北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成課件講解

項目一北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成及應(yīng)用目錄北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)三種不同精度的定位技術(shù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在高鐵施工測量項目中的應(yīng)用一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成未對外提供服務(wù)BDS2012GLONASS2009GPS1994一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成世界四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)三步走發(fā)展戰(zhàn)略：2000年年底，建成北斗一號系統(tǒng)，向中國提供服務(wù)；2012年年底，建成北斗二號系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務(wù)；2020年，建成北斗三號系統(tǒng)，向全球提供服務(wù)。一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成采用雙星進行有源定位；全天候提供區(qū)域?qū)Ш?、定位、授時和通信等功能的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。1、北斗一號衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成2、北斗一號系統(tǒng)建立

1983年我國的陳芳允院士提出“雙星定位”的構(gòu)想

1989年演示性試驗成功

1994年國家批準建設(shè)第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)2000年10月31日和12月21日，兩顆“北斗一號”衛(wèi)星發(fā)射成功；

2003年5月25日，第三顆“北斗一號”衛(wèi)星發(fā)射成功；

2003年6月1日，“北斗運營服務(wù)平臺”正式開通，標志著我國擁有了自己的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成空間部分3課衛(wèi)星（1顆備用）地面控制管理部分用戶接收機用戶指揮機北斗一號導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成3、北斗一號雙星定位原理“雙星定位”：以2顆在軌衛(wèi)星的已知坐標為圓心，各以測定的衛(wèi)星至用戶終端的距離為半徑，形成2個球面，用戶終端將位于這2個球面交線的圓弧上。地面中心站配有電子高程地圖，提供一個以地心為球心、以球心至地球表面高度為半徑的非均勻球面。用數(shù)學(xué)方法求解圓弧與地球表面的交點即可獲得用戶的位置。一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成4、北斗一號導(dǎo)航定位系統(tǒng)特點定位原理：有源導(dǎo)航定位，雙星定位系統(tǒng)。兩顆衛(wèi)星同時進行雙向通信，接收衛(wèi)星信號，且發(fā)射應(yīng)答信號。用戶不能自己處理觀測數(shù)據(jù)獲得接收機的導(dǎo)航定位解，需要依靠地面中心站來計算，用戶的三維位置由地面中心站計算出后，經(jīng)衛(wèi)星廣播信號發(fā)給用戶。一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成缺點：不能覆蓋兩極地區(qū)，赤道附近定位精度差，只能二維主動式定位，且需提供用戶高程數(shù)據(jù)，不能滿足高動態(tài)和保密的軍事用戶要求，用戶數(shù)量受一定限制。GPS、GLONASS等定位系統(tǒng)為被動式測距（只接收衛(wèi)星信號，而不發(fā)射任何信號），隱蔽性好；用戶可自行處理觀測數(shù)據(jù)，進行導(dǎo)航或定位。4、北斗一號導(dǎo)航定位系統(tǒng)特點一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成為了使我國的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的性能有實質(zhì)性的提高，研制組建第二代北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的原理與GPS相同，但是又從導(dǎo)航體制、測距方法、衛(wèi)星星座、信號結(jié)構(gòu)及接收機等方面進行全面改進。衛(wèi)星星座計劃由GEO衛(wèi)星，IGSO衛(wèi)星和MEO衛(wèi)星組成。5、北斗二號衛(wèi)星定位系統(tǒng)GEO衛(wèi)星MEO衛(wèi)星一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成5顆相隔60o的地球靜止軌道衛(wèi)星3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星(IGSO星)24顆分布在3個軌道面內(nèi)傾角為55°的中高度圓軌道衛(wèi)星(MEO衛(wèi)星)。6、北斗二號衛(wèi)星定位系統(tǒng)衛(wèi)星星座一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成2020年7月31日，習(xí)近平總書記向世界宣布北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通，標志著北斗“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略圓滿完成，北斗邁進全球服務(wù)新時代。7、北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成7、北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成北斗系統(tǒng)特點：1）北斗系統(tǒng)空間段采用三種軌道衛(wèi)星組成的混合星座，與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比高軌衛(wèi)星更多，抗遮擋能力強，尤其低緯度地區(qū)性能優(yōu)勢更為明顯。2）北斗系統(tǒng)提供多個頻點的導(dǎo)航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務(wù)精度。3）北斗系統(tǒng)創(chuàng)新融合了導(dǎo)航與通信能力，具備定位導(dǎo)航授時、星基增強、地基增強、精密單點定位、短報文通信和國際搜救等多種服務(wù)能力。一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成8、北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成星座GEO衛(wèi)星（5顆）MEO衛(wèi)星（30顆）北斗系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成?？臻g段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星等組成。一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成地面段由主控站、上行注入站和監(jiān)測站組成。8、北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成用戶段用戶段由北斗用戶終端以及與其他GNSS兼容的終端組成。

8、北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成R500全能型手簿T300

GNSS接收機一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成20北斗時（BDT）溯源到協(xié)調(diào)世界時UTC（NTSC），與UTC的時間偏差小于100納秒。BDT的起算歷元時間是2006年1月1日零時零分零秒（UTC）。BDT與GPS時和Galileo時的互操作在北斗設(shè)計時間系統(tǒng)時已經(jīng)考慮，BDT與GPS時和Galileo時的時差將會被監(jiān)測和發(fā)播。一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成北斗系統(tǒng)采用中國2000大地坐標系統(tǒng)（CGS2000）原點為包括海洋和大氣的整個地球的質(zhì)量中心；X軸指向格林尼治參考子午線與地球赤道面（歷元2000.0）的交點。21Y軸與Z、X軸構(gòu)成右手正交坐標系。Z軸指向歷元2000.0的地球參考極的方向。一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成四、北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)信號特征載波Carrier測距碼Code導(dǎo)航電文MessageD1、D2導(dǎo)航電文：本衛(wèi)星基本導(dǎo)航信息、全部衛(wèi)星歷書信息及與其他系統(tǒng)時間同步信息。D2導(dǎo)航電文還包括：北斗系統(tǒng)完好性及差分信息，格網(wǎng)點電離層信息。L波段可運載調(diào)制信號的高頻振蕩波用于測定衛(wèi)星至接收機間距離的二進制碼北斗衛(wèi)星信號分量：B1:1559.052~1591.788MHzB2:1166.22~1217.37MHzB3:1250.618~1286.423MHzCB1I測距碼：碼速率2.046Mc/s碼長2046CB3I測距碼：碼速率10.23Mc/s碼長2046B1C、B2a測距碼：采用分層碼結(jié)構(gòu)，由主碼和子碼相異或構(gòu)成一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成四、北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)信號特征北斗三號具備導(dǎo)航定位和通信數(shù)傳兩大功能，可提供定位導(dǎo)航授時、全球短報文通信、區(qū)域短報文通信、國際搜救、星基增強、地基增強、精密單點定位共7類服務(wù)，是功能強大的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。全球范圍定位精度優(yōu)于10米、測速精度優(yōu)于0.2米/秒、授時精度優(yōu)于20納秒、服務(wù)可用性優(yōu)于99%，亞太地區(qū)性能更優(yōu)。一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成五、北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)與GPS參數(shù)對比項目GPS北斗二號空間組成24顆衛(wèi)星分布6個軌道5顆靜止和30顆非靜止地面組成主控站、監(jiān)測站、注入站主控站、監(jiān)測站、注入站定位精度民用10米，軍用5-6米民用10米，軍用5-6米測速精度0.1米/秒0.2米/秒授時精度30納秒50納秒用戶設(shè)備GPS接收機與GPS、GLONASS、GALILEO等兼容功能定位、導(dǎo)航、測速、授時定位、導(dǎo)航、測速、授時、短報文通信覆蓋范圍全球亞太（2012）-全球（2020）服務(wù)時段全天候全天候一、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成按參考點是否具有參考基準絕對定位（單點定位）相對定位動態(tài)絕對定位靜態(tài)絕對定位動態(tài)相對定位靜態(tài)相對定位二、北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)定位方法絕對定位（單點定位）：獨立確定待定點在坐標系中的絕對位置的方法稱為單點定位，也稱為絕對定位。優(yōu)點是只需要用一臺接收機即可定位。單點定位的結(jié)果受衛(wèi)星星歷誤差和衛(wèi)星信號傳播過程中大氣延遲誤差的影響比較顯著，定位精度低。六、北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)定位方法理論上說，利用C/A碼進行單點定位精度可以達到？平面位置的精度為+/-100m高程的精度則為+/-160m精度低，主要用于導(dǎo)航。在車輛、船舶、飛機的導(dǎo)航，地質(zhì)礦產(chǎn)勘探，暗礁定位，浮標觀測海洋漁業(yè)和低精度測量等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，在國防建設(shè)中也有重要的作用。六、北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)定位方法相對定位：同步跟蹤相同衛(wèi)星信號的若干臺接收機確定待定點相對位置。通過對各站觀測數(shù)據(jù)求差的方式消除或大幅度削弱衛(wèi)星鐘的時鐘誤差、衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星信號在大氣中的傳播誤差，可獲得高精度的相對位置。相對定位中觀測的組織和實施單點定位更為復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理也更為麻煩。六、北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)定位方法用途：是精度最高的作業(yè)模式。主要用于大地測量、控制測量、變形測量、工程測量。精度：可達到5mm+1ppm相對定位：同步跟蹤相同衛(wèi)星信號的若干臺接收