北斗Ⅱ差分系统综述

北斗卫星系统（BDS）差分定位性能研究近几年随着全球卫星导航系统(GPS(美国)、GLONASS(俄罗斯)、Galileo(欧洲)、北斗卫星导航系统(BDS中国)及区域增强系统,例如QZSS(日本)及IRNSS(印度))的不断更新,播发信号质量提高以及全球卫星星座的改善,其定位技术也不断革新,我国着眼于国家安全和经济领域,极其重视北斗卫星导航系统的建设,全力研发具有独立知识产权的卫星导航系统。

同别的卫星星座相比较,北斗卫星导航系统的建设目前正逐步的走向成熟,并计划于2020年实现从亚太地区区域性覆盖到全球覆盖,实现从第二代到第三代北斗系统的过渡。

北斗卫星系统是由同步地球高轨道卫星(GEO)、中圆地球轨道卫星(MEO)和倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)组成的混合星座,并且每颗卫星可播发三个频段的信号。

北斗卫星系统在全球卫星导航系统中具有重要地位与独特优势,这使其拥有极高的研究价值,近几年随着国内外对北斗卫星系统研究的加深,其对定位精度的要求也愈来愈高,已经由传统的定位精度较低的单点定位方式逐渐发展到高精度差分定位方式,频段也从仅使用单频定位发展到多频组合定位,定位精度大幅提升,并且在民用化建设层面也在稳步推进中,国产北斗终端产品例如廉价导航定位芯片的市场份额日益增加。

目前国内的研究者对北斗多频差分定位解算中窄巷模糊度与卡尔曼滤波新息向量相结合的相关研究较少,并且在北斗廉价单频导航定位芯片的研究中,对基于网络基站的动态RTK定位性能的研究较少,因此本文在北斗中长基线的差分定位中给出一种将窄巷模糊度和卡尔曼滤波结合的历元挑选策略,并且基于网络基站对北斗廉价单频导航定位模块特别是对其动态RTK定位性能进行评估分析,具体工作内容如下:(1)基于北斗三频的独特优势并使用实测数据,研究其中长基线下的差分定位性能,首先使用双频几何无关法并结合本文给出的多历元平均修正法进行周跳探测和粗差剔除从而对数据进行预处理,然后使用伪距和相位无几何无电离层组合进行三频多路径误差检测,并使用宽巷模糊度和电离层无关组合进行B3频段窄巷模糊度求解,然后使用本文给出的利用相邻历元B3频段窄巷模糊度组成卡尔曼滤波的新息值并结合滤波发散条件进行历元挑选的策略。

北斗二号卫星导航系统介绍及应用南京工业大学工业工程北斗二号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(BDS ,是继美全球定位系统(GPS 和俄 GLONASS 之后第三个成熟的卫星导航系统。

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 10m ,授时精度优于 100ns 。

2012年 12月 27日,北斗二号系统空间信号接口控制文件正式版正式公布,北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。

北斗二号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 GLONASS 、欧盟 GALILEO 等其他卫星导航系统兼容的终端组成。

北斗二号卫星导航系统是在北斗一号的基础上建设的卫星导航系统, 但其并不是北斗一号的简单延伸, 完整构成的北斗二号卫星导航系统是一个类似于 GPS 和GLONASS 的全球导航系统。

一.研发背景1. 重要的战略意义战略意义一:建设北斗卫星导航系统, 是提高我国国际地位的重要载体战略意义二:是促进和推动经济社会发展的强大动力。

战略意义三:是推动我国信息化建设的重要保证。

战略意义四:是应对重大自然灾害的生命保障。

战略意义五:是增强武器效能,维护国家安全的根本命脉 v 战略意义七:是我国履行航天国家国际责任的需要。

战略意义八:对提升中国航天的能力, 推动航天强国建设意义重大。

2. 北斗一号卫星导航系统及其不足北斗一号卫星导航系统是我国第一代区域卫星导航系统, 也是继 GPS 和GLONASS 之后的第三个成熟的卫星导航系统。

作为我国自主建设的卫星导航系统, 其政治,经济, 军事意义不言而喻。

北斗实时后处理静态高精度差分的技术介绍北斗卫星导航系统是我国自主研发的卫星导航系统，具有全球覆盖、高精度、高可靠等特点。

在北斗系统的应用中，实时后处理静态高精度差分技术是一项重要的技术，本文将对其进行介绍。

一、实时后处理静态高精度差分技术的概念实时后处理静态高精度差分技术是指在接收北斗卫星信号的同时，对接收到的数据进行实时处理，得到高精度的位置信息。

该技术主要应用于静态测量，如测量基准点、地形地貌等。

二、实时后处理静态高精度差分技术的原理实时后处理静态高精度差分技术的原理是基于差分定位原理。

差分定位是指将一个接收机的位置作为参考点，通过与其他接收机的信号进行比较，得到相对于参考点的位置信息。

在实时后处理静态高精度差分技术中，通过将一个接收机作为基准站，将其他接收机的信号与基准站的信号进行比较，得到相对于基准站的位置信息。

三、实时后处理静态高精度差分技术的优势实时后处理静态高精度差分技术具有以下优势：1.高精度：通过差分定位原理，可以得到高精度的位置信息。

2.实时性：实时后处理技术可以在接收信号的同时进行处理，得到实时的位置信息。

3.适用性广：该技术适用于静态测量，如测量基准点、地形地貌等。

4.成本低：相对于实时动态差分技术，实时后处理技术的设备成本较低。

四、实时后处理静态高精度差分技术的应用实时后处理静态高精度差分技术在测绘、地质勘探、地震监测等领域有着广泛的应用。

1.测绘：在测绘中，实时后处理静态高精度差分技术可以用于测量基准点、地形地貌等。

2.地质勘探：在地质勘探中，实时后处理静态高精度差分技术可以用于测量地下水位、地下岩层等。

3.地震监测：在地震监测中，实时后处理静态高精度差分技术可以用于测量地震震级、震源位置等。

五、实时后处理静态高精度差分技术的发展趋势随着北斗卫星导航系统的不断完善，实时后处理静态高精度差分技术也在不断发展。

未来，该技术将更加普及，应用范围也将更加广泛。

同时，随着技术的不断进步，实时后处理静态高精度差分技术的精度也将不断提高。

北斗二号卫星导航系统介绍与应用北斗二号卫星导航系统介绍及应用南京工业大学工业工程北斗二号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（BDS），是继美全球定位系统（GPS）和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。

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10m，授时精度优于100ns。

2012年12月27日，北斗二号系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。

北斗二号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GLONASS、欧盟GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终端组成。

北斗二号卫星导航系统是在北斗一号的基础上建设的卫星导航系统，但其并不是北斗一号的简单延伸，完整构成的北斗二号卫星导航系统是一个类似于GPS和GLONASS的全球导航系统。

一．研发背景1.重要的战略意义战略意义一：建设北斗卫星导航系统，是提高我国国际地位的重要载体战略意义二：是促进和推动经济社会发展的强大动力。

战略意义三：是推动我国信息化建设的重要保证。

战略意义四：是应对重大自然灾害的生命保障。

战略意义五：是增强武器效能，维护国家安全的根本命脉v战略意义七：是我国履行航天国家国际责任的需要。

战略意义八：对提升中国航天的能力，推动航天强国建设意义重大。

2.北斗一号卫星导航系统及其不足北斗一号卫星导航系统是我国第一代区域卫星导航系统，也是继GPS和GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。

作为我国自主建设的卫星导航系统，其政治，经济，军事意义不言而喻。

同美国的GPS相比。

有其独特之处，如其具有短信通讯功能就是GPS所不具备的，但总体来看，北斗一号存在明显不足：1.定位原理：北斗一号是主动式双向测距二维导航，地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据；GPS是被动式伪码单向测距三维导航，由用户设备独立解算自己三维定位数据。

北斗导航定位系统中的差分技术应用作者：李俊炜来源：《无线互联科技》2017年第03期摘要：文章利用差分GPS相关原理，在此基础上进行分析，建立了适用于北斗导航定位系统的差分定位技术，解决了定位不准确的问题，这在一定程度上提高了北斗导航定位系统的定位精度。

关键词：北斗导航定位系统；差分技术；定位精度1.北斗导航系统研究背景2000年北斗导航卫星的发射成功标志着我国北斗导航卫星系统的初步建成，经过十几年的发展我国北斗导航定位系统卫星数量逐渐增多，系统逐渐完善，极大地促进了我国国民经济事业和国防建设事业的发展需求，进一步提高了我国卫星导航定位技术。

北斗导航卫星的发射成功标志着我国拥有了自主的卫星导航系统，也打破了美国、俄国在卫星导航领域中的垄断局面。

2.导航定位差分技术当前GPS差分定位技术的应用已经较为成熟，其对应的原理：在固定的（站台）地点，通过测地获得其“精确位置数据”，再将该站台的“所测位置数据”进行传输，利用一个c/A码用户接收器来接收该数据信息，通过“所测位置数据”和“精确位置数据”的差异分析，就能得知“GPS定位误差修正量”。

其次通过无线电发射机传播这些“定位误差修正量”，而区域内的其他c/A码用户的接收器正好接受，并将接收器的定位数据进行修正。

“差分式GPs系统”的应用，使得c，A码用户接收器有了更精确的定位，是之前定位精度的10倍多。

GPS定位时有3部分误差，分别是：第一是用户接收机都存在的如卫星钟、星历、电离层、对流层等方面的误差；第二是传播延迟误差，这类误差是用户测量不成或者是校正模型计算不出的；第三是用户接收机自身存在的固有误差，表现在内部噪音、通道延迟、多径效应方面。

差分技术的应用，完全消除了第一种误差，并将第二种误差消除掉大多数，这要由基准接收机与用户接收机之间的距离来决定，而对于第三种误差，差分技术则不起作用。

由此可以看出差分技术的应用，能够很大的改善GPS中的定位功能。

如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!专业综合实训报告学院信息电子技术专业通信工程班级14级二班学籍号14109741007姓名金哪梅指导教师蒋野2017年12月23日北斗卫星导航系统综述作者：金哪梅1.引言我们知道我国已成功发射23颗北斗导航卫星。

目前，“北斗”系统已经向整个亚太地区提供服务。

按照规划指向，将实现35颗北斗卫星全球组网到2020年。

考虑到不断更新和增长的需求，“十三五”期间可能会迎来“北斗”发射高峰。

BDS（BeiDou Navigation Satellite System）中国北斗卫星导航系统，是中国独立研发制作的全球卫星导航系统。

继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个较为完善并且得到认可的卫星导航系统。

航天器导航定位、船舶进港引水、智慧城市交通管理、野外生存探险定位、飞机航线引导等诸多功能都能够利用卫星导航系统完成和实现。

在自然灾害救援和重要活动的安全保驾护航的过程中，北斗系统同样占据了不可忽视的地位。

文章对我国北斗卫星导航系统各功能进行了分析研究，如，导航、定位、授时、短报文通讯功能。

还介绍了该系统技术应用领域和前景，从而更加深入的了解卫星导航系统。

2.系统原理，技术及其应用2.1北斗卫星导航系统简介北斗卫星导航系统由用户段、地面段和空间段三部分组成。

其空间段采用了一种三种轨道卫星构成混合星座的模式，其特点是高轨卫星更多，抗遮挡能力更强，低纬度地区性能能更好的表现出来。

北斗系统还提供了能提高服务的精度的具有多个频点的导航信号，可以通过组合多频信号使用等方式来达到既定目的。

该系统将导航与通信能力融合，使其具有实时导航、快速定位、精确授时和短报文通信服务四大功能。

可达到定位精度10m，测速精度0.2m/s，授时精度是10ns。

2.2卫星导航系统导航能力介绍卫星导航最原始的功能是向各类用户实时提供精确、连续的位置、速度和时间的信息。

北斗二代导航系统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（BDS），是继美全球定位系统（GPS）和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。

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。

2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。

北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统及欧盟伽利略定位系统一起，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

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。

1引言目前，星站差分定位系统己经成为多个国家卫星导航系统不可缺少的配套设施，是提高定位精度的重要手段。

继美国、欧盟之后，许多国家都在致力于卫星定位星基增强技术的开发。

星基增强技术的基本原理是差分定位。

该系统的原理为，将己知位置的参考站获得的数据，经过差分改正后，上传至卫星并由卫星发送至用户，用户定位精度可以得到显著提高［1］。

星站差分定位一般由四部分组成：地面部分、空间部分、用户部分和支持系统，空间段一般由地球同步卫星构成；地面段包括监测站、主控站、注入站和通信网络；用户段是由能够接收SBAS 信号的接收机构成［2］。

SBAS 系统基本构架如图1所示。

通过地球同步卫星或其他通讯卫星（如Inmarsat 星）搭载卫星导航增强信号转发器，可以向用户播发星历误差、卫星钟差、电离层延迟等多种改正信息，以实现对原有导航定位系统精度的改善和提高。

国外已经建成并开始服务的星基增强系统有美国的广域增强系统WAAS 、欧洲地球同步卫星导航增强服务系统EGNOS 、日本的基于多功能运输卫星的增强系统MSAS 、印度的GPS 辅助型静地轨道增强导航系统GAGAN ［3］；计划建设中的星站差收稿日期：2019年4月10日，修回日期：2019年5月22日基金项目：国家自然科学基金项目（编号：41631072，41674037）资助。

作者简介：王宏凯，男，工程师，研究方向：卫星导航。

钟斌，男，硕士研究生，副教授，研究方向：卫星导航。

边少锋，男，博士研究生，教授，研究方向：卫星导航。

李娟，女，博士研究生，教授，研究方向：卫星导航。

∗星站差分定位系统综述及分析∗王宏凯1钟斌1边少锋1李娟2（1.海军工程大学武汉430033）（2.青岛农业大学青岛266109）摘要由于各类误差的制约，单纯依靠卫星导航系统无法满足用户的定位精度需求。

星站差分定位系统作为卫星导航系统的重要组成部分，不仅可以有效提升卫星导航系统的定位精度，且覆盖范围广，同时可以弥补可用性、连续性和完好性的不足。