北斗双星定位通信系统

北斗双星定位通信系统面对卫星导航技术的迅猛发展和导航技术在国民经济发展和现代战争精确打击中的地位和作用，我国于２０世纪８０年代开始探索适合我国国情的卫星导航定位系统技术途径和系统方法。1983年提出了双星定位方案，与此同时美国静止卫星公司和欧洲本地卫星公司也提出了类似方案。利用两颗地球同步静止卫星实现区域性导航定位并兼有简短报文通信的双星导航定位系统。1988-1989年利用现有的两颗C频段通信卫星成功进行了“双星快速导航定位通信系统演示实验”，证明了系统体制的正确性和可行性。实验表明定位精度与测距速率、两颗卫星的间距、测距精度和用户高度有关。1993年进一步进行双星定位系统试验，1994年双星导航定位系统工程正式启动。2000年10月31日和12月21日，我国相继成功发射了北斗系统第一颗和第二颗导航定位试验卫星，2003年5月25日在西昌发射中心用长征三号运载火箭将第三颗导航卫星送入太空。2004年北斗导航定位系统正式投入运营。北京时间2007年2月3日凌晨零时28分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第四颗北斗导航试验卫星送入太空。北斗卫星导航定位系统是由中国自行研发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS）该系统分为“北斗一代”和“北斗二代”，分别由北斗定位卫星、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，定位精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，其精度与GPS相当。中国在2000年至2007年先后发射了四颗“北斗一号”卫星，这种区域性(中国境内)的卫星导航定位系统，正在为中国陆地交通、航海、森林防火等领域提供着良好服务。北斗卫星导航系统的历史我国早在60年代末就开展了卫星导航系统的研制工作。在自行研制“子午仪”定位设备方面起步较晚，以致后来使用的大量设备中，基本上依赖进口。70年代后期以来，国内开展了探讨适合国情的卫星导航定位系统的体制研究。先后提出过单星、双星、三星和3-5星的区域性系统方案，以及多星的全球系统的设想，并考虑到导航定位与通信等综合运用问题，但是由于种种原因，这些方案和设想都没能够得到实现。双星定位导航系统是一种全天候、高精度、区域性的卫星导航定位系统，可实现快速导航定位、双向简短报文通信和定时授时3大功能，其中后两项功能是全球定位系统(GPS)所不能提供的，且其定位精度在我国地区与GPS定位精度相当。整个系统由两颗地球同步卫星(分别定点于东经80度和东经140度36000公里赤道上空)、中心控制系统、标校系统和用户机4大部分组成，各部分间由出站链路(即地面中心至卫星至用户链路)和入站链路(即用户机至卫星中心站链路)相连接。中心站以特定的频率发射H地球同步卫星分别向各自天线波束覆盖区域内的所有用户广播。当用户需要进行定位／通信服务时，相对于接收信号(出站信号)某一帧，提出申请服务项目并发送入站信号，经两颗卫星转发到地面中心，地面中心接到此信号后，解调出用户发送的信息，测量出用户至两颗卫星的距离，对定位申请计算用户的地理坐标，由于H颗卫星的位置是已知的，分别为两球的球心，另一球面是基本参数已确定的地球参考椭球面3球交会点为测量的用户位置。系统构成与工作原理北斗卫星导航定位系统的系统构成有：两颗地球静止轨道卫星、地面中心站、用户终端。北斗卫星导航定位系统的基本工作原理是“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。用户利用一代“北斗”定位的办法是这样的，首先是用户向地面中心站发出请求，地面中心站再发出信号，分别经两颗卫星反射传至用户，地面中心站通过计算两种途径所需时间即可完成定位。一代“北斗”与GPS系统不同，对所有用户位置的计算不是在卫星上进行，而是在地面中心站完成的。因此，地面中心站可以保留全部北斗用户的位置及时间信息，并负责整个系统的监控管理。由于在定位时需要用户终端向定位卫星发送定位信号，由信号到达定位卫星时间的差值计算用户位置，所以被称为“有源定位”。北斗第二代导航卫星网”将由５颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，提供两种服务方式：开放服务和授权服务。其中5颗静止轨道卫星，即高度为36000公里的地球同步卫星；5颗静止轨道卫星在赤道上空的分布为：58.75ºE,80ºE,110.5ºE,140ºEand160ºE，提供RNSS和RDSS信号链路。30颗非静止轨道卫星由27颗中轨（MEO）卫星和3颗倾斜同步（IGSO）卫星组成，提供RNSS信号链路„27颗MEO卫星分布在倾角为55度的三个轨道平面上，每个面上有9颗卫星，轨道高度为21500公里。每颗COMPASS卫星都发射4个频率的载波信号用于导航：1561.098MHz(B1),1589.742MHz(B1-2)，1207.14MHz(B2),1268.52MHz(B3)每个载波信号均有正交调制的普通测距码（I支路）和精密测距码（Q支路）。卫星以不同地址码区分（CDMA）。

免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度为0.2米／秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。第二代导航卫星系统与第一代导航卫星系统在体制上的差别主要是：第二代用户机可免发上行信号，不再依靠中心站电子高程图处理或由用户提供高程信息，而是直接接收卫星单程测距信号自己定位，系统的用户容量不受限制，并可提高用户位置隐蔽性。其代价是：测距精度要由星载高稳定度的原子钟来保证，所有用户机使用稳定度较低的石英钟，其时钟误差作为未知数和用户的三维未知位置参数一起由4个以上的卫星测距方程来求解。这就要求用户在每一时刻至少可见4颗以上几何位置合适的卫星进行测距，从而使得星座所需卫星数量大大增多，系统投资将显著增加。北斗系统四大功能短报文通信：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40-60个汉字的短报文信息。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。定位精度：水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。工作频率：2491.75MHz。系统容纳的最大用户数：每小时540000户。北斗应用五大优势1.同时具备定位与通信功能，无需其他通信系统支持。

2.覆盖中国及周边国家和地区，24小时全天候服务，无通信盲区。

3.特别适合集团用户大范围监控与管理，以及无依托地区数据采集用户数据传输应用。

4.独特的中心节点式定位处理和指挥型用户机设计，可同时解决“我在哪”和“你在哪”。

5.自主系统，高强度加密设计，安全、可靠、稳定，适合关键部门应用。国产北斗海上搜索定位系统“北斗”卫星导航系统与GPS系统比较1、覆盖范围：北斗导航系统是覆盖我国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70°一140°，北纬5°一55°。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颖)。2、卫星数量和轨道特性：北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星颗卫星的赤道角距约60°。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星，轨道赤道倾角55°，轨道面赤道角距60°。航卫星为准同步轨道，绕地球一周11小时58分。3、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。“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。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。4、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，授时精度日前约20ns。5、用户容量：北斗导航睁系统由于庸是主动双愚向测距的新询问--剧应答系统蚊，用户设析备与地球获同步卫星很之间不仅导要接收地秆面中心控默制系统的迹询问信号防，还要求育用户设备耍向同步卫秃星发射应爱答信号，宰这样，系神统的用户采容量取决确于用户允讽许的信道乐阻塞率、膊询问信号己速率和用羡户的响应字频率。因眨此，北斗逝导航系统项的用户设网备容量是聋有限的。GPS是傍单向测距墨系统，用些户设备只幻玉要接收导肺航卫星发荣出的导航胳电文即可弯进行测距她定位，因屈此GPS慎的用户设跌备容量是旱无限的。6、生存能力：“北斗一尘号”和所堤有导航定麦位卫星系浪统一样，道基于中心度控制系统著和卫星的摄工作，但尘是“北斗摇一号”对逼中心控制价系统的依倡赖性明显挨要大很多铅，因为定多位解算在怪那里而不篮是由用户医设备完成客的。GPS闭正在发奥展星际货横向数炸据链技胆术，为总了弥补爪这种系娱统易损恐性，使芳万一主塞控站被花毁后G圾PS卫站星可以侧独立运终行。而“北斗柏一号”系陷统从原理浙上排除了扭这种可能旨性，一旦抚中心控制隆系统受损换，系统就浮不能继续窑工作了。7、实时性：“北斗一阅号”用户鸽的定位申家请要送回秤中心控制索系统，中仙心控制系信统解算出久用户的三衫维位置数鸟据之后再讽发回用户肌，其间要能经过地球塌静止卫星啦走一个来己回，再加丙上卫星转栽发，中心蛮控制系统洗的处理，莫时间延迟核就更长了角，因此对呈于高速运免动体，就宰加大了定牌位的误差碧。此外，似“北斗一滤号”卫星握导航系统厘也有一些匀自身的特非点，其具窗备的短信面通讯功能嘉就是GP蹲S所不具塞备的。四大系统弓各有特色GPS胜愿在成熟，伽利略胜部在精准，格洛纳斯河抗干扰能橡力强，中国的北误斗卫星导趟航系统的墓优势则在资于互动性辅和开放性再。与GP何S相比捐，伽利炎略系统律在许多使方面具两有优势乡丰，例如紧其卫星兴数量多况达30允颗，其木卫星轨圈道位置葬比GP民S高。振伽利略累可为地评面用户怨提供3率种类型下的信号电供选择森，其中禾包括免迫费信号守、加密射且需交懒费才能牢使用的垫信号、纵加密且牌可以符洪合更高刃要求的助信号。宏此外，盼伽利略网卫星定醒位系统窃信号的国最高精肝度比G残PS高司10倍栗，确定猪物体的只误差范滤围在1借米之内红。正如场有关专壳家所说无：“如屑今的G叶PS只混能找到渣街道，育而伽利届略却能速找到车吸库的门部。”而泳俄国的珠格洛纳补斯由2提4颗卫荷星组成单，也是靠由军方莫负责研费制和控鸦制的军寸民两用片导航定哥位卫星巨系统。恒尽管其始定位精集度比G璃PS、且伽利略日略低，财但其抗远干扰能语力却是萍最强的秘。中国河自行研量制生产坟的北斗倒卫星导饰航系统河不仅具迈备在任当何时间敲、任何描地点为担用户确轻定其所交在的地向理经纬厦度和海厌拔高度午的能力蛛，而且向在定位剖性能上盼有所创驰新。北占斗系统眯与其他邮系统最秆大的不矮同，在件于它不苦仅能使馆用户知苗道自己洒的所在币位置，绘还可以水告诉别略人自己垄的位置名，特别密适用于男需要导贫航与移烘动数据妄通信场腰所。此店外，中竿国还致成力于提逐高北斗秤卫星导鼓航系统禾与其他该全球卫性星导航浸系统的筐兼容性呈，促进舌卫星定婆位、导性航、授表时服务雪功能的腿应用。汶川地震配中投入使茶用的北斗堵一号卫星气导航定位害系统手持扩机，发挥唯了重要作与用北斗卫星奏的战略运掩用“北斗”枪系统服务观于导航定雁位、指挥躁控制、精暮密测量、封目标监控仪等国内多银应用领域站。减少对草GPS蚀的依赖精确制导芝武器的大汉规模使用冰，标志着啄“精确打异击时代”备的来临，灾而战争的鬼规则也随爬之发生改环变，谁能四料敌于前秀，从而一熔击必杀，晴谁就能掌翅控现代战后争的主导汁权。而这脾种能力取趟得的关键什就在于提东高自身对锡战争要素醉（装备、甚监控、环刺境等）精石确导引的票能力和摧慨毁敌方对蹈这种能力热的掌握。FT-1务500球公斤级精恒确制导炸徐弹雷石6谜50督0公斤烘级精确溜制导滑当翔炸弹战斧式巡鼠航导弹精确制卫导技术精确制廉导技术邀是以高获性能的替光电测汤器为基甲础，采用目标豆识别、成虹像跟踪、两相关跟踪略等方法，腔控制和引妨导武器准态确地命中冲目标的技洽术，也是一授门正在迅或速发展中饰的技术。哥按照制导连方式，即林按照实现旦导引和控隔制飞行器跑根据特定碗基准（规互律）选择爬飞行路线喊去寻找和迷攻击目标插的运动过衬程中，所断采取的手龄段与方法演，可将精罩确制导技康术分为以啊下几种类县型：1、寻的渠制导包括主动权式寻的制俱导、半主雾动式寻的年制导和被舰动式寻的俘制导。2、遥控炮制导包括指令彩制导和波衡束制导。3、匹阶配制导包括地朗形（高姨度）匹射配制导渔和景象渣（灰度朋）匹配脂制导。4、惯女性制导只依靠弹舒上惯性部倡件提供制呆导数据，认而不依赖诸外部信息划的自主制驰导方式。5、卫星纽奉制导又称G押PS制若导，是怖指武器悦系统接艺收GP债S中卫恒星播发羞的导航雕信号，脉实现三济维精确穗定位和胀获取速洲度、时南间信息苗的制导腊方式。6、复隶合制导是采用术两种或崇两种以标上不同蔽物理特翁性的探竭测器组恭成的制弟导系统滴。系统年在制导馒时，若旬探测器余为串行口使用称裂为复合宫制导；国若并行辫使用称旺为多模歇制导或住并联复胆合制导酒。精确制逃导武器促的核心谦是制导诞系统，笛制导系游统的先访进与否沿直接影镜响到精悠确制导得武器的抛作战效润能、应警用范围丈和武器该系统的欣成本。双星导硬航定位茅系统简翠介1、系统待概况由通信导陕航卫星、未地面应用对系统和测健控系统组尊成。（1）调导航通柜信卫星既是空百间的位悬置基准央点，也捐是通信苏中继站咐。三颗舞卫星位郑于距离霞地面约哨360福00k若m高的槐地球静凯止轨道肝上，两就颗工作赴卫星分狭别定点倡在东经虽800和14羽00上空，另忌一颗备用们卫星定点湖在东经1仙10.50上空。每颗卫星条由有效载垃荷、电源词、测控、嫂姿态和轨嫁道控制、难推进、热排控、结构尘等分系统筐组成。卫盒星上设置胀有两套转弄发器，一沿套构成从窄地面中心竞到用户的布通信链，杏另一套构或成从用户鸭到地面中广心的通信辛链。（2）地株面测控网地面测控难网包括主屑控站、测纸轨站、气已压测高站倦和校准站拼。A、主控才站：位于魔北京，控馅制整个系衣统工作。1）接收迹卫星发射织的遥测信磁号，向卫末星发射遥普控指令，副控制卫星释的运行、讽姿态和工伤作。2）控桌制各测蚀轨站的绢工作，慢收集他压们的测直量数据感，对卫孕星进行招测轨、萍定位，罪结合卫菜星的动炼力学、识运动学核模型，残制作卫香星星历脚。3）实现舌卫星与用扬户间的双部向通信，倍并测量电末波在中心滔、卫星、明用户间的禽传播时间抬（或距离踢）。4）收技集来自沸测高站幼的海拔拍高度数川据和校土准站的牛系统误裂差校正纤数据。5）主叛控站利锅用测得闻的主控钳站、卫市星和用及户间电牌波往返币传播时许间、气轧压高度择数据、校误差校宰正数据垫和卫星秧星历数榜据，结惰合存储去在计算瞎中心的遣系统覆寇盖区数堂字地图与，对用脊户进行的精确定纺位。6）系统堤中各用户滩通过与计乐算中心的侦通信，可赵间接实现猪用户与用侵户间通信球。由于主找控站集中枝了系统中筛全部用户晃的位置和首航迹等信蛛息，可方捎便地实现户对覆盖区己内的用户郑进行识别差、监测与帮控制。B、测接轨站：削设置在配位置坐旦标精确先已知的西地点，慈作为卫熊星定位娃的位置炼基准点吨，测量点卫星与控测轨站信间电波旦传播时闸间（距弓离），希以多边好定位方燃法确定搜卫星的伤空间位托置。一购般需要两设置三饶个或三卡个以上香的测轨声站，为歉获得较笼好的几约何精度假系数，雁各测轨尸站间的敲距离应速拉开。袜目前双捉星系统编的三个拨测轨站间分别为纪佳木斯畜、湛江爆和喀什味。各测揪轨站将帐测量数把据通过燃卫星发毕送至主歪控站，左由主控耍站进行休卫星位钞置的解缸算。C、测高塑站：设置赶在系统覆谦盖区内，思用气压式石高度计测裁量测高站冶所在地区心的海拔高赖度。通常充一个测高达站测得的台数据粗略状地代表其肤周围10普0-20破0km地舅区的海拔弯高度。海佣拔高度与笼该地区的枯大地水准践面高度之找和为实际望地形距离块基准椭球咱面的高度才。测高站钳的测量数妙据通过卫缠星发送给宗主控站。D、校准蓄站：分布株在坐标已牌知的系统渡覆盖区内恢，所用设狠备与工作葵方式与用跟户相同。最由主控站槽对其进行堵定位，将遵主控站解腹算的校准忌站位置坐较标与实际烧坐标相减敌求得差值龄，由此差摘值形成了览用户定位件修正值。溪一个校准纳站的修正苦值一般可致用来修正她其周围1铸00-2查00km缘瑞内的用户静位置。（3）用童户设备用户设备诸是带有全倘向收发天蠢线的接收愈和转发器感，用于接穴收卫星发寻射的S波却段信号，欧从中提取阔由主控站禁发送给用扩户的数字猎信息。用材户设备简暴单，仅有绕接收和转装发设备，尽成本低。用户设世备的特地点：1）快速凯开机定位报功能：用羽户开机几欲秒钟可定词位，其他预系统需要悔几分钟。2）位贫置报告皆功能：拆用户与禽用户、伶用户管快理部门尽，以及气地面中特心之间妇均可实棒行双向好报文通略信，传膛递位置拴及其他蚊信息，阅目前其理他系统进不具备碰该功能阻。3）双向须授时功能滑：其他系摩统不具备班该功能。北斗系诊统采用送有源定盲位体制耽，使得俱系统在复用户容侮量、定棵位精度纲、隐蔽策性和定劳位频度童等方面凑受到一扔定限制区，无测载速功能旱，不能踢满足远热程精确尾打击武呼器的制林导要求辅。优点是投捎资少，具挪有其他系漆统不具备睬的位置报偶告功能，芽性价比较气高，具有旷中国特色榨。2、系统苍的主要技罢术指标（1）服盈务区域：览700-14全50（E）抚，50-550（N）（2）开动态性创能与环鸡境条件田：适合盛于用户重机载体暮瞬时速易度小于锻100肠0km追/h的徒动静态洪用户使然用。陆谦上用户框在有树踏木轻微歌遮挡条室件下能养正常使妙用。（3）用斯户容量：吧系统可为扁下列用户播提供每小皇时54万醋次服务。书一类用户遇机100咽00-2粉0000土个，适合短于单兵携管带用户，话5-10德min服黎务一次；森二类用户包5500鸭个，适用负于汽车、泊坦克、装临甲车、舰波船及直升怖飞机等用闷户，10艇-60s玩服务一次驼；三类用洪户20-牵100个元，每1-骆5s服务蛋一次，适泉合于机载脂和高速运问动。（4）数蜘据阻塞率添小于10-3。（5）数恭据误码率产小于10-5。（6）定晶位精度：赤平面位置忙精度（1）20m辨（不设标榴校机区域向100m采），高程测控制精度姓（1）10升m。（谷1表示达到蒙指标的概裕率为0.吵68）。（7）格简短报迁文通信片：用户他每次最亡多可传滚送12熔0个汉美字信息福。（8）授猴时精度（组相对控制衰中心时间批系统）：事单向传递舟精度10惭0ns，驰双向传递积精度20张ns。（9）工湖作频段：任中心站至梳卫星：C裂波段，上秤行6GH完Z，下行绳4GHZ屿；用户机场至卫星：械上行为L纷波段，1以610-北1626胆.5MH傻z；下行萍为S波段变：248株3.5-吩2500沉MHz。（10）壳用户机对点卫星的可盐工作仰角口范围：1涛00-750。（11丢）传输饭速率：欺上行1岁6.6俘25k寇bps文，下行摊31.姓25k优bps浇。（12妹）定位再响应时制间：从买定位申瞒请到获忆得位置勇数据的弦时间，贼一类用土户小于电5s，角二类用酷户小于窃2s，卸三类用统户小于惧1s。（13）纤一次定位桥成功率：途95%（14柜）时间炸系统：插协调世荷界时U饺TC，午精度1s（15）狱坐标系统蚀：195饥4北京坐嚷标系，1钳985高扁程北斗双趣星导航撕定位系岩统服务梦区域双星定位分系统解算构方法双星导阶航定位遵系统的椒定位原序理为三浴球交会时测量原撑理：地拐面中心赞通过两铺颗卫星裙向用户刑广播询剖问信号荷（出站倦信号）四，根据珠用户响年应的应浅答信号触（入站季信号）肾测量并叨计算出虑用户到籍两颗卫熊星的距头离；根族据中心名存储的岩数字地缸图或用幼户字带冠测高仪寸测出的放高程，忠计算出危用户到殿地心的岔距离。沿根据三亲个距离纪确定用虏户的位万置，并抄通过出话站信号旱将定位种结果告蔑知用户迷；授时号与报文拆通信功咸能也在挂出入站佳信号的悲传输过东程中实学现。1、系统鼠基本工作晋过程：由龄地面中心透向卫星1卷和卫星2严同时发送鉴出站询问驶信号（C鉴波段）；辟两颗工作鞋卫星接收融后，经卫祸星上的转熔发器变频锤放大后，匀向服务区搁内的用户婶广播（S凶波段）；怖用户响应抢其中一颗遍卫星的询挂问信号，绘并同时向递两颗卫星报发送入站娇信号（L它波段，包捧括用户的铃申请服务皱内容），柄经过卫星惯转发给地卷面中心（绞C波段）孤；地面中另心接收解犹调用户发辈送的信号深，分别测脂量出用户默所在点至仅两颗卫星眯的距离，机再根据用折户申请服沾务内容进日行相关数巨据处理。2、基本袜定位方程系统测量置的是电波区在测控中严心、两颗能卫星和用伟户间往返田传播的时称间，换算探为相应的愈观测距离截分别为地面中心用户s1s211卫星1卫星2根据L1、L2和用户高川程，可联菌立求解用越户的空间照直角坐标填分量（X呢、Y、Z描）根据解算嗽方法的不拨同，分为辨：代入法桂、相似椭辣球法、交还会法和近欣似椭求法材。３、定位允解算的三减边交会法设测站点项的大地高盆为Ｈ，测浙站法线到椒短轴的距钟离为观测真值3，与1、2三边交会厘于测站点做上。根据尾椭球几何绵学，椭球娃短轴上o点的空软间直角坐临标Ｘ1,Ｙ1,Ｚ1卫星１卫星２子午面ＺYＮＨＸ,Ｙ,ＺＸ2,Ｙ2,Ｚ2bab1a2赤道上空３Ｂoo测站点到熟o点的余距离为式中，B兔为测站点咬纬度，N颠为测站点页卯酉圈曲霜率半径，猫e2为椭球偏努心率。观测方程铺为设观测方程辩的右函数费为将非线老性观测估方程线待性化，汗在用户帽近似坐励标处展查开，写他成矩阵设方程组射的系数矩秃阵为其中根据空逃间直角兵坐标与衣大地坐信标的转浆换关系可将系价数矩阵踏A进一故步改写担为用户坐标妻改正数向活量为示例：领设卫星车S1和软S2的虽坐标为穗别为:(X1,Y1,Z1)4定216盼400率0(c赖os8里00,si晨n800,0),(X2,Y2,Z2)4膜216单400幻玉0(c舞os1浮400,sin酿1400,0)。地面控制喊中心北京悟坐标为：(X3,Y3,Z3)4葵216齿400圈0(c锈os4染00cos1弄16.40,si殊n400sin1单16.40,sin亡400)。观测值为道：L1=149荡6260熔86.8委69m,廊L1=复1447泊9656陶1.60闻5m观测站概动略大地坐仓标为：（B，L羽，H）=纹(30038,114047,抵50m)试利用锄三边交战会法完秆成定位丑计算？（1）逼已知参样数:椭钞球长半狐径a=王637伙813哪7m，枝e=0罚.08臂181稳919少084切262惜2，R还=42坝164港000激m（2）计倘算卯酉圈好曲率半径扮：N0=（3）极计算测狗站近似五空间直痛角坐标阶：[X0，Y0，Z0]=[彻-2.底258姨93逝106,求5.0搂068蒙7,籍3.2弱310桐1趟106]（4）计六算卫星1饿、卫星2奴和地面控沃制,中屯心的坐标臭：[X1，Y1，Z1]=[浆7.3励217牲106,4.叛1523莫41气07,规0][X2，Y2，Z2]=[-党3.22需995奋107,2.纲7102各51栽07,0劲][X3，Y3，Z3]=[闲-1.院436唇15黎107,2.件8931禽107,2.孩7102赴51委07](5)坚计算测皆站与卫巩星的近够似距离且，以及芝控制中街心与卫女星的距业离。01=3植.78匆904苏1蝇0702=3.意7431筝11陷07S1=4.6想0954精107S2=3.清635膜1职107(6)恢计算系妥数矩阵隙A：(7)计全算自由项残（距离差伟）：[L1，L2，L3]=[债49.阅999滚8,较-49洗.99犹97,精54丽35.东2](8)计述算坐标改惰正数：[X，鸟Y，尼Z]=I输nver再se[A透]券[L1，L2，L3]=棵[-2泳30.们739卫,8及94.逮307膏,9欢130汇.02故](9)升计算改顿正后的院测站坐律标：[X,Y焰,Z]=裙[X0,Y0,Z0]+仁[X布,Y纠,Z重]=[索-2.爪259芽16时106,5枪.00粥776仁106,3裂.24采014讯106]4、定之位解算竟的相似膛椭球法卫星１卫星２子午面ＺYＮＨＸ,Ｙ,ＺＸ1,Ｙ1,Ｚ1Ｘ2,Ｙ2,Ｚ2bab1a2赤道上空３Ｂoo所谓的相后似椭球是用指中心重圈合、三轴稍重合、偏既心率相等译的椭球。齿如图所示芳，设测站冈大地高为矛H，则通滋过测站的典相似椭球集方程为根据相似蓄关系可得将相似椭伍球的长短棕半径代入雀相似椭球嫂方程中，忌并考虑相皂似椭球的偶偏心率可得可得观测悠方程：解算方棒法与三尺边交会届法相同晶，根据斩用户的法近似坐挺标（B凡，L）咬查询或目计算H况和N的滑值。不同解算贱方法精度干比较北斗系统刷定位误差育分析同步卫皇星定位锦系统的惠主要误引差源有稿卫星位胜置误差疲、大气通传播延降迟修正辈残差、析转发延蝇迟误差柱、高程捕误差和狐用户机魂测距误女差等。价这些误锯差的大肯小还与此测站、番卫星、上控制中蹈心的相芹对几何活结构有翁关。1、用户暴机测距误亲差：两部怖分。（1）跟地面中葛心接到萌用户应拐答信号钓并进行无相关处穿理取得颈总传播腊延迟的眉测定误未差，当热码频率玻为4M瓦HZ时注，相关灾处理的避等效距抗离误差次为3-榆5m。（2）用检户机接收蒙询问信号帅后发播应坑答信号的扮时间延迟疾，分为系币统性延迟浓和随机性法延迟。系集统性延迟票指应答延摔迟中不变涛的分量，屈可根据出嚷厂时的检持定值按常缝差加以修悼正。随机值延迟是经剂检定后的千残差，随袍时间不断浇变化，包户括检定误卫差和检定泊后的变化笑部分。引界起导航定弦位误差的乖主要因素肥是随机延酷迟。不同术用户机有房诚不同的误勺差量级，押一般估计么等效测距柱误差为2导-5m。2、卫星钞位置误差起：包括沿递相对地心烈矢径方向阵的径向分男量S、在卫星冒瞬时轨道类面上垂直每于矢径并默指向卫租星运动静方向的T和沿轨猾道面法丈线并按宵右手规浩则取向娇的W。一般周卫星位锈置误差幼的径向型分量直毅接影响多等效距益离误差扣，其他末两个分调量以小策于一个酿数量级乘的程度煎影响等算效距离朱误差，径一般估塞计等效堤距离误性差达到呈3-5咱m。3、卫葵星转发湾延迟误没差：中词心站的申询问信贼号和用倘户机的夜应答信照号经卫暴星变频青、转发识而产生叮的信号筛延迟。4、大气周传播延迟纱修正残差射：包括对居流层和电笼离层，通思常使用模影型加以改植正。5、高程递测定误差扮：同步卫毒星导航定娘位系统中胁的高程是辜另行测定功的，不属码于可归结我为等效距品离误差的撇误差源，再其测定误涂差是以另屡一类观测岛量的误差进来影响定可位结果。使用气压币高程计测辛定用户机享的高程一待般精度为奥几十米；如果测区备设有标校层站，高程轧精度可达宿数米；如果采瘦用高程料数据库定迭代读病取的高承程精度驾取决于疑高程数佳据库精米度。22的高参密度高说程数据旬库往往枝使用地挤形图读讲取。高造程误差粮的产生细包括原篇地形图牧的高差匙误差，振以及地茧形图采替集数据早网格化刊和用网肢格点内栗插用户棒点高程太误差。股一般估千计用高蛮程数据庙库读取乐高程的纺误差为滔5-1慎0m。几何定动位精度双系数用户的导腊航定位精搭度不但与咸定位系统旨的误差源拜的误差量宝级有关，标而且与用珠户、卫星血和主控站册的相对几黑何结构有愉关。几何敞结构好，仁定位精度只高。为描阅述几何结颠构与定位衫精度的互值动关系，魂引入几何咱定位精度付系数。以交会丸法为例博，基本珠观测方兴程为设两卫星犯的坐标分某别为（X1，Y1，Z1）和（偷X2，Y2，Z2），对艘观测方搭程去全吹微分并柏用增量腥代替系数矩掩阵与测赢站、卫甜星和主驾控站间踩相对几聪何关系谎有关。哥系数矩维阵可逆展，求逆葛后可得定义通过边卫星取得聪的距离观罗测量L1和L2的权为1辈，通过数寨字高程模胆型或气压奏测高得到渐的观测量桶L3的权为其中，为双蒙星定位战系统等锻效距离银标准差敏，H为数字剑高程模望型高程伴误差或衰气压测研高误差愚，则随怜机误差唉L的权阵红为按照随机屋向量误差惜传播定律牧，可得随机误差震L引起用读户坐标虹协方差收：根据协区方差定漠义有位置几何避精度因子航或几何误咐差系数为示例：设等近效距离纳误差=2洋0m，知高程H=10惜m，其暗他数据唯与前面哈三边交宝会法相田同，则索系数矩烤阵为一般地面支使用大地糠坐标，因移此使用前茅述三维空饺间坐标推劣导几何误稼差系数，犹其“几何菊意义并不寸明显”。堤为此要概牌略讨论大词地经度、纸大地纬度副定位误差恭与地面点办位的几何暂关系。一般双而星定位易是先确悬定空间葛直角坐颠标，在捧空间直粒角坐标捎转换为约大地坐械标，即上式两锣端近似陪微分后吊有从上式可木见，第一趴式不含大悠地纬度，宴精度的确疤定误差与著纬度关系末不大；第那二式含大乌地纬度的镇正弦项且蚀在分母上侍，表明纬额度的确定遮误差与纬晶度关系极察大，当测灾站点在赤揪道附近时级B0，会稿导致不能据定位或定躬位精度极汤差。北斗系挨统定位廉误差分割布为了减弱幻玉误差的影咬响，系统涝在佳木斯框、湛江和绝喀什建有鉴3个测轨石标校站，探以便高精塔度确定两浮颗地球同脑步卫星在匙赤道上空探的位置。密在全国各干地建有3殿3个标校咏站，该标既校站有准叨确测定的织地固坐标容，以确定才双星系统狂的相应修贷正量，采藏用差分技昏术对用户蚂进行差分免修正，使单双星系统严的定位精举度有了较励大的提高抚和较均匀佣的误差分屠布。。高程误案差5m译的定位店精度高程误她差10钞m的定漠位精度高程误慈差10家0m的破定位精惰度基本型碎用户机挽静动态幸试验结冶果与分韵析基本型渔用户机和的组成页划分为驾天线、重高频模犁块、中恶频数字外信号处让理模块筐、数据糕处理终嚼端软硬附件模块宝、电源驾模块等她。其外纸形结构这如图所苦示。军用新聋型北斗喊卫星导秤航手持绞机所用仪广器：北猫京星地须恒通公命司生产码的北斗许双星定田位系统荣基本型饿用户机检。静态试验摆：两台基顽本型用户偏机设置在伯同一控制持点上进行途同步观测色，主菜单游的参数设办置中的天锦线高为1盯0m，采移用自动导俱航定位方腥式，自动遮定位时间盛间隔为1妥0s，采脉用195笼4年北京延坐标系，鼻显示输出凝高斯平面效坐标。试验时着间：2翅003贸年8月销10日迈-19泊日，8辉月31辛日-9景月5日携，每天细0.5悦-2小期时不等青。静态试炸验结果应：（1）北斗系悔统x值（充北纬）变亲化较大（算2555佳283-勿2553少39），晃y值（东寻经）较为攻稳定（1团9743拐646-虾1974个3690毙），短信诊发报功能蛇强；（2字）GPS属单点定位鲜精度较高系，观测值靠波动较小鹅。见表。用户机序号定位波动范围/m定位中误差/m1X:2555295-2555339Y:19743662-197436905.453.862X:2555283-2555333Y:19743646-197436865.894.19DGPSX:2555299.9-2555314.1Y:19743662.1-19743674.71.721.74备注试验点坐标：x=2555309.1,y=19743670.0静态试税验结果吹（f表呀示观测摩试验频绕次；试达验点坐丙标：x宗=25左553麻09.纺1,越y=1国974龙367振0.0北斗1号x、y坐标观测值分布图GPS的x、y坐标观测值分布图动态试验旋设备：中温海达HD兔8000哲B实时差厉分GPS刚一套，北根斗一号基贸本型用户贴机两台。试验方法抱：将上述碍接收机天季线安置在敢“426惠号”测量觉船的同一羊位置，G雄PS每隔轮2s定位盘一次，定南位数据自信动记录；悟北斗一号聚接收机每歪隔20s嫌定位一次杰，定位数照据手工记捎录。DG宪PD与北次斗双星基喂本用户机光海上动态国定位试验黄结果比较寨见下表。用户机序号定位值之差波动范围/m互差均方差/m1号机与DGPS之差X:-17-+10Y:-11-+135.8385.6632号机与DGPS之差X:-22-+19Y:-13-+197.9115.489备注在双星定位显示的定位精度为20m的定位点资料中随机抽取的220个实验点。海上动态定位ＤＧＰＳ与北斗双星系统的x值之差海上动态定位ＤＧＰＳ与北斗双星系统的y值之差双星定位讲系统的特瞒点（１）具责有简短通节信功能：欣可广泛应厘用于实时师指挥、调女度系统需番要用户向启指挥部或犁调度室及树时报告所悦在位置；怪而其他系颜统需要另佳外的通信扁联路。（２）承简化了饿卫星载哈荷和用苹户机的挥技术要吓求：卫井星的主全要功能印是进行柿信号的氧转发，猫用户机初主要是克接收来抢自于卫执星的询妙问信号羊和转发亩应答信凭号。但绑对军用况用户，旱发射信沉号不利懒。（３）天吃然差分系作统：同步蜻导航卫星六定位系统形的简短通搬信功能提气供了差分忍导航定位此的便利条差件，解决潜了一般差袖分导航需哥要另建数栗据通信联瓣路问题。（4）独地面中眨心技术缎密集，献导致用肢户量有寄一定限疯制。（5）精旅度分布不棒均，空中锣和静态用钟户精度低叼：精度分裁布北高南启低，赤道本上甚至无桂解；而空催中用户只肆能自行测翠定用户高肥程，精度立低。（6）陆辜地用户需剂要高程数僻据库支持灵。综上：束同步卫连星导航睛定位系会统具有确性能投侮入比高饿的特点拨，对发沿展中国典家也许愈是最佳味选择，截但系统鬼的运行瓜需要具吼备良好作的基础踏测量条比件，否妙则地面凡高程数锹据库的创建立工传程十分食浩大。中国第二红代导航卫腐星系统展蒸望由于北新斗一号押导航系傅统需要电中心站震提供数纽奉字高程鸣数据和螺用户机鞭发送上拔行信号松，使得河系统用陷户容量声、隐蔽沿性等受买到限制犯，再体逐制上不闲能与国遵际上的副GPS裙、GL旅ONA林SS和痛伽利略守系统接司轨。中隐国需要脖在第一阀代导航献卫星系滴统的基高础上发骂展第二拥代导航包卫星系肯统（童猪凯，2袍004叔）。第二代烦导航卫狂星系统馆体制：凑用户机踢可免发猴上行信矛号，不纠再依靠抹中心站杠高程图杯和用户软提供高贵程信息躺，而直衬接通过允接收卫瞧星单程诊测距信若号来定摇位，系俱统的用默户容量竞不再受促到限制粘，并可描提高用奶户位置失隐蔽性兽。相应的级代价是当测距精原度要由尼星载高旬精度卫铸星钟来纺保证，石用户机呀使用低督稳定度未的石英菠钟，该钳钟差与辣用户位消置一并堵由四个龙以上卫赖星测距臂方程求例解。要蚂求的卫皇星数和膨系统投住资增加货，并要狡建立高藏精度的劳卫星轨凳道基准裤和时间桌基准。算同时需极要加快待向国际丧电联申挎请和协教调，以