北斗高精度应用29页PPT

分类
根据用途和轨道高度，卫星可分 为地球同步轨道卫星、中地球轨 道卫星、低地球轨道卫星等。
卫星的结构与功能
结构
卫星由推进系统、控制系统、能源系统、有效载荷等组成。
功能
卫星的主要功能包括观测地球、传输信号、导航定位等。
卫星的发展历程
起源
卫星的起源可以追溯到20世纪初， 最早的卫星是苏联于1957年发射的 “斯普特尼克”号。
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卫星ppt课件
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ANALYSIS
SUMMARY
目录
CONTENTS
• 卫星概述 • 卫星的应用 • 卫星的发射与运行 • 卫星技术的前沿与挑战 • 案例分析
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ANALYSIS
SUMMAR Y
01
卫星概述
卫星的定义与分类
定义
卫星是指围绕行星运行的天体， 通常用于观测、通讯、科学实验 等领域。
总结词
遥感卫星用于获取地球表面信息，广泛 应用于资源调查、环境监测等领域。
VS
详细描述
遥感卫星搭载多种传感器，可对地球表面 进行光学或微波遥感观测。通过分析遥感 数据，可以了解地球资源分布、环境变化 等信息，为资源开发、环境保护等方面提 供决策支持。
科学实验卫星
总结词
科学实验卫星用于进行空间科学实验 ，研究宇宙射线、微重力条件下的物 理化学现象等。
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SUMMAR Y
未来卫星技术的发展趋势
微型化与智能化
随着微电子技术和人工智能技术的不断发展，未来卫星将更加微 型化和智能化，具有更强的自主控制能力。

兼容性
伽利略系统与北斗系统均遵循国际标准，具有良好的兼容性，可以实现互操作。
与格洛纳斯比较分析
卫星数量与分布
格洛纳斯系统由24颗卫星组成，主要分布在三个轨道面上。北斗系统在亚太地区具有更多的可见卫星 ，有助于提高定位精度。
定位精度
格洛纳斯系统在开放服务中的定位精度相对较低，一般认为在10-15米之间。而北斗系统在亚太地区 的定位精度更高。
民用领域应用案例
智能交通
北斗卫星导航系统可以应用于车辆导航、智能交通信号控 制、自动驾驶等领域，提高交通运行效率和安全性。
灾害监测与救援
通过北斗卫星导航系统，可以实时监测地震、洪水等自然 灾害的发生和演变，为灾害预警、救援和恢复提供重要支 持。
精准农业
利用北斗卫星导航系统的高精度定位和时间服务，可以实 现农机精准作业、农田信息实时监测等，提高农业生产效 率和质量。
北斗系统具有短报文通信功能，用户可以通过卫星信号发 送短信息，而GPS则不具备此功能。
与伽利略比较分析
系统构成
伽利略系统由30颗中高度圆轨道卫星组成，其中27颗为工作卫星，3颗为备份卫星。北斗系统则由地球同步轨道卫星 、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。
定位精度
伽利略系统设计目标为提供更高的定位精度，但其实际性能可能受到多种因素影响。北斗系统在亚太地区具有较高的 定位精度。
北斗卫星导航系统介绍
目录
• 北斗卫星导航系统概述 • 北斗卫星导航技术原理 • 北斗卫星导航系统性能评估 • 北斗卫星导航在各领域应用案例 • 北斗卫星导航与其他系统比较分析 • 未来发展趋势及挑战
01 北斗卫星导航系统概述
定义与发展历程
定义
北斗卫星导航系统（BDS）是中国 自主研发的全球卫星导航系统，旨 在提供全球范围内的定位、导航和 授时服务。

北斗系统是中国科学家独立自主设计的，从提出设想到三号系统的 建成，整整花了37年的时间，“真正实现了不仅是中国的“北斗’， 也是世界的“北斗’”。结合课文谈谈，从卫星导航定位系统发展的 角度，说说北斗系统是如何一步步实现这个目标的，体现了北斗人怎 样的情怀。
卫星导航系统是当今国民经济和国防建设不可或缺的关键空间基础 设施，是衡量一个国家科技水平和综合国力的重要标志。1994年，党 中央作出独立自主研制北斗卫星导航系统的重大战略决策。从此，北 斗人踏上了建设中国卫星导航系统的漫漫征程。
“三球定位”原理
“三球定位”原理
“三球定位”原理
为什么要全面实现国产化
在北斗二号建设之前，我国其实 是不具备研制星载原子钟能力， 星载原子钟主要靠进口。当时， 北斗科学家意识到关键核心技术 永远求不来也要不来，一定要靠 自己，经过两三年攻关成功实现 了星载原子钟技术突破，从而为 北斗二号系统的顺利建设和推广 提供了有效的基础。
【理清思路】
课文由引言和五个部分组成 (1) 引言 (2) 第一部分 (“卫星导航必须自主” 第二部分 (““北斗’建设三步走” (4) 第三部分 (“三球定位’原理”) 第四部分 (“全面实现国产化” 第五部分 (“应用只受限于想象力”
课文由引言和五个部分组成，他们之间 否是孤立的？为什么？
• 不孤立。因为每个部分都紧紧 扣住一个中心，即迎难而上、敢 闯敢干，其实都是赞扬了为北斗 事业奉献一生的先驱， 他们砥砺 前行的奋斗和汗水，继往开来的 勇气与智慧，是夜空中最明亮的 星，照耀后来者的路。
• 作者在演讲中讲述了建设“北斗系统”的背景、历程、 原理和科技创新与应用情况，不仅表达了对北斗系统领 先国际的赞叹，也流露出对北斗系统自主创新、服务全 球的自豪，既向读者普及北斗知识，又以读者以精神的 洗礼。

根据车辆的位置和目的地 ，通过北斗导航系统进行 智能调度，提高运输效率 。
紧急救援
当车辆发生故障或事故时 ，北斗导航系统可以迅速 定位并引导救援人员前往 。
公共交通系统优化
路线规划
利用北斗导航系统提供的 数据，优化公共交通线路 ，提高运行效率和乘客满 意度。
实时到站时间预测
通过北斗导航系统，预测 公交车、地铁等公共交通 工具的到站时间，方便乘 客合理安排出行计划。
智能停车
通过北斗导航系统，实时监测城市 停车位使用情况，为驾驶者提供停 车位信息和服务。
02
公共安全与应急管理
警务定位与调度
警务人员定位
通过北斗导航系统，警务人员可 以实时获取自身位置信息，提高
警务响应速度和精准度。
警务车辆调度
北斗导航系统可以实时监控警务 车辆位置和行驶轨迹，实现更加
智能、高效的警务车辆调度。
草原生态修复
利用北斗导航系统对草原进行精准分区，针对不同区域采 取不同的生态修复措施，如种草、禁牧、轮牧等，促进草 原生态系统的恢复和平衡。
野生动物保护与监测
野生动物跟踪
通过北斗导航系统对野生动物进行实时跟踪和监测，可以获 取它们的活动范围、迁徙路线和生活习性等信息，为野生动 物保护提供数据支持。
06
教育与科研
北斗技术专业课程开设
北斗技术专业课程
多所高校已开设北斗技术相关的专业课程，如卫星导航原理、卫星 通信与遥感、空间信息处理等，为培养相关领域人才提供支撑。
学科交叉
北斗技术专业课程涉及多个学科领域，如地理信息系统、电子工程 、通信等，有助于培养具有跨学科背景的人才。
技术更新
随着北斗系统的不断升级和完善，相关课程也需要不断更新和优化， 以适应技术发展的需求。

北斗一号
定位原理
“双星定位”：以2颗
在轨卫星的已知坐标为圆心 ，各以测定的卫星至用户终 端的距离为半径，形成2个 球面，用户终端将位于这2 个球面交线的圆弧上。
地面中心站配有电子高程地 图，提供一个以地心为球心 、以球心至地球表面高度为 半径的非均匀球面。用数学 方法求解圆弧与地球表面的 交点即可获得用户的位置。
B1(I) B1(Q) B2(I)
开放 4.092 QPSK 授权 开放
1561.098
31
北斗二号：信号特征
北斗系统第三阶段信号
信号 B1-CD 中心频点 (MHz) 码速率 (cps) 1.023 1575.42 数据/符号速率 (bps/sps) 50/100 调制方式 MBOC(6,1,1/11) 服务类型 开放
电测定服务，该系统只需两颗卫星和地面高程数据
库就能实现我国及周边地区定位。
北斗一号
工作原理
北斗卫星 北斗卫星
标校站 标校站 中心控制系统
标校站
用户位置
标校站
系统组成
北斗一号
空间段：由3颗地球静止轨道卫星组成，两颗工作
卫星定位于东经80°和140°赤道上空，另有一颗 位于东经110.5°的备份卫星，可在某工作卫星失 效时予以接替。
第一步，94年启动北斗卫星导航试验系统建设，
2000年形成区域有源服务能力（1号）； 第二步，2004年启动北斗卫星导航系统建设， 2012年形成区域无源服务能力（2号）； 第三步，2020年北斗卫星导航系统形成全球无 源服务能力（3号）。
北斗卫星导航系统按照三步走的总体规划：

定位终端需发射信号的为有源定位，不发信号仅靠接收 信号就能定位的为无源定位。

6min 6min
25区 2Mbit
2.9Mbit
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五、北斗RDSS增强
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北斗RDSS增强
用户需求预测 （单位：万）
类别 航空入网用户 航海入网用户
2016年 0.5 30
2017年 1 35
2020年 2 40
铁路入网用户
陆上入网用户 海外用户 其他行业用户 个人用户 合计
增强RDSS服务能力 改进RNSS服务性能
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三、北斗RNSS星基增强
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四、北斗RNSS星基增强
北斗GPS增强系统（一期工程）
服务区域：全国范围 定位精度：东部水平5米、垂直5米，西部水平10米、垂直10米
广域实时精密定位示范系统（863）GPS
服务区域：全国范围 定位精度：单频水平0.8m、垂直1.5m；双频水平0.3m、垂直0.5m
北斗卫星导航系统
服务区域：南纬55 °～北纬55 °、东经55 °～东经180 ° 定位精度：10 米
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北斗星基增强
基于相位观测数据获得厘米级轨道和卫星钟差参数
北斗相位观测值，估计卫星轨道和钟
增加卫星轨道和区域相位伪距改正数
叠加协议，兼容服务，导航电文获取，无需硬件改变
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目标：
项目 现役系统 新系统 2000万次/小时 提升效果 增加14倍 系统入站容量 144万次/小时
系统出站容量 230万次/小时
终端小型化 终端价格 模块化 5000
230～350万次/小时
芯片化 300~1000
增加1～1.5倍
可嵌入手机 降低5~17倍
北斗RDSS增强

北斗卫星导航系统（BDS）
目录/Contents
01
4.3.1 BDS概述
02 4.3.2 地面站使用及控制点测量
03 4.3.3 无人机机载PPK的使用方法
4.3.1 BDS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 间信息基础设施。
4.3.1 BDS概述
4）在气象预报方面，成功研制一系列气象测报型北斗终端设备，启动“ 大气海洋和空间监测预警示范应用”，形成实用可行的系统应用解决方案，实 现了气象站之间的数字报文自动传输。
5）在森林防火方面，成功应用于森林防火，定位与短报文通信功能在实 际应用中发挥了作用。
6）在通信授时方面，成功开展北斗双向授时应用示范，突破光纤拉远等 关键技术， 研制出了一体化卫星授时系统。
1）基本导航服务。为全球用户提供服务，空间信号精度将优于0.5m；全球定位精 度将优于10m，测速精度优于0.2m/s，授时精度优于20ns；亚太地区定位精度将优于 5m， 测速精度优于0.1m/s，授时精度优于10ns，整体性能大幅提升。
4.3.1 BDS概述
2）星基增强服务。按照国际民航组织标准，服务中国及周边地区用户， 支持单频及双频多星座两种增强服务模式，满足国际民航组织相关性能要求。
（11）后续发展 2020 年6 月23 日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载 火箭， 成功发射北斗系统第55 颗导航卫星，即北斗三号最后一颗全球组网卫星，至此 北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。
4.3.1 BDS概述
此次发射的卫星属地球静止轨道卫星，经过一系列在轨测试入网后，我国将进行北 斗全系统联调联试，在确保系统运行稳定可靠、性能指标优异的基础上，择机面向用 户提供全天时、全天候、高精度的全球定位导航授时服务，以及星基增强、短报文通 信、精密单点定位等特色服务。

北斗系统可为救援人员提供快速、准确的位置信息，提高救援效 率。
治安管理
通过实时追踪和定位，北斗系统有助于公共安全机构进行高效的 治安管理。
预防犯罪
北斗系统可为公共安全机构提供犯罪高发区域的实时监控和预警 。
农业渔业
精准农业
北斗系统可提供农田的精确位置和面积数据，帮助农民实现精准施 肥和灌溉。
渔业管理
服务民生领域
在交通运输、公共安全、 减灾救灾等领域，北斗系 统可为民众提供高效、可 靠的定位导航服务。
北斗系统的历史与发展
研发历程
北斗系统自上世纪80年代开始研发， 经历了北斗一号、北斗二号、北斗三 号的发展历程，逐步实现了全球覆盖 。
国际合作
北斗系统积极参与国际卫星导航领域 合作，推动全球卫星导航系统兼容与 互操作，促进卫星导航技术的应用与 发展。
环境监测
北斗系统还可用于空气质量、水文等环境监测，为环境保护提供数 据支持。
科学研究
地形测绘
北斗系统的高精度定位 数据可用于地形测绘和 地理信息系统建设。
地球科学
通过北斗系统获取的连 续观测数据，科学家可 研究地球的运动、板块 构造等领域。
科研实验
在某些科研实验中，北 斗系统的高精度定位和 时间服务是重要的技术 支撑。
主控站是地面段的核心，负责 协调和管理整个地面段的工作 ，包括数据处理、卫星控制等
。
数据接收站负责接收卫星信号 ，并将信号处理后传输给主控 站。
监测站负责监测卫星的运行状 态和信号质量，及时发现和解 决故障。
用户段
用户段由北斗终端设备组成，负责接 收和处理卫星信号，提供定位和导航 服务。
北斗终端设备包括手持机、车载终端 等，具有小巧、轻便、功耗低等特点 ，可广泛应用于军事、民用等领域。