上。 4. ( X ) GPS定位直接获得的高程是似大地水准面上的正常高。 5. ( X ) GPS静态定位之所以需要观测较长时间，其主要目的是为了削弱卫星星历误差的 影响。 三、填空题(本题共15空，每空1分，共15分)(请在答题纸上填空题答题区域作答) 1. 按照《规范》规定，我国GPS测量按其精度依次划分为AA A、B、CD E六级，其中 C级网的相邻点之间的平均距离为15?10km最大距离为40 km 。 2. GPS定位系统包括空间部分、地面控制部分和用户设备部分。 3. 从误差来源分析，GPS测量误差大体上可分为以下三类：与卫星有关的误差，与信号传播有关的误差和与接收设备有关的误差。 4. 美国国防部制图局(DMA于1984年发展了一种新的世界大地坐标系，称之为美国国防 部1984年世界大地坐标系，简称WGS-84 。 5. 三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环称为同步环。 6. 在定位工作中，可能由于卫星信号被暂时阻挡，或受到外界干扰影响，引起卫星跟踪的 暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象叫周跳。 7. 在接收机和卫星间求二次差，可消去两测站接收机的相对钟差改正。 8. 利用GPS进行定位有多种方式，如果就用户接收机天线所处的状态而言，定位方式分为 . 静态定位禾口动态定位；若按参考点的不同位置，又可分为单点定位和相对 定位。 9. GPS卫星信号是由载波、导航电文、和测距码三部分组成的。 10. 对流层延迟改正模型中的大气折射指数N与温度、气压、湿度等 因素有关。 11. 差分GPS按观测值的类型可分为伪距差分和相位差分。 12. 目前正在运行的全球卫星导航定位系统有GPS 和GLONASS 。我国组建的第一代卫星导航定位系统称为北斗卫星导航系统,欧盟计划组建的卫星导航定位系统称 为Galileo 系统。 13. 在接收机间求一次差后可消除卫星钟差参数，继续在卫星间求二次差后可消除接_
全球储能技术的发展现状及前景分析 北极星储能网讯:一直以来，储能技术的研究和发展备受各国能源、交通、电力、电讯等部门的高度关注，尤其对发展新能源产业具有重大意义。受 环境约束，各国纷纷大力提倡发展新能源，然而由于新能源发电具有不稳定性 和间歇性,大规模开发和利用将使供需矛盾更加突出,全球弃风、弃光问题普遍存在，严重制约了新能源的发展。因此，储能技术的突破和创新就成为新能源能 否顺利发展的关键。从某种意义上说，储能技术应用的程度将决定新能源的发 展水平。 （一）全球各储能技术装机情况 近年来，储能市场一直保持较快增长。据美国能源部全球储能数据库（DOEGlobalEnergyStorageDatabase）2016 年8 月16 日的更新数据显示，全球累计运行的储能项目装机规模167.24GW（共1227 个在运项目），其中抽水蓄能161.23GW（316 个在运项目）、储热3.05GW（190 个在运项目）、其他机械储能1.57GW（49 个在运项目）、电化学储能1.38GW（665 个在运项目）、储氢 0.01GW（7 个在运项目），具体见全球累计运行的储能项目装机量以抽水蓄能占 比最大，约占全球的96%。按照总装机量，中国成为装机位列第一的国家，日 本和美国次之，三国装机分别为32.1GW、28.5GW 和24.1GW，共占全球装机 总量的50%。全球累计运行储能项目装机排名前十的主要是亚洲和欧洲国家， 详见表1。 （二）全球储能技术区域分布情况 全球的储能项目装机主要分布在亚洲、欧洲和北美，见按照储能技术类 型分布来看，抽水蓄能装机占比最大，主要分布在中国、日本和美国。与2014
《GPS定位原理及应用》 第一章绪论 1.1 GPS卫星定位技术的发展 1.1.1 早期的卫星定位技术 1、无线电导航系统 罗兰--C：工作在100KHZ，由三个地面导航台组成，导航工作区域2000KM，一般精度200-300M。 Omega（奥米茄）：工作在十几千赫。由八个地面导航台组成，可覆盖全球。精度几英里。 多卜勒系统：利用多卜勒频移原理，通过测量其频移得到运动物参数（地速和偏流角），推算出飞行器位置，属自备式航位推算系统。误差随航程增加而累加。 缺点：覆盖的工作区域小；电波传播受大气影响；定位精度不高 2、早期的卫星定位技术 卫星三角网： 以人造地球卫星作为空间观测目标，由地面观测站对其进行摄影测量，测定测站至卫星的方向，来确定地面点的位置的三角网。 卫星测距网： 用激光技术测定测站至卫星的距离作为观测值的网则称为卫星测距网。 20世纪60～70年代，美国国家大地测量局在英国和德国测绘部门协助下，建立了一个共45个点的全球卫星三角网，点位精度5米。 卫星三角网的缺点： 易受卫星可见条件和天气条件影响，费时费力，定位精度低。 1.1.2 子午卫星导航（多普勒定位）系统及其缺陷 多普勒频移： 多普勒效应是为纪念Christian Doppler而命名的，他于1842年首先提出了这一理论。 他认为电磁波频率在电磁源移向观察者时变高，而在波源远离观察者时变低。因此可利用频率的变化多少来确定距离的变化量。 多普勒效应的一个常被使用的例子是火车，当火车接近观察者时，其汽鸣声会比平常更刺耳。你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。同样的情况还有：警车的警报声和赛车的发动机声。 子午卫星导航系统(NNSS)： 将卫星作为空间动态已知点，通过在测站上接受子午卫星发射的无线电信号，利用多普勒定位技术，进行测速、定位的卫星导航系统。 子午卫星导航系统的优点： 经济快速、精度均匀、不受天气和时间的限制，且可获得测站的三维地心坐标。 子午卫星导航系统的缺点： 由于卫星数量少，故不能实时定位、定位时间长、定位精度也低。 1958年，美国为解决北极星核潜艇在深海航行和执行军事任务而需要精确定位的问题，开始研制军用导航卫星，命名为“子午仪计划”。1960年4月，美国发射了世界第一颗子午导航卫星，传统的无线电导航系统从此被这种新的导航方式取代。美国1964年建成子午导航卫星系统，主要由美国海军使用，到1967年开始正式向民用开放。由于该系统卫星数目较小（5-6颗），运行高度较低（平均1000KM），从地面站观测到卫星的时间隔较长（平均1.5h），因而它无法提供连续的实时三维导航，而且精度较低。单点定位精度约为30—40米，每次定位约需8—10分钟。而各测站观测了公共的17次合格的卫星通过时，联测定位的精度才能达到0.5米左右。子午导航卫星系统是低轨道导航卫星，它集中了远程无线电导航台全球覆盖和近程无线电导航台定位精度高的优点，仅用4颗卫星组成的太空导航星座就能提供全天候全球导航覆盖和周期性二维（经纬度）定位能力，使全球用户统一于地心坐标系进行高精度定位，使导航技术产生了革命性突破。 70年代中期，我国利用引进的多普勒接收机进行了西沙群岛的大地测量基准联测，国家测绘总局和总参测绘局联合测设了全国卫星多普勒大地网，石油和地质勘探部门也在西北地区测设了卫星多普勒定位网。
第一代北斗卫星导航定位系统 一代的北斗卫星导航系统属于区域性的有源导航定位系统。特点是投资小、建成快，只需要两颗地球同步轨道卫星（GEO 卫星）即可进行导航定位。在有源导航定位系统中，用户终端对两颗GEO卫星发射信号，通过记录时间差和两颗卫星在空间的距离，地面中心站（DEM)通过距离交会法求得用户的平面位置（注意是只有平面位置，没有海拔高程），地面中心站再通过卫星将计算结果告诉用户。 以上就是有源导航定位系统的工作原理，不难发现这里面有三个很严重的问题： 1、地面中心站承担了很大部分的任务，资源占用高，结果就是用户数量收到限制，无法推广开来； 2、用户终端必须发射信号，这在战时很容易就会暴露位置，也很容易使系统失效（只要向卫星发送错误的信号即可）； 3、计算速度慢，而且进度不高。 第二代北斗卫星导航定位系统 二代北斗卫星导航系统卫星星座包含14颗卫星，包括5颗地球同步轨道卫星（GEO卫星：通讯卫星，也可用于定位），5颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO卫星：备用卫星），4颗中地球轨道卫星（MEO卫星：定位解算功能）。由于是用伪距单点定位模型进行定位，并不需要地面中心站进行计算，定位解算是在用户终端上进行的，所以用户数量不再受限，于是便能推广开来。但二代北斗并没有抛弃有源导航定位的方法而是作为一种特殊功能保留了下来，只不过一般的接收机不支持这种功能，北斗二号于2013年正式提供服务。 第三代北斗卫星导航定位系统 三代北斗卫星导航系统理论上包含5颗GEO卫星，3颗IGSO卫星，27颗MEO卫星，总计35颗卫星。与GPS采用六轨星座系统（6*4）不同，三代BDS采用三轨星座系统,每个轨道面9颗MEO卫星，轨道面之间相隔120度均匀分布。正如我们所见，从2017年年底开始，其实已经开始了2017年11月5日中国成功以一箭双星方式发射北斗三号组网卫星，北斗三号卫星将陆续发射，2020年将完成全球化的卫星星座部署，届时将为全球提供导航定位服务。 各大高校和系所在北斗卫星导航系统发展中做出了不可磨灭的贡献。参与北斗系统建设的主要还是以航天，中电等集团的研究所为主，院校比较少，国防科大承担了一部分。其他地方院校主要参与了各型号接收机和芯片研制，如清华，复旦，北理，成电等。武大，信工大等参与定轨方面的数据处理，在此疯狂给母校武大打电话。 为什么一开始要用有源导航定位系统这种精度不高实用意义不强的技术？ 这一举动充分体现了中国人无穷的智慧——答案其实是为了占坑，但不是占空间位置的坑，而是占无线电频率坑。实际上所有全球导航定位系统都是使用L波段进行广播，而L波段中效果好的就只有有限的几个频率，国际上规定谁先占用了就归谁。所以先用一代北斗占着无线电频率的坑，然后再慢慢发展。
卫星定位原理与应用2014—2015学年 山东科技大学测绘学院遥感12级 一填空题（每空一分，30分） 1 GPS是的英文简写；IGS是的英文简写。 2 L1载波的波长是，频率是；L2载波的波长是，频率是；L5载波的波长是，频率是。L1载波上调制的是，，。 3 GPS三大功能是，，。 4 GPS软件写出两个，。 5 卫星定位在建的和已经建成的四大系统，美国的，俄罗斯的，欧洲的，以及中国的。 6 协议天球坐标系转换到协议地球坐标系, , , 。 7 站间求差消去，星间求差消去，历元求差。 二判断题（20分） 1 测相应用于单点动态定位，精度10m。 2 3颗卫星即可求解接收机坐标。 3 GPST和UTC一样，都是原子时。 4 数据删除率是同一时段删除数据和剩余数据个数的比值。 5 RINEX是通用格式，常应用于多类型接收机联合作业。 6 卫星钟差Sti=a0+a1(t0-t)+a2(t0-t2) 。 7 同步环闭合差时独立基线组成的闭合环的误差。 8 站间求差可以消除卫星钟差和接收机钟差。 9 GPS解算的到是正常高 10 GPS高精度定位使用测距码。 三问答题（50分） 1 GPS相对于常规测量优越性。（5分） 2 电离层误差减小方法，推导双频改正公式。（10分） 3 测相观测方程。叙述GPS数据处理过程，以及使用某一GPS软件处理过程。（10分） 4 8个控制点分布如图，3台接收机，请做出接收机调度表。（10分） 5 40个点，2次，4台接收机，计算总观测时段，基线总数，独立基线数，必要基线数，多余基线数。（10分） 6 谈谈你对GPS与遥感专业的关系的看法，以及未来十年你可能应用到GPS的地方。 （5分）
浅谈GPS原理及其应用 随着科技和制造业的进步，众多科技含量较高的产品被越来越广泛地应用在生活中，卫星导航定位系统就是一个很好的应用实例，其中以美国的GPS系统应用最为普遍，常见的如：车载GPS导航仪、智能手机中的电子地图导航功能等。在本人的教学工作中，多次遇到学生询问于此相关的问题，本文就GPS的原理及应用进行简述。 1．卫星导航定位系统含义及概况 定位，顾名思义就是确定某一个目标的位置，就是要搞明白“我在哪里”的问题。导航，就是对某一目标（汽车或者飞机等）运动时的连续定位，就是搞明白“我走了哪些路”，或者“我将要走哪条路”。随着航天、通讯等科技的发展，人造卫星也被用来定位和导航，其能够提供全球性的，全天候的，高精度、实时的导航定位服务，以及授时服务。 全球卫星导航系统有好几种，美国的GPS 、俄罗斯的GLONASS、我国的Compass（北斗）、欧洲的伽利略（Galileo）系统，可用卫星数目达到100颗以上[1]。其中在全球范围内应用最成熟、最广泛的就是美国的GPS系统。GPS系统始于1973年的美国国防部批准的“导航卫星定时和测距/全球定位系统”，简称GPS（即Global Positioning System，全球定位系统），被誉为人类在20世纪仅次于计算机之后的最为重大的发明。 2．GPS系统的基本定位原理 GPS系统的基本配置是24颗卫星构成，卫星位于6个地心轨道上，每个轨道有4颗卫星，每个轨道接近于圆形，与赤道面的倾斜夹角为55°，沿赤道以60°间隔均匀分布[2]，形成了对地球的网络包围，图1表述了GPS卫星的星座分布。轨道的半径约为26600km，也就是高度大约离地面20200km，轨道的周期是半个恒星日，约11.976个小时。理论上，在地球表面的绝大多数地点都能观测到的有效卫星颗数≥4颗。而4颗或者更多的GPS卫星就能够确定每天24小时内地球表面上任何地点观测者（观测设备）的位置了。如图2所示。 图2 GPS定位示意图 每一颗GPS卫星都携带有铯原子钟和（或）铷原子钟，为发射信号提供高精度时间信息的，GPS卫星在工作时，以一定的频率（两个频率，1575.42MHz 和1227.6MHz）向地球发射无线电波信号，其报文的主要信息是该电波信号发出时刻的时间信息，用户接收机无源工作（即只接收信号），接收能观测到GPS卫星的电波信号，并标记出收到该电波信号的接收时刻，算出该电波从发射到被接收的传播时间，已知电波是以光速传播的，就可以用传播时间来计算出到接收机到GPS卫星的距离。 在以地心为坐标原点的WGS-84地心坐标系三维空间中，如果能够知道到达不在同一条直线上的3颗卫星的距离，那么就可以确定该接收机在地球附近所在的位置。在一段时间内连续观测，就可以得出接收机的经纬度和高度变化情况，于是就得出了接收机移动的方向和速度了。由于GPS定位是依靠时间差来实现距离计算的，所以必须需要第4颗卫星给接收装置提供时钟修正信息，使接收机时钟与卫星时钟同步。 实现定位之后，就可以在应用设备上记录目标移动时所经过的路径，并且可以经过估计和计算，对某预定地点提供导航服务。
2008论文 卫星导航产业将成为我国新的经济增长点 加快经济发展是我国社会主义初级阶段面临的首要任务，而“科学技术是第一生产力”①，为了把科技搞上去，我国做出了一系列重大的战略决策。党的十五大指出，科技进步是经济发展的决定性因素，要充分估量未来科学技术特别是高技术发展对综合国力、社会经济结构和人民生活的巨大影响，把加速科技进步放在经济社会发展的关键地位。为实现这一重大发展战略，我国目前正在组织实施863计划、国家科技支撑计划、985工程等科技发展战略，在全球迅速崛起的卫星导航高新技术就在我国科技战略的重点规划之内。 卫星导航产业是当今国际公认的全球性的高新技术产业。随着技术的进步、应用需求的增加，卫星导航的全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点及其所独具的定位导航、授时校频、精密测量等多方面的强大功能，已涉足众多的应用领域，使卫星导航成为继蜂窝移动通信和互联网之后的全球第三个IT 经济新增长点。目前，作为高新技术产业，卫星导航产业在我国的技术发展越来越趋向于成熟，并得到国家政策和政府的大力支持，在市场方面也已经初具规模，再加之专业领域的应用和人民日常生活的应用需求的不断增长，卫星导航将成为我国新的经济增长点。 1.卫星导航产业是高新技术产业 1)卫星导航介绍 卫星导航是对全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）所有相关应用的概括。全球导航卫星系统（GNSS）是一个全球性的位置与时间测定系统，包括一个或几个卫星星座、地面接收站及监控系统，可为地球表面、近地表和地球外空任意地点用户提供全天候、实时、高精度的三维位置、速度以及精密的时间信息。目前世界上有三个已经投入运行的卫星定位导航系统，包括美 ①《邓小平文选》，第3卷，274页。
信息技术及其发展简史信息技术及其发展简史 信息技术的概念 一、具体知识内容 信息技术：一切与信息的获取、加工、表达、交流、管理和评价等有关的技术都可称之为信息技术。 信息技术主要包括传感技术、通信技术和电子计算机技术等。 1．我们常说的“IT”是（）的简称 A．信息技术B．因特网C．输入设备D．手写板 2．总体来说，一切与信息的获取、加工、表达、（D ）、管理、应用等有关的技术，都可以称之为信息技术. A．识别B．显示C．交换D．交流 信息技术的悠久历史 一、具体知识内容 人类社会发展历史上发生过五次信息技术革命（教材P6）： （1）语言的使用；(是从猿进化到人的重要标志) （2）文字的创造； （3）印刷术的发明； （4）电报、电话、广播、电视的发明和普及； （5）计算机技术及现代通信技术的普及与应用。(将人类社会推进到了数字化的信息时代) 1．关于信息技术的出现，下列说法正确的是（） A．自从有了广播、电视后就有了信息技术B．自从有了计算机后就有了信息技术 C．自从有了人类就有了信息技术D．信息技术是最近发明的技术 2．下列有关信息技术的描述正确的是（） A．通常认为，在人类历史上发生过五次信息技术革命 B．随着信息技术的发展，电子出版物会完全取代纸质出版物
C．信息技术是计算机技术和网络技术的简称 D．英文的使用是信息技术的一次革命 3．人类经历的五次信息技术革命依次为：语言的使用、文字的使用，（），电报、电话、广播、电视的使用和计算机的普及应用及其与通信技术的结合。 A．火的使用B．指南针的使用C．印刷技术的应用D．蒸汽机的发明和使用 信息技术的发展趋势 一、具体知识内容 1．神奇的计算机技术 （1）虚拟现实： 虚拟现实技术是伴随多媒体技术发展起来的计算机新技术，它利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，用户需要使用特殊的交互设备才能进人虚拟环境中。例如：3D游戏、电子宠物、三维全景图片、虚拟实验等（教材P7）。 虚拟现实技术融合了数学图像处理、计算机图形学、多媒体技术、（传感器技术）等多个信息技术分支。（教参P12） （2）语音技术(教材P8) 语音技术在计算机领域中的关键技术有自动语音识别技术（ASR ) 和语音合成技术（TTS ）。例：语音输入法(开发公司:汉王、IBM 、微软) 语音识别技术是指将人说话的语音信号转换为可被计算机识别的文字信息，从而识别说话人的语音指令以及文字内容的技术。 语音合成技术是指将文字信息转变为语音数据，以语音的方式播放出来的技术。 （3）智能代理技术(教材P8) 智能代理技术是人工智能技术应用的一个重要方面，它通常可以主动地根据人的需要完成某些特定的任务。主要用于信息的自动检索和实现网上购物、网过滤。（案例：办公自动化、电子商务、搜索引擎中的“机器人”或“蜘蛛”程序） 计算机技术是信息处理的核心，计算机未来研究的一个主要方向是智能化。 电子商务：在网络环境下，实现网上购物、网上交易和在线电子支付的一种商业运营模式。 （4）中国的超级计算机 2．发展趋势（教材P7-10） （1）越来越友好的人机界面 （2）越来越个性化的功能设计