北斗卫星导航系统 BDS 定位原理及其应用
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一、GPS/北斗系统及其定位原理GPS/全球定位系统(英语:Global Positioning System,通常简称GPS),又称全球卫星定位系统,是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。
它可以为地球表面绝大部分地区(98%)提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。
系统由美国国防部研制和维护,可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。
该系统包括太空中的24颗GPS卫星;地面上1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。
最少只需其中3颗卫星,就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度;所能收联接到的卫星数越多,解码出来的位置就越精确。
该系统由美国政府于1970年代开始进行研制并于1994年全面建成。
使用者只需拥有GPS接收机即可使用该服务,无需另外付费。
GPS信号分为民用的标准定位服务(SPS,Standard Positioning Service)和军规的精确定位服务(PPS,Precise Positioning Service)两类。
由于SPS无须任何授权即可任意使用,原本美国因为担心敌对国家或组织会利用SPS对美国发动攻击,故在民用讯号中人为地加入选择性误差(即SA政策,Selective Availability)以降低其精确度,使其最终定位精确度大概在100米左右;军规的精度在十米以下。
2000年以后,克林顿政府决定取消对民用讯号的干扰。
因此,现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。
GPS系统拥有如下多种优点:使用低频讯号,纵使天候不佳仍能保持相当的讯号穿透性;全球覆盖(高达98%);三维定速定时高精度;快速、省时、高效率;应用广泛、多功能;可移动定位;不同于双星定位系统,使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性,提高了其军事应用效能。
GPS系统的组成一个随着地球自转的GPS卫星星座例子。
在此例子中,可接收到的卫星数量是以北纬45°为基准,而此数量会随着时间而变动。
《北斗卫星导航定位原理与方法》阅读札记目录一、内容概要 (2)二、北斗卫星导航系统概述 (3)三、北斗卫星导航定位原理 (4)3.1 基本定位原理 (5)3.2 信号传输与处理流程 (6)3.3 定位精度影响因素 (7)四、北斗卫星导航定位方法 (9)4.1 单星定位法 (10)4.2 多星组合定位法 (12)4.3 差分定位法 (12)五、北斗卫星导航定位技术应用 (13)5.1 民用领域应用 (15)5.2 军事领域应用 (16)5.3 其他行业应用及案例分析 (17)六、系统建设与未来发展展望 (18)6.1 当前系统建设情况分析 (20)6.2 技术创新与升级方向探讨 (21)6.3 未来应用场景拓展预测分析 (22)七、阅读心得与体会总结部分重点内容回顾与启示总结个人阅读心得和体会24一、内容概要引言:介绍了北斗卫星导航系统的发展历程、技术特点和其在全球定位系统中的作用。
同时简要概述了导航定位技术的重要性及其在各领域的应用价值。
北斗卫星导航系统概述:介绍了北斗卫星导航系统的组成、特点以及与其他全球卫星导航系统的比较。
详细阐述了北斗系统的定位原理,包括信号的传播方式、接收设备等基础知识。
导航定位原理:详细介绍了卫星导航定位的基本原理,包括卫星信号的传播、接收和解析过程。
通过详细阐述伪距定位、载波相位定位等关键技术,使读者对导航定位原理有更深入的理解。
北斗卫星导航定位方法:重点介绍了基于北斗系统的定位方法,包括单点定位、相对定位等。
详细讲解了不同定位方法的应用场景、优缺点及具体操作步骤。
同时介绍了与其他定位技术的融合应用,如GPS与北斗系统的联合定位等。
北斗系统应用领域:概述了北斗系统在各个领域的应用现状,包括航空航天、民用导航、智能交通等。
同时展望了北斗系统在未来的发展前景和应用前景。
技术挑战与发展趋势:探讨了当前北斗系统面临的技术挑战,如信号遮挡、多路径效应等问题,并提出了相应的解决方案和发展趋势。
北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统(BDS)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统,致力于向全球用户提供高质量的定位、导航、授时服务,并能向有更高要求的授权用户提供进一步服务。
中国在2003年完成了具有区域导航功能的北斗卫星导航试验系统,之后开始构建服务全球的北斗卫星导航系统,于2012年起向亚太大部分地区正式提供服务,并计划至2020年完成全球系统的构建。
北斗卫星导航系统、美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统和欧盟伽利略定位系统为联合国卫星导航委员会认定的全球卫星导航系统四大核心供应商。
目录1 历史与发展早期研究试验系统中国加入欧盟伽利略计划正式系统东盟各国加入合作2 试验系统]系统组成性能3 正式系统亚太服务全球服务4 系统构成空间段地面段用户段5 原理空间定位原理)有源与无源定位精度6 技术卫星平台卫星制造与发射时间系统信号传输7 应用开放服务授权服务应用状况}1、历史与发展早期研究1970年代,中国开始研究卫星导航系统的技术和方案,但之后这项研究计划被取消。
1983年,中国航天专家陈芳允提出使用两颗静止轨道卫星实现区域性的导航功能,1989年,中国使用通信卫星进行试验,验证了其可行性,之后的北斗卫星导航试验系统就是依据此方案进行。
试验系统1994年,中国正式开始北斗卫星导航试验系统(北斗一号)的研制,并在2000年发射了两颗静止轨道卫星,实现了区域性的导航功能。
2003年又发射了一颗备份卫星,完成了北斗卫星导航试验系统的组建。
中国加入欧盟伽利略计划2003年09月,中国打算加入欧盟的伽利略定位系统计划,并在接下来的几年中投入了亿欧元的资金。
由此,人们相信中国的北斗系统只会用于自己的武装力量。
中国与欧盟在2004年10月09日正式签署伽利略计划技术合作协议。
、正式系统2004年,中国启动了具有全球导航能力的北斗卫星导航系统的建设(北斗二号),并在2007年发射一颗中地球轨道卫星,进行了大量试验。
浅析北斗卫星定位系统的应用与发展摘要:中国北斗卫星导航系统(Bei Dou Navigation Satellite System,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。
本文将对北斗星定位系统的应用与发展进行浅析,以期对北斗星定位系统的未来发展方向提出可行性的建议和方向。
关键词:北斗卫星;应用;发展引言中国北斗卫星导航系统(Bei Dou Navigation Satellite System,BDS)是中国完全自主研发的全球系统,也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。
中国自主研发的这套卫星定位系统主要由空间段、地面段和用户段三部分组成。
而且,该导航系统能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[1]。
这些先进的技术正是标志着我国科技实力的强劲,科技引领创新、科技驱动未来,中国北斗卫星导航系统正是当今创新中最突出的表现之一。
一、北斗卫星定位系统功能概述BDS能够提供全天候、全天时的卫星导航定位信息,用户在随时都可以接收到卫星广播的询问信号。
北斗卫星定位系统的主要定位原理是基于3球交会测星原理进行定位,以2颗卫星为球心,2球心至用户的距离为半径,可画出2个球面,另一个球面是以地心为球心,画出以用户所在位置点至地心的距离为半径的球面,3个球面的交会点即为用户的位置。
BDS是由位于太空中的导航通信卫星、地面的控制中心以及客户端三部分组成。
而且,有2颗与地球是处于同步轨道的卫星,它主要负责执行地面控制中心与客户端的无线电信号双向传输的任务。
在BDS的地面控制中心中,主要包括网管中心、主控站、测轨站、测高站、校正站和计算中心[2]。
BDS北斗卫星导航系统简称北斗系统,英文名称为BeiDou NavigationSatellite System,缩写为BDS 北斗系统是中国自主建设、独立运行,与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统,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。
北斗卫星导航系统简介(一)概述[1]北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。
系统建设目标是:建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统,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。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站,用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。
(二)发展历程北斗卫星导航系统的建设目标是:建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统,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。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站,用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。
按照“三步走”的发展战略,北斗卫星导航系统将于2012年前具备亚太地区区域服务能力,2020年左右建成由20余颗卫星、地面段和各类用户终端构成的、覆盖全球的大型航天系统。
北斗卫星导航系统的建设历程我国建设北斗导航检测认证体系“三步走”计划第一步即区域性导航系统,已由北斗一号卫星定位系统完成,这是中国自主研发,利用地球同步卫星为用户提供全天候、覆盖中国和周边地区的卫星定位系统。
北斗卫星导航系统(BDS)黑龙江工程学院授课目的和要求:明确北斗卫星导航系统的发展情况,并应该掌握北斗卫星导航系统的组成及其特点!重点:掌握北斗卫星导航系统的组成及其特点!难点:掌握北斗卫星导航系统的组成及其特点!我们国家为什么要研制“北斗卫星导航系统”一、当代战争的特点!(“空”和“天”的不同)二、两个例子!三、我们国家经济飞速增长、国力不断增强,国家安全的概念和范围在扩展!发展目标:致力于为全球用户提供连续、稳定、可靠的卫星导航服务,与世界其它卫星导航系统共同合作、服务全球、造福人类。
致力于满足国家安全和经济社会的发展对卫星导航的需求,促进国家信息化建设和经济发展方式的转变,实现卫星导航产业的社会效益和经济效益。
基本原则:开放;自主;兼容(兼容性和互操作);渐进(绕过两个瓶颈) 发展步骤:按照“三步走”的总体规划,“先局部、后全球、先有源、后无源”的总体发展思路分步实施。
第一步:1994年启动北斗卫星导航试验系统建设,2000年建成区域有源服务能力。
第二步:2004年启动北斗卫星导航系统建设,2012年建成区域无源服务能力。
第三步:2013年持续发展北斗卫星导航系统建设,2020年建成全球无源服务能力。
地面数字高程模型图卫星1☆星下点1星下点2 ☆定位圆1定位圆2地面中心站卫星2图7——北斗一号定位原理“北斗卫星导航试验系统”的功能1、定位:提供导航信息。
2、通讯:实现双向简短数字报文通讯。
3、授时:定时为用户提供时延修正值。
“北斗卫星导航试验系统”的特点优点:卫星数目少、投资少、用户设备简单等。
缺点: 1 )只能进行局部定位。
2 )失去隐蔽性,容易暴露目标。
3 )用户数量是有限的。
4 )定位需要一定的时间(增加定位误差)。
北斗卫星导航系统(北斗二代卫星导航系统)中国“北斗卫星导航系统”星座模型目前北斗卫星导航系统卫星发射记录区域覆盖的北斗卫星导航系统2012年12月27日北斗卫星导航系统正式提供区域服务服务区域:南纬55°~北纬55°、东经70 °~东经150 °;位置精度:平面±10 m,高程±10 m;测速精度:0.2 m/s;授时精度:单向50 ns(亦可提供双向高精度授时服务,优于20 ns );通信服务:双向短报文服务;注:若通过广域差分系统,北斗卫星导航系统提供的服务可进一步提高。
浅谈北斗卫星导航定位系统的应用与发展摘要:科技发展一直以来都是我们经济、社会发展的强大技术支撑。
尤其是近年来在我国各级政府以及社会的共同支持和努力作用下,北斗卫星导航定位技术日益成熟,在系统建设方面的也逐渐趋于完善化。
为进一步了解我国北斗卫星导航定位系统的发展情况,本文以北斗卫星导航定位系统为研究对象,围绕其发展现状、应用以及发展,分别进行了深入的研究。
关键词:北斗卫星导航定位系统;发展现状;应用;发展近年来在科技发展的巨大推动作用下,世界各国在卫星导航定位技术的研究方面都取得了长足性的发展。
并且基于北斗卫星导航定位系统自身优势功能的彰显,使得其被逐渐广泛应用于交通运输、辅助驾驶、民用航空等各个领域当中。
并在传统行业的基础上开创出了互联网+北斗的全新发展模式。
在我国积极构建“一带一路”发展体系的时代背景下,我们需要在北斗卫星导航定位系统的作用下实现我国新兴产业战略规划的有效调整,以此来促进北斗系统与“一带一路”、与居民社会生活的深度融合。
为此,我们有必要结合目前社会发展总体情况来对北斗卫星导航定位系统的应用与发展情况展开一番深入的研究与探讨。
一、北斗卫星导航定位系统发展现状北斗卫星导航系统简称BDS,是由我国自行研制的即GPS、GLONASS之后的一个较为成熟的全球卫星导航系统。
该系统由用户段、地面段、空间段组成,能够全天候、全天时在全球范围内为用户提供多样化、精准化的授时、导航、定位服务。
北斗卫星导航定位系统的建设与发展主要得益于我国近年来卫星导航产业的逐步发展。
中国卫星导航协会专家指出在未来的发展中,北斗卫星导航定位系统将被广泛应用于我国民用领域,以此来满足我国国家安全、经济发展的需求。
二、北斗卫星导航定位系统的应用北斗卫星导航定位系统基于自身在导航定位、通信服务等方面的优势作用,使其拥有着足以媲美GPS的显著优势。
同时也这为北斗卫星导航定位系统在社会各领域中的应用奠定了坚实的技术基础。
总结来讲,目前北斗卫星导航定位系统主要被应用于以下几个方面:一是,交通运输。
北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战一、本文概述1、北斗卫星导航系统(BDS)简介北斗卫星导航系统(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。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内提供全天候、全天时的定位、导航和授时服务,并且具有短报文通信能力,特色鲜明。
北斗卫星导航系统自20世纪80年代开始研制,经过数十年的不懈努力,已成功发射了数十颗导航卫星,并在全球范围内实现了广泛的覆盖和应用。
北斗卫星导航系统的技术特点主要体现在高精度、高可靠性、高安全性和高服务性能等方面。
其定位精度达到了亚米级,甚至厘米级,能够满足各种高精度应用需求。
同时,北斗卫星导航系统还具有强大的抗干扰能力和高可靠性,能够在复杂环境下稳定运行,为用户提供连续、稳定的服务。
北斗卫星导航系统还采用了多重加密和安全防护措施,确保用户数据的安全性和隐私性。
北斗卫星导航系统的建成和应用,不仅提升了中国在全球卫星导航领域的地位,也为全球卫星导航系统的发展注入了新的活力。
北斗卫星导航系统的覆盖范围和服务性能不断提升,已广泛应用于交通运输、农业、气象、国土资源等多个领域,为社会发展和人民生活提供了重要的支撑和服务。
然而,北斗卫星导航系统也面临着一些挑战。
随着全球卫星导航系统竞争的加剧,如何进一步提升系统的性能和服务质量,满足不同领域的需求,是北斗卫星导航系统需要解决的问题。
北斗卫星导航系统还需要加强国际合作,推动全球卫星导航系统的协同发展,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
2、BDS在全球导航卫星系统(GNSS)中的地位在全球导航卫星系统(GNSS)中,北斗卫星导航系统(BDS)已经确立了自己不可或缺的地位。
作为一个成熟且不断发展的全球卫星导航系统,BDS不仅为中国,也为全球用户提供了稳定、可靠的定位、导航和授时服务。
北斗高精度卫星定位系统
北斗卫星导航系统(英文名称:BeiDou Navigation Satellite System,简称BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,也是继GPS、GLONASS之后的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,并且具备短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度为分米、厘米级别,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。
全球范围内已经有137个国家与北斗卫星导航系统签下了合作协议。
随着全球组网的成功,北斗卫星导航系统未来的国际应用空间将会不断扩展。
GPS、GAL I LEO、BDS、GLONA S S四大卫星定位系统得论述一、基本介绍>G P S数量:由24颗卫星组成。
轨道:髙度约20 2 0 0公里,分布在6条交点互隔6 0度得轨道而上。
精度:约为1 0米。
用途:军民两用。
进展:1 9 9 3年全部建成,正在实验第二代卫星系统,计划发射2 0颗。
>GLONASS数量:2 4颗卫星组成:精度:10米左右;用途:军民两用:进展:目前已有17颗卫星在轨运行,计划2 008年全部部署到位。
>GALILEO数量:30颗中高度圆轨道卫星组成,2 7颗为工作卫星,3颗为候补:轨道:高度为2 4 1 26公里,位于3个倾角为56度得轨道平而内;精度:最高精度小于1米;用途:主要为民用;进展:2 0 05年12月28日首颗实验卫星已成功发射,预计20 08年前可开通泄位服务.>BDS数量:3颗卫星组成,2颗为工作卫星,1颗为备用卫星:用途:军民两用;进展:前两颗分别于2 0 0 0年与2003年发射成功。
二、系统组成❖空间部分>GPS : GPS得空间部分就是由24颗卫星组成(2 1颗工作卫星;3颗备用卫星),它位于距地表2 0 200km得上空,均匀分布在6个轨道面上(每个轨逍面4颗),轨道倾角为55°。
卫星得分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上得卫星,并能在卫星中预存导航信息,GPS得卫星因为大气摩擦等问题;随着时间得推移,导航精度会逐渐降低>GLONASS:GLONASS系统采用中髙轨逍得24颗卫星星座,有2 1颗工作星与3颗备份星,均匀分布在3个圆形轨道平而上,每轨道面有8颗,轨道高度H = 1 900 0km, 运行周期T=llh 1 5min.倾角i=64、8 ° .>GALILEO:如下图所示,3 0颗中轨道卫星(MEO )组成Gal i leo得空间卫星星座。
卫星均匀地分布在高度约为2 3616km得3个轨道面上,每个轨道上有10颗,苴中包括一颗备用卫星,轨道倾角为56° ,卫星绕地球一周约14h22min,这样得布设可以满足全球无缝隙导航立位.卫星得设汁寿命为20年,每颗卫星都将搭载导航载荷与一台搜救转发器.卫星发射采用一箭多星得发射方式,每次发射可以把5颗或6颗卫星同时送入轨道。