北斗系列導(dǎo)航系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)BeiDouNavigationSatelliteSystem報(bào)告人：xxx01北斗簡(jiǎn)介02系統(tǒng)構(gòu)成03工作原理04主要功能匯報(bào)大綱北斗簡(jiǎn)介北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)﹝BeiDou（COMPASS）NavigationSatelliteSystem﹞是中國(guó)正在實(shí)施北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),縮寫為BDS,與美國(guó)的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐盟的伽利略系統(tǒng)兼容共用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，并稱全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2012年12月27日起提供連續(xù)導(dǎo)航定位與授時(shí)服務(wù)。GALILEO歐盟伽利略系統(tǒng)GPS美國(guó)全球定位系統(tǒng)GLONASS俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)BDS北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成。中國(guó)計(jì)劃2012年左右，“北斗”系統(tǒng)將首先具備覆蓋亞太地區(qū)的定位、導(dǎo)航和授時(shí)以及短報(bào)文通信服務(wù)能力。2020年左右，建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。Part1靜止軌道衛(wèi)星（5）定點(diǎn)位置為東經(jīng)58.75°、80°、110.5°、140°、160°Part2中地球軌道衛(wèi)星（27）運(yùn)行在3個(gè)軌道面上，軌道面之間為相隔120°均勻分布Part3傾斜同步軌道衛(wèi)星（3）均在傾角55°的軌道面上系統(tǒng)構(gòu)成靜止軌道衛(wèi)星特別指衛(wèi)星或人造衛(wèi)星垂直于地球赤道上方的正圓形地球同步軌道。地球靜止軌道屬于地球同步軌道的一種。中地球軌道衛(wèi)星指衛(wèi)星軌道距離地球表面2000～20000km的地球衛(wèi)星。它屬于地球非同步衛(wèi)星，斜同步軌道衛(wèi)星指的是人造衛(wèi)星繞地球圓周運(yùn)動(dòng)的軌道與赤道之間的傾角＞0的衛(wèi)星系統(tǒng)構(gòu)成軌道類型低中靜止衛(wèi)星數(shù)數(shù)十至數(shù)百一般123空間段成本最高最低中等衛(wèi)星壽命（年）3～710～1510～15地面通路成本最高中等最低手持機(jī)工作可以可以不能傳輸延時(shí)覺察不到覺察不到差仰角差最好好鏈路余量10～16dB7dB6dB操作復(fù)雜中等最簡(jiǎn)單呼叫轉(zhuǎn)移頻繁稀少無建筑穿透力有限有限無階段性啟用無可以可以開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)短長(zhǎng)部署時(shí)間長(zhǎng)中等短技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)高低中等

工作原理35顆衛(wèi)星在離地面2萬多千米的高空上，以固定的周期環(huán)繞地球運(yùn)行，使得在任意時(shí)刻，在地面上的任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星。利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方程式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置（X,Y,Z）?？紤]到鐘差引入第4顆衛(wèi)星，形成4個(gè)方程式進(jìn)行求解。衛(wèi)星定位實(shí)施的是“到達(dá)時(shí)間差”（時(shí)延）的概念：利用每一顆衛(wèi)星的精確位置和連續(xù)發(fā)送的星上原子鐘生成的導(dǎo)航信息獲得從衛(wèi)星至接收機(jī)的到達(dá)時(shí)間差。衛(wèi)星定位工作原理01.跟蹤衛(wèi)星的軌道位置和系統(tǒng)時(shí)間。位于地面的主控站與其運(yùn)控段一起，至少每天一次對(duì)每顆衛(wèi)星注入校正數(shù)據(jù)。包括：星座中每顆衛(wèi)星的軌道位置測(cè)定和星上時(shí)鐘的校正。這些校正數(shù)據(jù)是在復(fù)雜模型的基礎(chǔ)上算出的，可在幾個(gè)星期內(nèi)保持有效。02.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)間是由每顆衛(wèi)星上原子鐘的銫和銣原子頻標(biāo)保持的。這些星鐘一般來講精確到世界協(xié)調(diào)時(shí)（UTC）的幾納秒以內(nèi)。衛(wèi)星早期采用兩部銫頻標(biāo)和兩部銣頻標(biāo)，后來逐步改變?yōu)楦嗟夭捎勉滎l標(biāo)。通常，在任一指定時(shí)間內(nèi)，每顆衛(wèi)星上只有一臺(tái)頻標(biāo)在工作。03.

偽距：衛(wèi)星至用戶間的距離測(cè)量是基于衛(wèi)星信號(hào)的發(fā)射時(shí)間與到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間之差，稱為偽距。為了計(jì)算用戶的三維位置和接收機(jī)時(shí)鐘偏差，偽距測(cè)量要求至少接收來自4顆衛(wèi)星的信號(hào)。04.為提高定位精度，普遍采用差分定位技術(shù)，建立地面基準(zhǔn)站進(jìn)行衛(wèi)星觀測(cè)，利用已知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo)，與觀測(cè)值進(jìn)行比較，得出一修正數(shù)。接收機(jī)收到該修正數(shù)后，與自身的觀測(cè)值進(jìn)行比較，消去大部分誤差，得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的位置。實(shí)驗(yàn)表明，利用差分定位技術(shù)，定位精度可提高到米級(jí)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)功能有效導(dǎo)航系統(tǒng)容納的最大用戶數(shù)：540000戶/小時(shí)。短報(bào)文通信北斗系統(tǒng)用戶終端具有雙向報(bào)文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個(gè)漢字的短報(bào)文信息。在遠(yuǎn)洋航行中有重要的應(yīng)用價(jià)值。精密授時(shí)北斗系統(tǒng)具有精密授時(shí)功能，可向用戶提供20ns-100ns時(shí)間同步精度。精準(zhǔn)定位水平精度100米（1σ），設(shè)立標(biāo)校站之后為20米（類似差分狀態(tài)）。工作頻率：2491.75MHz。系統(tǒng)功能民用功能&&軍用功能<個(gè)人位置服務(wù)>使用裝有北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收芯片的手機(jī)或車載衛(wèi)星導(dǎo)航裝置找到你要走的路線<氣象應(yīng)用>天氣分析和數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、氣候變化監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)提升中國(guó)氣象防災(zāi)減災(zāi)的能力。<道路交通管理>減緩交通阻塞，提升道路交通管理水平<應(yīng)急救援>及時(shí)報(bào)告所處位置和受災(zāi)情況，有效縮短救援搜尋時(shí)間，提高搶險(xiǎn)救災(zāi)時(shí)效，大大減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失。<指導(dǎo)放牧>2014年10月，北斗系統(tǒng)開始在青海省牧區(qū)試點(diǎn)建設(shè)北斗衛(wèi)星放牧信息化指導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)草場(chǎng)牧草、牛羊的動(dòng)態(tài)監(jiān)控<軍用功能>運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的定位導(dǎo)航；為縮短反應(yīng)時(shí)間的武器載具發(fā)射位置的快速定位；人員搜救、水上排雷的定位需求。對(duì)比北斗1、覆蓋范圍：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是覆蓋中國(guó)本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)。覆蓋范圍東經(jīng)約70°一140°，北緯5°一55°。2、衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性：5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星。3、定位原理：主動(dòng)式雙向測(cè)距二維導(dǎo)航，地面中心控制系統(tǒng)解算，供用戶三維定位數(shù)據(jù)。一是用戶定位的同時(shí)失去了無線電隱蔽性，這在軍事上相當(dāng)不利，另一方面由于設(shè)備必須包含發(fā)射機(jī)，因此在體積、重量上、價(jià)格和功耗方面處于不利的地位。4、定位精度：三維定位精度約幾十米，授時(shí)精度約100ns。5、用戶容量：動(dòng)雙向測(cè)距的詢問--應(yīng)答系統(tǒng)，用戶設(shè)備容量是有限的。6、生存能力：基于中心控制系統(tǒng)和衛(wèi)星的工作，一旦中心控制系統(tǒng)受損，系統(tǒng)就不能繼續(xù)工作了。7、實(shí)時(shí)性：用戶的定位申請(qǐng)要送回中心控制系統(tǒng)解算出用戶的三維位置數(shù)據(jù)之后再發(fā)回用戶，時(shí)間延遲就更長(zhǎng)了，對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)體，就加大了定位的誤差。1、覆蓋范圍：覆蓋全球的全天候?qū)Ш较到y(tǒng)。能夠確保地球上任何地點(diǎn)、任何時(shí)間能同時(shí)觀測(cè)到6-9顆衛(wèi)星(實(shí)際上最多能觀測(cè)到11顆)。2、衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性：在6個(gè)軌道平面上設(shè)置24顆衛(wèi)星。3、定位原理：GPS是被動(dòng)式偽碼單向測(cè)距三維導(dǎo)航。由用戶設(shè)備獨(dú)立解算自己三維定位數(shù)據(jù)。4、定位精度：三維定位精度P碼目前己由16m提高到6m，C/A碼目前己由25-100m提高到12m，