GNSS北斗卫星导航系统简介

全球卫星导航定位系统GNSS介绍全球卫星导航定位系统GNSS介绍2010-12-17 17：01全球卫星导航定位系统(GNSS=Global Navigation Satellite System)是一种以卫星为基础的无线电导航系统。

系统可发送高精度、全天时、全天候、连续实时的导航、定位和授时信息，是一种可供海陆空领域的军民用户共享的信息资源。

卫星导航定位是指利用卫星导航定位系统提供位置、速度及时间等信息来完成对各种目标的定位、导航、监测和管理。

世界上最早的卫星导航系统是美国的子午仪导航系统(1964年开始运行)。

该系统的空间段由5-6颗卫星组成，采用多普勒定位原理，主要服务对象是北极星核潜艇，并逐步应用于各种海面舰船。

系统可在全球范围内提供全天候断续的二维定位。

系统建成后曾得到广泛应用，但该系统存在着定位实时性差、不能确定高程等缺陷，无法满足高精度、高动态用户的要求。

为满足日益增长的军事需要，20世纪60年代末70年代初，美国和前苏联分别开始研制全天候、全天时、连续实时提供精确定位服务的新一代全球卫星导航系统，至90年代中期全球卫星导航系统GPS和GLONASS均已建成并投入运行。

我国也建设了自主知识产权的北斗一号系统，并于2003年底正式开通运行。

欧盟筹建的GALILEO全球卫星导航系统正在计划实施之中。

卫星导航系统的出现，解决了大范围、全球性以及高精度快速定位的问题，最早应用于军用定位和导航，为车、船、飞机等机动工具提供导航定位信息及精确制导；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。

随着技术的发展与完善，其应用范围逐步从军用扩展到民用，渗透至国民经济各部门。

其中包括海上和沙漠中的石油开发、交通管理、个人移动电话定位、商业物流管理、渔业、土建工程、考古…，卫星导航系统已成为数字地球、数字城市的空间信息基础设施。

●美国全球定位系统GPS GPS于60年代末开始研制，1973年系统方案正式诞生，1994年建成实用卫星导航系统，耗资120多亿美元。

——四大全球卫星导航系统概述一、GPS系统二、GLONASS系统三、伽利略系统四、北斗系统俄罗斯GLONASS中国北斗美国GPS欧盟伽利略一、全球定位系统（GPS）1、GPS的演进与发展2、系统组成3、信号结构4、导航电文5、美国的GPS政策世界上第一个成功运行卫星导航系统：美国海军导航卫星系统(NNSS)，亦称子午仪(Transit)系统。

1964年投入使用。

该系统基于多普勒频移原理实现定位，不能连续定位，且定位时间长，精度低。

70年代，与苏联军备竞赛（冷战）升级，美军需要在全球范围内连续、实时、精确导航。

GPS正是在这种背景下应运而生的。

1973年4月，美国DOD批准研究创建全球定位系统（GPS）。

美国海军是卫星导航试验的先驱◦首先从原理上改进子午仪系统，提出了用伪码测距来代替多普勒测速的构想。

海军在NOVA卫星上试验了伪码测距技术。

◦1967年、1969年和1974年相继发射了3颗中高度蒂麻森(TIMATION)卫星，用铯原子钟代替石英钟获得成功，又于1977年发射了两颗导航技术卫星NTS-2和NTS-3(GPS系统的第一颗卫星)。

◦GPS系统时的标准是美国海军天文台的铯原子频标组。

❝第一阶段：可行性研究（1973-1978）◦利用安装在地面的信号发射器代替卫星，通过大量实验证实GPS接收机能够精确定位；◦并发射GPS试验卫星。

❝第二阶段：系统试验研究，部分可用（1979-1984）◦特许用户获得全球二维定位功能。

❝第三阶段：应用研究，密集发射，全球可用（1985-1995）◦建成完整星座；◦全球民用免费；◦进入全面运行能力（FOC，Full Operational Capability ）状态。

❝BLOCK I ❝BLOCK II ❝BLOCK IIAGPS设计有两种工作能力：◦初始工作能力(IOC, Initial operating capability)和军用完全工作能力(FOC, Final Operating Capability)。

gnss基础知识
GNSS（全球导航卫星系统）是依靠卫星发射和地面接收设备，提供全球范围内无线导航、定位、测量和定时的一种现代技术。

目前，全球最完整的GNSS系统是美国的GPS系统，欧盟的伽利略系统、俄罗斯的GLONASS系统和中国的北斗系统也相继建成和运行。

GNSS系统主要由卫星、地球电离层、地球大气等组成。

其根本原理是通过测量卫星和地面接收设备之间的距离差异，从而确定接收设备相对于卫星的位置。

GNSS接收器通过接收卫星信号的时间差来计算距离，然后利用接收到的卫星数据计算接收器位置。

一颗卫星发射精确的时钟信号，卫星上的原子钟准确性极高，经验表明其误差在一定时间内不会发生超过一微秒的误差，因此测量的距离误差较小，可以达到不到1厘米的精度。

GNSS技术应用领域非常广泛，主要包括汽车导航、航空航天、军事防御、海洋定位、农业测量、地理信息、建筑测量等领域。

任何需要精确定位或导航的行业都可以应用GNSS技术。

GNSS技术的发展历程经历了多年的发展和改进。

早期的导航系统被设计用于军事目的，但随着技术的进步和成本的下降，GNSS逐渐成为公共领域的一项常规技术。

目前，人们越来越依赖GNSS技术来完成日常生活中的导航和定位。

无人驾驶汽车，航空航天，以及精确农业等领域都离不开GNSS技术。

总之，GNSS技术是一个不断发展和创新的领域，随着技术的进步和成本的降低，他将在更广泛的领域应用，从而让大家更方便和安全的掌握位置信息和导航。

北斗卫星导航系统覆盖范围：全球功能：北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量定位、导航和授时服务，包括开放服务和授权服务两种形式。

开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。

管理机构：中国卫星导航系统管理办公室。

空间段：北斗卫星导航系统由空间星座、地面控制和用户终端三大部分组成。

空间星座部分由5颗地球静止轨道（GEO）卫星和30颗非地球静止轨道（Non-GEO）卫星组成。

GEO 卫星分别定点于东经58.75度、80度、110.5度、140度和160度。

Non-GEO卫星由27颗中圆地球轨道(MEO)卫星和三颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星组成。

其中，MEO卫星轨道高度21500千米，轨道倾斜角55度，均匀分布在3个轨道面上;IGSO卫星轨道高度36000千米，均匀分布在3个倾斜同步轨道面上，轨道倾斜角55度，3颗IGSO卫星星下点轨迹重合，交叉点经度为东经118度，相位差120度。

地面控制部分由若干主控站、注入站和监测站组成。

主控站主要任务是收集各个监测站的观测数据，进行数据处理，生成卫星导航电文、广域差分信息和完好信息，完成任务规划与调度，实现系统运行控制与管理等；注入站主要任务是在主控站的统一调度下，完成卫星导航电文、广域差分信息和完好信息注入，有效载荷的控制管理；监测站对导航卫星进行连续跟踪监测，接收导航信号，发送给主控站，为卫星轨道确定和时间同步提供观测数据。

用户段：有各类北斗用户终端，以及与其卫星导航系统兼容的终端组成，能够满足不同领域和行业的应用需求。

服务区：东经84度到160度，南纬55度到北纬55度之间的大部分区域。

服务方式：包括开放服务和授权服务两种方式。

开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

gnss知识点GNSS（全球导航卫星系统）是一种利用一组卫星和地面接收器，提供全球定位、导航和定时服务的技术系统。

它是现代社会不可或缺的一部分，广泛应用于航空航天、交通运输、地质勘探和科学研究等领域。

本文将从GNSS的概念、原理、应用和未来发展等方面介绍GNSS的知识点。

一、概念GNSS是由多颗卫星组成的全球定位系统，包括美国的GPS（全球定位系统）、俄罗斯的GLONASS（格洛纳斯）、欧洲的Galileo（伽利略）和中国的北斗卫星导航系统等。

这些卫星通过发射精确的微波信号，由地面接收器接收并计算出自身位置的经纬度、高度和时间等信息。

二、原理GNSS的原理是通过测量卫星发射信号的传播时间差来计算接收器与卫星之间的距离。

通过同时接收多颗卫星的信号，利用三角定位原理计算出接收器的位置。

同时，接收器还可以利用卫星的导航信息来确定当前时间和速度等参数。

三、应用1. 航空航天：GNSS在飞机导航、自动驾驶和空中交通管制等方面发挥着重要作用。

飞机可以利用GNSS定位和导航系统准确地确定自身位置和航向，实现自动导航和自动驾驶。

2. 交通运输：GNSS在车辆导航、交通管理和智能交通系统中广泛应用。

车辆可以利用GNSS导航系统选择最佳路径、避免拥堵和事故，并提供实时交通信息。

3. 地质勘探：GNSS在地质灾害预警和地震监测等方面起着重要作用。

通过监测地壳运动和变形，可以提前预警地质灾害，并为地震研究提供数据支持。

4. 科学研究：GNSS在大气科学、地球物理学和天文学等领域有着广泛应用。

通过测量大气延迟、地壳运动和星际导航等数据，可以深入研究地球和宇宙的运动规律。

四、未来发展随着技术的不断进步，GNSS在精度、覆盖范围和可靠性等方面将继续提升。

未来的发展方向包括增加卫星数量、引入新的导航系统和利用GNSS与其他技术的融合等。

同时，GNSS还将应用于更多领域，如智能城市、农业和海洋监测等。

总结：GNSS是一种全球定位、导航和定时服务的技术系统，通过一组卫星和地面接收器实现定位和导航功能。

GNSS相关知识介绍全解全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）是由一组卫星和地面设施组成的系统，用于提供全球定位、导航和时间服务。

GNSS系统包括美国的GPS（全球定位系统），俄罗斯的GLONASS（全球导航卫星系统），欧盟的Galileo（伽利略导航系统），中国的北斗导航系统等。

GNSS系统的工作原理是通过一组卫星发射精确的时钟信号和位置信息，接收器在地面上通过接收这些信号确定自身的位置、速度和时间。

具体来说，GNSS接收器接收到来自多颗卫星的信号后，利用接收到的信号的时间差来计算出接收器与卫星之间的距离。

通过同时接收多颗卫星的信号，可以计算出接收器的三维位置信息。

这种定位方法被称为三角定位。

GNSS系统的应用非常广泛，涵盖了汽车导航、航海、航空、农业、测绘、物流等各个领域。

在汽车导航中，GNSS系统可以帮助车辆确定当前的位置和导航目的地，提供最佳路线和交通信息。

在航空领域，飞机可以利用GNSS系统来实现自动驾驶和自动降落。

在农业领域，农民可以利用GNSS系统来提高农作物的种植效率，合理施肥和灌溉。

GNSS系统也具有一定的精度要求。

通常来说，在有充分可见性的情况下，GNSS系统的位置精度可以在几米到数十米之间。

但在远离卫星可见性的地区，如建筑物密集的城市中，位置精度可能会下降。

为了提高精度，可以利用差分GPS技术。

差分GPS技术通过同时接收接收器和参考站接收器的信号，来纠正信号在大气层中所受到的影响，从而提高定位精度。

此外，GNSS系统还具有一定的安全和安全性。

GNSS系统具有抗干扰能力，可以抵御各种干扰源对信号的影响。

此外，GNSS系统还具有遥测功能，可以接收遥测数据，如气象数据、地震数据等。

总结而言，GNSS是一种通过卫星导航和定位技术提供全球定位、导航和时间服务的系统。

它在各个领域都有广泛的应用，并具有一定的精度、可靠性和安全性。

GNSS技术介绍第一部分、GNSS导航系统1.1 GPS系统（美国的全球卫星定位系统）1、GPS系统的组成①空间部分——GPS卫星星座GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，运行周期11小时58分钟（对于地面观测者来说，每天将提前4分钟见到同一颗GPS卫星），轨道面数6个，位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗，最多可以见到11颗（接收机看到超过11颗的有可能是接受到日本的SBAS卫星）②地面控制部分——地面监控系统GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注人站和五个监测站。

主控站设在美国本上科罗拉多，三个注人站分别设在大西洋的阿森松岛、印度洋的迪戈加西亚岛和太平洋的卡瓦加兰，五个监测站除了位于主控站和三个注人站之处的四个站以外，还在夏威夷设立了一个监测站。

（都由美国政府和军方控制，主要是为了控制卫星和给卫星提供播发星历等）。

③用户设备部分——GPS信号接收机接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。

GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。

2、GPS信号的组成（码分多址技术）GPS卫星发送的导航定位信号一般包括载波、测距码和数据码（或称D码）三类信号。

GPS卫星广播L1和L2两种频率的信号，其中L1信号载波频率为1575.42MHz，并调制了P/Y 码、C/A码和数据码（或称D码）；L2信号载波频率为1227.60 MHz，测距码仅调制了P/Y 码，其中P/Y码为军用码，C/A码为民用码。

GPS导航电文（D码）是包含有关卫星星历、卫星工作状态、时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正和由C/A码捕获P码等导航数据码。

导航电文是利用GPS进行定位的基础。

GPS信号现代化：系统计划新增4个信号，L2和L5新增2个民用信号（就是某些接收机上标注的L2C和L5），在L1和L2上新增2个军用信号。

3、坐标系统与时间系统时间体统采用的是UTC时间，整个地球分为二十四时区，每个时区都有自己的本地时间。

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。