北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)方案

神州北斗美國GPS歐盟伽利略俄羅斯GLONASS中國北斗競相開展的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)1、系統(tǒng)狀態(tài)：四大系統(tǒng)衛(wèi)星在軌數(shù)量變化情況

2020年GPS36顆GLONASS30顆北斗35顆GALILEO30顆陸地應(yīng)用海洋應(yīng)用航空應(yīng)用航天應(yīng)用群眾消費(fèi)2、應(yīng)用：衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用增長情況

北斗系統(tǒng)在我國航天事業(yè)中的地位北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)﹝BeiDou〔COMPASS〕NavigationSatelliteSystem﹞是中國正在實(shí)施的自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),縮寫為BDS[1-2],與美國的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)2023年12月27日起提供連續(xù)導(dǎo)航定位與授時(shí)效勞1.根本原那么2.系統(tǒng)根本描述3.系統(tǒng)部署4.應(yīng)用主要內(nèi)容1.根本原那么開放性自主性兼容性漸進(jìn)性2.系統(tǒng)根本描述系統(tǒng)組成定位原理坐標(biāo)系統(tǒng)效勞和性能系統(tǒng)組成星座GEO衛(wèi)星MEO衛(wèi)星空間段5顆地球同步軌道〔GEO〕衛(wèi)星和30顆Non-GEO衛(wèi)星10

地面段由主控站、上行注入站和監(jiān)測站組成。系統(tǒng)組成地面段11

用戶段由北斗用戶終端以及與其他GNSS兼容的終端組成。北斗系統(tǒng)的用戶終端用戶段系統(tǒng)組成12北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是主動式雙向測距二維導(dǎo)航，地面中心控制系統(tǒng)解算，供用戶三維定位數(shù)據(jù)。GPS是被動式偽碼單向測距三維導(dǎo)航，由用戶設(shè)備獨(dú)立解算自己三維定位數(shù)據(jù)?！氨倍芬惶枿暤倪@種工作原理帶來兩個(gè)方面的問題，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。定位原理北斗系統(tǒng)采用中國2000大地坐標(biāo)系統(tǒng)〔CGS2000〕。CGS2000與國際地球參考框架ITRF的一致性約為5個(gè)厘米，對于大多數(shù)應(yīng)用來說，可以不考慮CGS2000和ITRF的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。坐標(biāo)系統(tǒng)15效勞和性能兩種全球效勞開放效勞：免費(fèi)、開放定位精度:10m授時(shí)精度:0ns測速精度:0.2m/s授權(quán)效勞:確保高可靠應(yīng)用〔甚至是在復(fù)雜條件下〕。16兩種區(qū)域效勞廣域差分效勞定位精度:1m短報(bào)文通信效勞廣域差分GPS的根本思想是對GPS觀測量的誤差源加以區(qū)分,并單獨(dú)對每一種誤差源分別加以“模型化〞，然后將計(jì)算出的每一誤差源的數(shù)值,通過數(shù)據(jù)鏈傳輸給用戶，以對用戶GPS定位的誤差加以改正，到達(dá)削弱這些誤差源,改善用戶GPS定位精度的目的。

具體而言,它集中表現(xiàn)在三個(gè)方面：1、星歷誤差，2、大氣延時(shí)誤差，3、衛(wèi)星鐘差誤差。183.系統(tǒng)部署北斗衛(wèi)星

北斗衛(wèi)星用戶位置中心控制系統(tǒng)標(biāo)校站標(biāo)校站標(biāo)校站標(biāo)校站工作原理北斗一號北斗一號定位原理北斗一號系統(tǒng)相對于GPS，在用戶數(shù)量上是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及的。但北斗一代解決了我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的有無，是世界上第三個(gè)擁有獨(dú)立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家，同時(shí)也開展了自己的特色：短報(bào)文及位置報(bào)告，該項(xiàng)特色在之后的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開展過程中一直得到了延續(xù)。北斗一號覆蓋范圍2007年4月14日，我國發(fā)射了第一顆北斗二號衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星采用與GPS相似的體制，即“無源定位〞效勞，也叫RNSS〔RadioNavigationSatelliteService〕衛(wèi)星無線電導(dǎo)航效勞，理論上，采用該種體制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，用戶數(shù)量是無限制的。至2023年底北斗亞太區(qū)域?qū)Ш秸介_通時(shí)，已為正式系統(tǒng)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射了16顆衛(wèi)星，其中14顆組網(wǎng)并提供效勞，分別為5顆靜止軌道衛(wèi)星、5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星〔均在傾角55°的軌道面上〕，4顆中地球軌道衛(wèi)星〔均在傾角55°的軌道面上〕。北斗二號北斗二號定位原理北斗三號2023年11月5日，北斗三號第一、二顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功，開啟了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球組網(wǎng)的新時(shí)代。相比北斗二號系統(tǒng)，北斗三號系統(tǒng)技術(shù)更先進(jìn)、建設(shè)規(guī)模更大、系統(tǒng)性更強(qiáng)北斗二號民用頻點(diǎn)B1選擇在1561.098MHz，而GPS的L1在1575.42MHz。根據(jù)2023年9月最新公布的北斗三號接口控制文件，北斗民用信號B1C和B2a現(xiàn)在已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)和GPS等系統(tǒng)的兼容，這將有利于北斗全球化應(yīng)用。北斗三代使用了抗干擾技術(shù)，保護(hù)信號不被敵方干擾，防止戰(zhàn)時(shí)抓瞎。這方面的工作由國防科大王飛雪老師團(tuán)隊(duì)完成，已經(jīng)是世界領(lǐng)先水平，北斗三代的抗干擾性高于GPS。北斗三號北斗三號衛(wèi)星具有怎么特色呢？根據(jù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師楊元喜院士的說法，主要表達(dá)在：從區(qū)域到全球、激光通信、氫原子鐘、衛(wèi)星搜救、全球位置報(bào)告。建成試驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從無到有2000年10月31日東經(jīng)140度2000年12月21日東經(jīng)80度2003年5月25日東經(jīng)110.5度星箭組批生產(chǎn)，啟動組網(wǎng)發(fā)射2007年4月14日MEO衛(wèi)星2023年4月15日GEO衛(wèi)星2023年1月17日GEO衛(wèi)星衛(wèi)星運(yùn)載火箭關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，致力持續(xù)開展發(fā)揮系統(tǒng)特色，應(yīng)用初見成效北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)已在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了非常重要的作用，包括：測繪通信水利減災(zāi)海事交通勘探森林防火等等4.應(yīng)用民用功能個(gè)人位置效勞當(dāng)你進(jìn)入不熟悉的地方時(shí)，你可以使用裝有北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收芯片的或車載衛(wèi)星導(dǎo)航裝置找到你要走的路線。氣象應(yīng)用北斗導(dǎo)航衛(wèi)星氣象應(yīng)用的開展，可以促進(jìn)我國天氣分析和數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、氣候變化監(jiān)測和預(yù)測，也可以提高空間天氣預(yù)警業(yè)務(wù)水平，提升我國氣象防災(zāi)減災(zāi)的能力。道路交通管理衛(wèi)星導(dǎo)航將有利于減緩交通阻塞，提升道路交通管理水平。通過在車輛上安裝衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)和數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)，車輛的位置信息就能在幾秒鐘內(nèi)自動轉(zhuǎn)發(fā)到中心站。這些位置信息可用于道路交通管理。鐵路智能交通衛(wèi)星導(dǎo)航將促進(jìn)傳統(tǒng)運(yùn)輸方式實(shí)現(xiàn)升級與轉(zhuǎn)型。例如，在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域，通過安裝衛(wèi)星導(dǎo)航終端設(shè)備，可極大縮短列車行駛間隔時(shí)間，降低運(yùn)輸本錢，有效提高運(yùn)輸效率。海運(yùn)和水運(yùn)海運(yùn)和水運(yùn)是全世界最廣泛的運(yùn)輸方式之一，也是衛(wèi)星導(dǎo)航最早應(yīng)用的領(lǐng)域之一。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將在任何天氣條件下，為水上航行船舶提供導(dǎo)航定位和平安保障。航空運(yùn)輸當(dāng)飛機(jī)在機(jī)場跑道著陸時(shí)，最根本的要求是確保飛機(jī)相互間的平安距離。利用衛(wèi)星導(dǎo)航精確定位與測速的優(yōu)勢，有效減小飛機(jī)之間的平安距離，甚至在大霧天氣情況下，可以實(shí)現(xiàn)自動盲降，極大提高飛行平安和機(jī)場運(yùn)營效率。應(yīng)急救援2023年北京奧運(yùn)會、汶川抗震救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。作為全球系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首先在2023年左右覆蓋亞太地區(qū)，并將在2023年前覆