第三讲 北斗卫星定位系统概述

1、主讲：周建郑主讲：周建郑2一、建设原则一、建设原则二、系统构成二、系统构成三、覆盖范围三、覆盖范围四、坐标系统四、坐标系统五、时间系统五、时间系统六、定位原理六、定位原理七、系统功能七、系统功能3 北斗卫星导航系统的建设与发展，以应用推广和产业发展为根本目标，不仅要建成系统，更要用好系统，强调质量、安全、应用、效益，遵循以下建设原则：1.1.开放性。开放性。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放，为全球用户提供高质量的免费服务，积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作，促进各卫星导航系统间的兼容与互操作，推动卫星导航技术与产业的发展。2.2.自主性。自主性。中国将自主建设和运行北斗卫

2、星导航系统，北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。4u第一步第一步北斗卫星导航试验系统北斗卫星导航试验系统 北斗第一阶段北斗第一阶段4 2000年以来，成功发射年以来，成功发射3颗颗GEO卫星，建成北斗卫星，建成北斗卫星导航试验系统。系统能够提供基本的定位、授时卫星导航试验系统。系统能够提供基本的定位、授时和短报文通信服务。和短报文通信服务。2000年年10月月31日日140E2000年年12月月21日日80E2003年年5月月25日日110.5E5部分组件地面中心控制系统1个配有电子高程图的地面中心、网管中心，测轨站、测高站和数十个分布在全国的地面参考站空间部分两颗经差为60度的地球静止

3、卫星、一颗备用卫星，卫星高度为36000km用户终端带有定向天线的收发器6 作为全球系统，北斗卫星导航系统首先在作为全球系统，北斗卫星导航系统首先在2012年左年左右覆盖亚太地区，并将在右覆盖亚太地区，并将在2020年前覆盖全球年前覆盖全球。 北斗系统第二阶段北斗系统第二阶段 北斗系统第三阶段北斗系统第三阶段2012年左右年左右 2020年前年前u第二步第二步全球系统全球系统67部分组件作用地面中心控制系统同北斗一号监测、调控空间部分5颗GEO+5颗IGSO+4颗MEO3颗GEO位于84E，140E和160E；3颗IGSO,位于118E, 倾斜角55播发测距码和导航电文用户终端接收机3D定位；

4、对GPS和BD系统自身的增强；短消息通讯。8北斗导航系统是覆北斗导航系统是覆盖中国本土的区域盖中国本土的区域导航系统，覆盖范导航系统，覆盖范围东经约围东经约70140，北纬，北纬555。北斗卫。北斗卫星系统已经对东南星系统已经对东南亚实现全覆盖。亚实现全覆盖。9ZXYIERS首子午面赤道面0,0,0IERS极定义：定义：符合IERS条件椭球常数：长半轴： a = 6378137.0 m扁 率： f = 1/298.257222101地心引力常数： GM = 3986004.418108m3s-2地球角速度： = 7292115.010-11rad s-110 CGCS2000CGCS2000通

5、过通过国国家家GPSGPS大地网大地网的的25002500多点多点的坐标的坐标和速度（历元和速度（历元2000.02000.0）实现，）实现，其实现精度：坐其实现精度：坐标标cmcm级级；速度精速度精度：度：mm/yrmm/yr级。级。11 北斗的监测站通北斗的监测站通 过过GPSGPS联测联测纳入纳入 CGCS2000 CGCS2000 坐标系。坐标系。卫星定轨卫星定轨计算用监测计算用监测站的坐标。站的坐标。用户用轨道数据进行用户用轨道数据进行定位和导航定位和导航，得到，得到CGCS2000CGCS2000坐标。坐标。监测站GPS联测监测站坐 标卫星轨道用户导航 定 位1212u北斗时（北斗

6、时（BDT）溯源到协调世界时）溯源到协调世界时UTC（NTSC），），与与UTC的时间偏差小于的时间偏差小于100纳秒。纳秒。BDT的起算历元时的起算历元时间是间是2006年年1月月1日零时零分零秒（日零时零分零秒（UTC）。）。uBDT与与GPS时和时和Galileo时的互操作在北斗设计时间系时的互操作在北斗设计时间系统时已经考虑，统时已经考虑，BDT 与与GPS时和时和Galileo时的时差将时的时差将会被监测和发播。会被监测和发播。13 卫星至用户间的距离测量是基于卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差，称为伪距。为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星

7、的信号。 由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，使得民用的定位精度只有数十米量级。为提高定位精度，普遍采用差分定位技术（如DGPS、DGNSS），建立地面基准站 (差分台)进行卫星观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。14短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送用户可以一次传送40-60个汉字的短报文信息。个汉字的短报文信息。可以达到一次传送达可以达到一次传送达120个汉字的信息。在远洋航行中有重要的应用个汉字的信息。在远洋航行中有重要的应用价值。价值。精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。时间同步精度。定位精度：水平精度