北斗导航系统介绍

1、北斗导航系统北斗导航系统BY 汪鹏咱中国人自己的导航系统咱中国人自己的导航系统四大导航系统之一l当前全球有四大卫星定位系统，分别是美国的全球卫星导航定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯GLONASS系统,欧洲在建的 “伽利略”系统,和中国的北斗卫星导航系统。 “伽利略”系统格罗纳斯系统 GPS系统结构 北斗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 空间：北斗第二代导航卫星网l“北斗第二代导航卫星网北斗第二代导航卫星网”将由颗静止轨道卫星将由颗静止轨道卫星和和30颗非静止轨道卫星颗非静

2、止轨道卫星组成，提供两种服务方组成，提供两种服务方式：开放服务和授权服式：开放服务和授权服务。务。30颗非静止轨道卫颗非静止轨道卫星由星由27颗中轨卫星和颗中轨卫星和3颗颗倾斜同步，倾斜同步， 27颗中轨卫颗中轨卫星分布在倾角为星分布在倾角为55度的度的三个轨道平面上，每个三个轨道平面上，每个面上有面上有9颗卫星，轨道高颗卫星，轨道高度为度为21500公里。公里。导航原理：双星定位用户提出申请服务项目并用户提出申请服务项目并发送入站信号，经两颗卫发送入站信号，经两颗卫星 转 发 到 地 面 中 心 ，星 转 发 到 地 面 中 心 ，地面中心接到此信号后，地面中心接到此信号后，解调出用户发送的

3、信息，解调出用户发送的信息，测量出用户至两颗卫星的测量出用户至两颗卫星的距离，对定位申请计算用距离，对定位申请计算用户的地理坐标，由于户的地理坐标，由于H颗颗卫星的位置是已知的，卫星的位置是已知的，分分别为两球的球心，另一球别为两球的球心，另一球面是基本参数已确定的地面是基本参数已确定的地球参考椭球面球参考椭球面3球交会点球交会点为测量的用户位置。为测量的用户位置。 功能l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40-60个汉字的短报文信息。l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。l定位精度：水平精度100米(1)，设立标校

4、站之后为20米(类似差分状态)。工作频率：2491.75MHz。l系统容纳的最大用户数：每小时540000户。 应用领域l北斗导航定位系统服务区域为中国及周边国家和地区，可广泛应用于船舶运输、公路交通、铁路运输、海上作业、渔业生产、水文测报、森林防火、环境监测等众多行业，以及军队、公安、海关等其他有特殊指挥调度要求的单位 与GPS比较No1：覆盖范围：覆盖范围： 北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70-140，北纬5-55。GPS是覆盖全球的全天候导航系统，能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗) 与GPS比较lNo2:定位原理

5、定位原理北斗导航系统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。“北斗一号”的这种工作原理带来两个方面的问题，一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性，这在军事上相当不利，另一方面由于设备必须包含发射机，因此在体积、重量上、价格和功耗方面处于不利的地位。 与GPS比较lNo3:定位精度定位精度 北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。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，授时精度目前约20ns。 与GPS比较lNo4:用户容量用户容量

6、北斗导航系统由于是主动双向测距的询问-应答系统，用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号，还要求用户设备向同步卫星发射应答信号，这样，系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。因此，北斗导航系统的用户设备容量是有限的。GPS 是单向测距系统，用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位，因此GPS的用户设备容量是无限的 lNo5 :生存能力生存能力 和所有导航定位卫星系统一样，“北斗一号”基于中心控制系统和卫星的工作，但是“北斗一号”对中心控制系统的依赖性明显要大很多，因为定位解算在那里而不是由用户设备完成的。为了弥补这种系统易损性

7、，GPS正在发展星际横向数据链技术，使万一主控站被毁后GPS卫星可以独立运行。而“北斗一号” 系统从原理上排除了这种可能性，一旦中心控制系统受损，系统就不能继续工作了 与GPS比较优势，劣势优势优势： 1、和美国的GPS、俄罗斯的GLONASS相比，增加了通讯功能。 2、全天候快速定位，与GPS精度相当。 3、安全可靠，保密性强。 优势，劣势劣势：劣势： 1、北斗系统属于有源定位系统，系统容量有限，定位终端比较复杂。 2、北斗系统属于区域定位系统，目前只能为中国以及周边地区提供定位服务 四大系统，各有特色俄罗斯格洛纳俄罗斯格洛纳斯（特点：抗干斯（特点：抗干扰）扰）由由24颗卫星组颗卫星组成，是

8、由军方负成，是由军方负责研制和控制的责研制和控制的军民两用导航定军民两用导航定位卫星系统。定位卫星系统。定位精度比位精度比GPS、伽利略低，但抗伽利略低，但抗干扰能力很强。干扰能力很强。该系统由前苏联该系统由前苏联在在1976年启动。年启动。欧洲伽利略（特点：精准）欧洲伽利略（特点：精准） 是欧盟正在建造的卫星定位是欧盟正在建造的卫星定位系统，有系统，有“欧洲版欧洲版GPS”之称。之称。总共发射总共发射30颗卫星，其中颗卫星，其中27颗为工作卫星，颗为工作卫星，3颗为候补卫颗为候补卫星。该系统有两个地面控制星。该系统有两个地面控制中心中心中国北斗（特点：开中国北斗（特点：开放兼容）放兼容）是中国正在实施是中国正在实施的自主发展、独的自主发展、独立运行的全球卫立运行的全球卫星导航系统。系星导航系统。系统建设目标是：统建设目标是：建成独立自主、建成独立自主、开放兼容、技术开放兼容、技术先进、稳定可靠先进、稳定可靠的覆盖全球的北的覆盖全球的北斗卫星导航系统斗卫星导航系统美国美国GPS（特点：成熟）（特点：成熟）是目前世界上应用最