北斗卫星导航系统介绍整理材料
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北斗导航系统引言北斗导航系统是中国的卫星导航系统,由中国国家航天局主导研发和建设。
该系统在全球范围内提供高精度、全天候、全天时的定位、导航和时间服务。
北斗导航系统的建设和发展标志着中国在卫星导航领域取得了重大突破和进展。
本文将介绍北斗导航系统的基本原理、应用范围以及在经济、社会、科研和安全领域中的重要作用。
一、北斗导航系统的基本原理北斗导航系统是基于一组卫星和地面控制系统构建的。
该系统由一组地球静止轨道卫星和多颗中圆轨卫星组成。
卫星通过与地面控制系统的通信和协调,向用户提供定位、导航和时间服务。
北斗导航系统利用广播星历和差分星座,在用户设备和卫星间建立通信链路,实现定位和导航功能。
用户设备接收卫星发射的信号,通过信号延迟和多普勒效应计算出自身位置和速度。
该系统的测算精度可以达到米级或亚米级,满足大多数定位和导航需求。
二、北斗导航系统的应用范围北斗导航系统广泛应用于多个领域,包括交通运输、农业、测绘、物流、海洋、航空航天和安全等。
具体应用包括但不限于以下几个方面:1. 交通运输:北斗导航系统在交通运输领域发挥着重要作用,包括车辆定位、导航和调度等。
通过北斗导航系统,交通管理部门可以实时监控车辆位置和运行状态,提高交通管理效率。
2. 农业:北斗导航系统可用于农业机械自动驾驶和精准农业管理。
农民可以根据系统提供的地块信息,精确施肥、浇水和农药等,提高农业产量和效益。
3. 测绘:北斗导航系统可以为测绘和地理信息系统提供高精度的位置数据。
通过卫星信号,可以快速获取各种地理信息,如地形、地貌和地物分布等。
4. 物流:北斗导航系统可以提供物流车辆的实时定位和路径规划功能,提高物流运输的效率和安全性。
5. 海洋:北斗导航系统可以为海洋航行提供定位和导航服务。
海洋渔业、海上油气开发和海洋科学研究等领域都可以受益于该系统。
6. 航空航天:北斗导航系统可以为航空航天领域提供导航和飞行控制服务,提高航空器的定位精度和安全性。
北斗导航系统介绍北斗导航系统由空间段、地面段和用户终端组成。
空间段由北斗卫星组成,这些卫星在轨运行,以提供导航信号。
地面段由控制中心、监测站、差分站和用户服务站等组成,负责卫星管理、导航信号的处理和用户服务等任务。
用户终端包括手机、车载设备、船载设备等,可以接收导航信号并进行导航、定位等操作。
1.全球覆盖:北斗导航系统覆盖全球,包括陆地、海洋和空域,能够提供全球范围内的导航和定位服务。
2.独立运行:北斗导航系统采用自主研发的导航卫星,不依赖其他导航系统,可以独立运行,确保数据的安全性和可靠性。
3.高精度定位:北斗导航系统提供的定位精度可达米级,对于需要高精度定位的应用场景非常适用,如车辆导航、测绘和航空航天等。
4.多种服务:除了导航定位功能外,北斗导航系统还提供增强型导航、速度测量、授时服务等多种功能,满足用户在不同应用场景下的需求。
5.多频多制式:北斗导航系统支持多频多制式的导航信号,能够适应不同地域和不同需求的用户。
1.车辆导航与交通管理:北斗导航系统可以为车辆提供实时导航和定位服务,帮助司机规划最佳行车路线,减少行程时间和燃料消耗,同时可以通过密集监控和实时交通信息,提高道路交通的管理和安全性。
2.海洋渔业和船舶导航:北斗导航系统可以为渔船提供定位和导航服务,帮助渔民和海航人员准确定位和规划航线,提高渔业的效率和安全性。
3.矿山勘探和测绘:在矿山勘探和测绘领域,北斗导航系统可以为工程师和测绘人员提供高精度的定位和导航服务,使勘探和测绘的结果更准确和可靠。
4.精准农业和水资源管理:利用北斗导航系统的高精度定位功能,可以为农民提供精准的农作物种植方案,减少土地和水资源的浪费,提高农业生产的效率和质量。
5.物流和运输管理:北斗导航系统可以为物流和运输行业提供实时的物流追踪和定位服务,帮助物流公司和运输企业提高物流管理的效率和可靠性。
综上所述,北斗导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统,具有全球覆盖、独立运行、高精度定位等功能特点,广泛应用于车辆导航、船舶导航、矿山勘探、精准农业等领域,为用户提供全方位、高效率的导航、定位和授时服务。
北斗卫星导航系统一、北斗的概念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。
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 。
二、国内北斗应用现状1、渔船上安装北斗目前北斗导航系统已在交通、渔业、水文、气象、林业、通信、电力、救援等行业都有了一定的应用。
北斗一代自2003年底正式运行以来,到现在已注册用户数大约在10万,其中渔业应用最广,占比超过60%。
渔政部门已通过北斗向渔民发送了12500条气象警报。
还根据北斗反馈的定位信息,救助了渔船6艘,旅游船1艘,救助渔民27人,游客6人,危重病人1人。
2、军用领域随着“北斗”系统及其配套设施的逐渐成熟,解放军必将成为最主要的受益者。
如果说中国军方特别是“二炮”部队此前还依赖国外卫星信号,那么国产接收机一旦投入批量生产并与现有装备相结合,则能在较短的时间内生产出大量同美制JDAM “联合直接攻击弹药”相仿的低成本制导武器;此外,“北斗”系统所特有的短信息通讯功能,也会给解放军三军的信息化作战能力带来提高。
三、市场应用份额统计数据显示,2010年我国卫星导航系统产值约为500亿元,其中北斗系统仅占5%的市场份额。
截至2011年年底,我国北斗一代终端社会持有量为10万余套;而同一时期,GPS 导航终端2011年的总销售量突破4500万台。
世界范围内,手机GPS 的集成率超过80%9月初发改委发布消息,已经制定了“2014~2016年北斗导航产业重大应用示范发展专项”。
受政策扶植,北斗导航产业正在加速发展,各路企业也纷纷涌入这个行业,积极分享盛宴图 1 渔船上的北斗卫星通信系统图 2 军用手持北斗接收终端。
北斗卫星导航系统介绍资料北斗卫星导航系统,是中国自主研发的全球卫星导航系统。
它是由一系列卫星、地球站以及用户设备组成,能够为全球用户提供全天候、全天时、高精准度的导航、定位和授时服务。
北斗系统主要包括北斗卫星导航系统、北斗增强系统和北斗国际系统三个方面。
首先,北斗卫星导航系统由一组北斗卫星组成,这些卫星以地球同步轨道、倾斜地球同步轨道和中地球轨道等不同轨道形式运行,能够覆盖全球范围的导航需求。
目前,北斗系统已经成功发射了40颗卫星,预计到2024年将建成全球40颗卫星的导航网络。
这些卫星通过与地面的用户设备进行通信,实现了对用户的导航、定位和授时服务。
北斗卫星导航系统的主要特点是具备高可靠性、高精度和全球覆盖的能力。
其次,北斗增强系统是为了满足用户对高精度、高可靠性的导航需求而开发的系统。
该系统通过增加卫星数量、地面网络改进、扩大覆盖范围等手段来提高导航精度和可用性。
北斗增强系统可以提供高精度的导航定位服务,其定位精度可在米级范围内实现,具备了适合交通运输、物流、环境监测等领域的高精度导航应用能力。
最后,北斗国际系统是北斗卫星导航系统在国际领域的应用,通过与其他国际卫星导航系统建立协同合作关系,实现了对国际用户的导航服务。
目前,北斗系统已与俄罗斯的格洛纳斯系统、欧洲的伽利略系统等国际卫星导航系统进行了合作,实现了跨区域、跨系统的导航覆盖。
这种国际系统间的合作,提高了北斗系统的导航可用性和精度,为用户提供了更好的导航服务。
总之,北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统,具备高可靠性、高精度和全球覆盖的能力。
它通过一系列卫星、地球站和用户设备的配合,为用户提供全天候、全天时的导航、定位和授时服务。
北斗系统还包括北斗增强系统和北斗国际系统,通过增加卫星数量、改进地面网络以及与国际系统合作,进一步提高了系统的精度和覆盖范围。
北斗卫星导航系统在交通运输、物流、环境监测等领域具有广泛的应用前景。
完整版)北斗卫星导航系统常识简介北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统,是继GPS和GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。
它由空间段、地面段和用户段三部分组成,可以在全球范围内为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务和短报文通信能力。
目前,北斗卫星导航系统已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度达到10米,测速精度为0.2米/秒,授时精度为10纳秒。
北斗卫星导航系统的空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,其中静止轨道卫星主要用于通讯、气象等方面。
目前,北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖,覆盖范围东经约70°-140°,北纬5°-55°。
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,产生了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。
北斗卫星导航系统的应用前景广阔,预计到2020年,仅北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币,年复合增长率达到40%以上。
卫星定位原理是北斗卫星导航系统的核心,它的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。
卫星定位技术利用卫星精确位置和导航信息,通过测量卫星信号的到达时间差来确定接收机的位置。
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)。
为了提高精度,需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。
接收机往往可以锁住4颗以上的卫星,按卫星的星座分布分成若干组,通过算法挑选出误差最小的一组用作定位。
卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差称为伪距,通过测量伪距来确定用户的三维位置和接收机时钟偏差。
每颗卫星上的计算机和导航信息发生器非常精确地了解其轨道位置和系统时间,而全球监测站网保持连续跟踪,确保卫星位置的精确性。
北斗卫星导航系统BDS(中国)系统介绍北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统,缩写为BDS[1-2],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2011年12月27日起提供连续导航定位与授时服务北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。
空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。
地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。
用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”(GLONASS)、欧盟“伽利略”(GALILEO)等其他卫星导航系统兼容的终端组成。
中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和十六颗北斗导航卫星(其中,北斗-1A已经结束任务),将在系统组网和试验基础上,逐步扩展为全球卫星导航系统。
北斗卫星导航系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统。
北斗卫星导航系统,促进卫星导航产业链形成,形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务并兼具短报文通信能力。
[3]中国以后生产定位服务设备的生产商,都将会提供对GPS和北斗系统的支持,会提高定位的精确度。
而北斗系统特有的短报文服务功能将收费,这个功能的实用性还有待观察。
2011年12月27日起,开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。
2012年12月27日起,北斗系统在继续保留北斗卫星导航试验系统有源定位、双向授时和短报文通信服务基础上,向亚太大部分地区正式提供连续无源定位、导航、授时等服务;民用服务与GPS一样免费。
[1-2]北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖。
北斗卫星导航系统
(一)概述
北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。
随着北斗系统建设和服务能力的发展,相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域,逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面,为全球经济和社会发展注入新的活力。
卫星导航系统是全球性公共资源,多系统兼容与互操作已成为发展趋势。
中国始终秉持和践行“中国的北斗,世界的北斗”的发展理念,服务“一带一路”建设发展,积极推进北斗系统国际合作。
与其他卫星导航系统携手,与各个国家、地区和国际组织一起,共同推动全球卫星导航事业发展,让北斗系统更好地服务全球、造福人类。
(二)发展历程
20世纪后期,中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,逐步形成了三步走发展战略:2000年年底,建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供
服务;计划在2020年前后,建成北斗全球系统,向全球提供服务。
2035年前还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。
(三)发展目标
建设世界一流的卫星导航系统,满足国家安全与经济社会发展需求,为全球用户提供连续、稳定、可靠的服务;发展北斗产业,服务经济社会发展和民生改善;深化国际合作,共享卫星导航发展成果,提高全球卫星导航系统的综合应用效益。
(四)建设原则
中国坚持“自主、开放、兼容、渐进”的原则建设和发展北斗系统。
——自主。
坚持自主建设、发展和运行北斗系统,具备向全球用户独立提供卫星导航服务的能力。
——开放。
免费提供公开的卫星导航服务,鼓励开展全方位、多层次、高水平的国际合作与交流。
——兼容。
提倡与其他卫星导航系统开展兼容与互操作,鼓励国际合作与交流,致力于为用户提供更好的服务。
——渐进。
分步骤推进北斗系统建设发展,持续提升北斗系统服务性能,不断推动卫星导航产业全面、协调和可持续发展。
(五)发展计划
目前,我国正在实施北斗三号系统建设。
根据系统建设总体规划,2018年底,完成19颗卫星发射组网,完成基本系统建设,向全球提
供服务;2020年前后,完成30颗卫星发射组网,全面建成北斗三号系统。
(六)基本组成
北斗系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。
——空间段。
北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星三种轨道卫星组成混合导航星座。
——地面段。
北斗系统地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站。
——用户段。
北斗系统用户段包括北斗兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品,以及终端产品、应用系统与应用服务等。
(七)发展特色
北斗系统的建设实践,实现了在区域快速形成服务能力、逐步扩展为全球服务的发展路径,丰富了世界卫星导航事业的发展模式。
北斗系统具有以下特点:一是北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座,与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多,抗遮挡能力强,尤其低纬度地区性能特点更为明显。
二是北斗系统提供多个频点的导航信号,能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。
三是北斗系统创新融合了导航与通信能力,具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。
卫星导航技术主要应用领域有哪些?
发布时间:2014-08-15
以GPS为代表的卫星导航引用产业已逐步成为一个全球性的高新技术产业,普遍应用于地理数据采集、测绘、车辆监控调度和导航服务、航空航海、军用、时间和同步、机械控制、大众消费应用。
一、地理数据采集
人类80%的活动与空间信息有关,地理数据采集是GNSS最基本的专业应用,用来确认航点、航线和航迹。
国土、矿产和环境调查等需要确定采样的点位信息,铁路、公路、电力、石油、水利等需要确定管线位置信息,房地产、资产和设备巡检需要面积和航迹位置信息。
GIS数据采集产品正在成为满足各行业对空间地理数据需求的常用工具。
二、高精度测量
卫星导航应用给测绘界带来了一场革命,现已广泛应用在大地测量、资源勘查、地壳运动、地籍测量及工程测量等领域,在海洋测量和海洋工程中的应用也已进兴起。
与传统的测量手段相比,卫星导航应用有巨大的优势:测量精度高;操作简便,仪器体积小,便于携带;全天候操作;观测点之间无需通视。
三、车辆监控调度及导航服务
车辆监控调度应用系统通过GNSS全球定位技术,利用通信信道,将移动车辆的位置数据传送到监控中心,实现GIS的图形化监视、查询、分析功能,对车辆进行调度和管理。
车载导航系统结合了卫星导航技术、地理信息技术和汽车电子技术,可在显示器上精确显示汽车的位置、速度和方向,为驾驶者提供实时的道路引导。
四、航空和航海应用
·航空应用
为满足日益增长的空中运输量的需求,适应新型飞机航程的扩展与航速的提高,克服陆基空中交通管理系统的局限性,国际民航组织(ICAO)决定实施基于卫星导航、卫星通信和数据通信技术的新的空中交通管理系统,即新航行系统。
根据ICAO的要求,新系统和原系统在2005年前同时使用,到2010年全球范围内的陆基系统将逐步停止使用,2010年以后新系统将作为唯一手段在全世界范围内运行。
·航海应用(主要包括救援、导航和港口运作)
1992年2月1日,国际海事组织在全世界范围内实施《全球海上遇险和安全系统》(GMDSS),利用海事卫星(INMARSAT)改善海上遇险与安全通信,建立新的全球卫星通信搜救网络。
使用了全球卫星导航系统后,弥补了GMDSS系统在确定位置方面的不足。
海洋和河道运输是当今世界上最广泛应用的运输方式,效率、安全和最优化是海洋和河道运输重点。
卫星导航技术的应用,有效地实现了最小航行交通冲突,最有效地利用日益拥挤的航路,保证了航行安全,提高了交通运输效益。
卫星导航广泛应用于港口船舶进出港导航、现场调度指挥监控、GIS建库和维护、信息管理系统建设等方面,对加速港口现代化建设
起到了不可替代的作用。
以GPS为代表的卫星导航引用产业已逐步成为一个全球性的高
新技术产业,普遍应用于地理数据采集、测绘、车辆监控调度和导航服务、航空航海、军用、时间和同步、机械控制、大众消费应用。
五、军用
美国GPS系统当初是为了军事目的而建,建成之后在诸如1991
年海湾战争、1995年波黑战争、1998年“沙漠之狐”行动、2003年开始的“盟军行动”等历次局部战争中发挥了重要作用。
卫星导航在军事上的应用:为车、船、飞机等机动工具提供导航定位信息;为精确制导武器进行精确制导;为野战或机动作战部队提供定位服务;为救援人员指引方向等。
六、时间和同步
卫星导航系统的每颗卫星都装有世界上最先进的原子钟,导航卫星通过下发导航电文将时间信息传递给世界上所有有需求的用户。
无线通信网络可以利用卫星导航提供的时间信息进行管理、标识和在多频率之间进行同步;电力设备及网络使用时间信息作为时间基准,进行时间标记,而且还作为通用参考,用于所有系统的监控和控制。
七、机械控制
卫星导航技术的应用推进了机械工业自动化、产业化的发展进程,使用卫星导航技术辅助控制的机械可用于防浪海堤建筑施工系统;道路桥梁建筑施工系统;航道疏浚系统;露天矿山和铁路、公路隧道开挖;精准农业等。
八、消费应用
娱乐、人/动物跟踪、车辆跟踪、车载导航系统及通信应用为消费应用。
与专业性应用相比,消费应用由于消费群体广泛,发展潜力更大。
在登山、野外探险、越野滑雪、汽车拉力赛、自驾旅游、穿越沙漠及原始森林等活动中,带有卫星导航系统的终端已成为户外娱乐的首选装备。
此外,将卫星导航模块与多媒体娱乐单元结合形成的娱乐平台可以提供基于位置的多种游戏方式。
卫星导航技术在人/动物跟踪方面的应用方便了老人、孩子以及其他需要被保护的特殊群体的监护;可以实时地得到被监护动物的运动轨迹、习性等信息。
结合了卫星导航功能的通信设备可以提供用户需要的所有导航定位服务,如信息与导航服务、紧急帮助、跟踪服务、网络相关服务等,这将是通信业的一次飞跃。
总之,若想穷尽GNSS的应用领域,是十分困难的。
因为它每一天都在产生着新的应用领域和分类。
以上列举的应用领域仅仅是其应用的冰山一角,希望能够从这些现有应用中为读者启迪思维、拓展探索从而开发出GNSS更多的应用领域。