<rt id="iqa0g"><center id="iqa0g"></center></rt>
<acronym id="iqa0g"><small id="iqa0g"></small></acronym>
  • Cehui8.com 测绘地理信息领域专业门户
  • 首页 > 专题探讨 > 北斗

    北斗卫星导航系统常见问题解答

    2013-08-28 11:34:04来源: 测绘论坛
    聊聊

     关于北斗卫星导航系统

    北斗卫星导航系统自建成以来在广大军迷中引起强烈反响但是由于种种原因部分网友对北斗系统还不是很了解因此也产生了一些误会这里对北斗卫星导航系统进行简要介绍并对一些常见问题进行解答希望?#28304;?#23478;有所帮助
     
    一北斗系统简介
     
    北京时间2003525日零时34分我国在西昌卫星发射中心用"长征三号甲"运载火箭成功地将我国自行研制的第三颗"北斗一号"导航定位卫星送入太空这标志着我国已建立了完善的自主卫星导航系统对我国国民经?#23186;?#35774;将起到积极作用
     
    北斗卫星导航系统是我国自主建立的卫星导航系统覆盖中国全境及周边国家地区它由两颗工作星和一颗备份星组成此次发射的第三颗"北斗一号"卫星是备份卫星前两颗"北斗一号"卫星分别于20001031日和1221日发射升空该系统已经于2001年底开通运行目前世界上只有少数国家具备了自主建设卫星导航系统的能力第三颗"北斗一号"卫星成功进入预定轨道标志着我国自主建设的北斗卫星导航系统全面建立
     
    北斗导航系统在国际电信联盟登记的频段为卫星无线电定位业务频段上行为L频段频率161016265MHz下行为S频段频率248352500MHz登记的卫星位置为赤道面东经80140度和1105度最后一个为备份星星位
     
    与国外的导航定位系统相比北斗卫星导航系统是我国自行开发研制具有自主知识产权自主控制的区域性卫星导航定位系统它将定位导航与卫星通信集成一体能够全天候全天时提供卫星导航和通信服务北斗系统具有快速定位短报文通信精密授时三大功能可为服务区域内用户提供全天候高精度快速实时位置服务定位精度与GPS相当用户终端具有双向数字报文通信能力用户可以一次传送多达120个汉字的短报文信息具有精密授时功能?#19978;?#29992;户提供20ns时间同步精度
     
    目前北斗系统工作稳定状态良好在西部和跨省区运营车辆沿海和内河船舶的监控救援水利气象石油海洋和森?#22336;?#28779;的信息采集通信电力网络的精确授时公安保卫边防巡逻海岸缉私和交通管理的导航通信等方面有广泛的应用市场前景看好
     
    二常见问题解答
     
    1北斗卫星导航系统两颗星如何定位
     
    北斗系统由2颗地球静止卫星GEO对用户双向测距由1个配有电子高程图库的地面中心站进行位置解算定位由用户终端向中心站发出请求中心站对其进行位置解算后将定位信息发送给该用户它的定位基于三球交会原理即以2颗卫星的已知坐标为圆心各以测定的本星至用户机距离为半径形成2个球面用户机必然位于这2个球面交线的?#19981;?#19978;中心站电子高程地图库提供的是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求解?#19981;?#32447;与地球表面交点并已知目标在赤道平面北侧即可获得用户的二维位置
     
    2北斗卫星导航系统有哪三大功能
     
    快速定位北斗导航系统可为服务区域内用户提供全天候高精度快速实时定位服务
    简短通信北斗系统用户终端具有双向数字报文通信能力可以一次传?#32479;?#36807;100个汉字的信息
    精密授时北斗导航系统具有单向和双向两种授时功能根据不同的精度要求,利用授时终端,完成与北斗导航系统之间的时间和频率同步,?#21830;?#20379;数十纳秒级的时间同步精度
     
    3北斗卫星导航系统适用于哪些应用领域
     
    北斗卫星导航系统可以在服务区域内任?#38382;?#38388;任何地点为用户?#33539;?#20854;所在的地理经纬度并提供双向通信服务系统可以为船舶运输公?#26041;?#36890;铁路运输野外作业水文测报森?#22336;?#28779;渔业生产勘察设计环境监测等众多行业以及其他有特殊调度指挥要求的单位提供定位通信和授时等综合服务例如在西部和跨省区运营车辆沿海和内河船舶的监控救援水利气象石油海洋和森?#22336;?#28779;的信息采集通信电力铁路网络的精确授时公安保卫边防巡逻海岸缉私和交通管理的导航通信等
     
    4利用北斗系统导航定位有何优势
     
    北斗应用五大优势
    同时具备定位与通讯功能无需其他通讯系统支持
    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
    特别适合集团用户大范围监控与管理和数据采集用户数据传输应用
    融合北斗导航定位系统和卫星增强系统两大?#35797;?#25552;供更丰富的增值服务
    自主系统高强度?#29992;?#35774;计安全可靠稳定适合关键部门应用
     
    5北斗系统与GPS相比有何特点
     
    北斗导航系统同时具备定位与双向通信能力可以独立完成移动目标的定位与调度功能GPS系统本身不具备通信能力需要和其他通讯系统结合才能实现移动目标的远程定位与监控功能
    北斗导航系统是区域性导航系统GPS系统是全球性导航系统
    北斗导航系统由我国自主控制而GPS系统则是由美国军方控制
    6北斗用户机有哪些类型
     
    依据北斗用户机的应用环境和功能的不同可以将北斗用户机分为五类
     
    基本型适合于一般车辆\船舶及便携等用户的导航定位应用,可接收和发送定位及通信信息,与中心站及其他用户终端双向通信
     
    通信型适合于野外作业水文测报环境监测等各类数据采集和数据传输用户可接收和发送短信息报文与中心站和其他用户终端进行双向或单向通信
     
    授时型适合于授时校时时间同步等用户?#21830;?#20379;数十纳秒级的时间同步精度
     
    指?#26377;?#29992;户机适合于小型指挥中心指挥调度监控管理等应用具有鉴别指挥?#29575;?#20854;他北斗用户机的功能可与?#29575;?#21271;斗用户机及中心站进行通信接收?#29575;?#29992;户的报文并向?#29575;?#29992;户发播指令
     
    多模型用户机既能接收北斗卫星定位和通信信息又可利用GPS系统或GPS增强系统导航定位适合于对位置信息要求比较高的用户
     
    7北斗导航系统有哪几种具体应用模式
     
    北斗导航系统依据用户的?#23548;?#24212;用环境可以有以下应用模式
     
    小型集团监控应用——移动目标配置基本型北斗用户机集团监控中心配置指?#26377;?#29992;户机和相应的计算机设备及监控软件快速构建实用的监控管理应用系统
     
    大型集团监控应用——移动目标配置基本型北斗用户机集团监控中心配置北斗天玑指挥所设备通过地面网络接入北斗运营服务中心完成大规模跨区域的移动目标监控管理和指挥调度
     
    自主导航应用——利用北斗基本型用户机多模型用户机进行车辆船舶等的自主导航
     
    通信应用——利用北斗通信终端实现点对点点对多点的通信这种应用模式适合于各类数据采集和数据传输用户如水文观测环境监测等
     
    授时应用——利用北斗授时终端进行通信电力铁路等网络的精确授时校时时间同步等应用
     
    北斗运营服务系统的信息咨询和受托研究应用——北斗运营服务系统积聚了大量"北斗卫星导航系统"GPS系统的导航定位信息此外还将积聚了大量运输和物流信息通过这些数据和相应的模型可以为用户提供信息咨询和受托研究服务
     
    8北斗能否成为全球性系统
     
    北斗卫星导航系统由两颗工作卫星和一颗备份卫星组成可以全天候全天时提供区域卫星导航信息在任?#38382;?#38388;任何地点?#33539;?#20013;国用户地理位置实现无缝覆盖该系统已经于2001年底开通运行并为中国经济发展服务
     
    据中国运载火箭型号总指挥黄春平介绍中国的北斗卫星导航系统服务范围包括中国大陆及东南海域所有地域属区域性系统目?#26696;?#31995;统发射三颗星的投资较少适合中国当前经济能力和有关方面的需求根据经济发展的?#23548;是?#20917;可以考虑发展成为准全球性系统另据了解全球性卫星定位系统卫星数量在24颗左右准全球性系统的卫星数量在6颗左右
     
    9第一代北斗系统的缺点在哪里
     
    北斗导航系统的研制成功解决了中国自主卫星导航定位系统的有无问题它是一个成功的实用的投资很少的初级起步系统此外该系统的建设并不排斥国内民用市场对GPS的广泛使用相反在该系统的基础?#24076;?#36824;将建立中国的GPS广域差分系统可使受SA干扰的GPS民用码接收机的定位精度由百米?#32771;?#20462;正至数米级可以更好地促进GPS在民间的利用
     
    但是北斗导航系统需要中心站提供数字高程图数据和用户机发上行信号从而使系统用户容量导航定位维数隐蔽性等方面受到限制在体制上不能与国际?#31995;?/span>GPSGLONASS及将来的伽利略兼容因此中国还需要在第一代导航卫星系统成就的基础上发展第二代导航卫星系统以满足今后国家对卫星导航应用?#32479;?#36828;经济发展的需求
     
    10北斗的定位精度如何
     
    在网络上军迷们争论最多的就是北斗系统的定位精度问题由于北斗系统更多的细节尚没有正式公布因此我们无法断定其精度到底如何只能从部分公开的资料来进行分析在北斗星通公司的网站?#24076;?#25105;发现了这样一?#20301;?hellip;…北斗系统具有快速定位短报文通信精密授时三大功能可为服务区域内用户提供全天候高精度快速实时位置服务定位精度与GPS相当……http://www.navchina.com/news/beidou1.asp
     
    众所周知GPS对民用的定位精度是百米级军用是米级从北斗的定位原理来看目前要达到米级是不太现实的因此基于北斗星通公司的资?#24076;?#25105;?#24378;?#20197;初步?#33539;?#31532;一代北斗卫星导航系统的定位精度至少应该可?#28304;?#21040;百米级
     
    三如何发展中国第二代导航卫星系统
     
    1第二代导航卫星系统的体制
     
    第二代导航卫星系统与第一代导航卫星系统在体制?#31995;?#24046;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?#21830;?#39640;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?#31995;?#30340;石英钟其时钟误差作为未知数和用户的三维未知位置?#38382;?#19968;起由4个以?#31995;?#21355;星测距方程来求解这就要求用户在每一时?#35752;?#23569;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建立高精度卫星轨道基准和卫星时间基准是新卫星导航系统?#38469;?#30340;核心需要开展深入的研究工作为了获取对中国未来的导航频率的国?#26102;?#25252;需要加快向国际电联申请和协调
     
    中国第二代导航卫星系统复杂全系统的设计研制和运行管理尚缺少经验但中国对卫星的测控?#38469;?#24050;有一定基础北斗导航系统和广域差分系统的研发直接为中国第二代导航系统的研制和运行锻炼了?#38469;?#38431;伍和积累了经验各地面台站设施等可在第一代导航卫星系统已有设备基础上进行扩建卫星平台运载火箭双向数据移动通信等均可以?#22363;?#25110;采用成熟?#38469;?#22269;内GPS的广?#27827;?#29992;为中国未来的卫星导航提供了应用基础和广阔的市场发展新一代导航卫星系统不仅是必要的而?#20197;Ԃ际?#32463;济上也?#24378;?#34892;的
     
    2第二代导航卫星系统发展途径
     
    1充分保证民用导航精度
     
    提供双频信号以消除电离层引起的误差不实施SA干扰降低导航精度CA码公众自由使用并与国际格式兼容不收费用对授权用户提供双频和广域差?#20013;?#24687;以进一步提高导航精度和提供?#38469;?#26102;完好性信息GPS广泛开发民间应用形成重要产业其军民用之比已达120由于民用接收机的普及批量生产和商业竞争民用产品的数?#21482;?#23567;型化和性能大大提高价格显著下降反过来又促进了GPS的军事应用更大程度地满足了需求相反俄罗斯没有开发民用市场军用接收机只生产了2000部价格昂贵性能不高因此中国在建立第二代导航系统的同时应发挥中国导航CA码精度高含有亚洲区域加强系统的优势首先开发国内民用市场开发出批量生产的廉价国产导航接收机普及国内民间应用逐步取代进口产品形成产业进而开发中外导航信号双模式兼容并可接受区域加强的高精度高可用性接收机进一步拓宽需高安全性的中外用户在亚洲的应用市场逐步建立中国导航系统今后?#20013;?#21457;展的物质基础为将来发展全球性的国际市场做好准备建议中国指定相应领导部门加强民用卫星导航的开发和应用工作的管理
     
    2以建立全球导航系统为长远目标分步实施
     
    中国的卫星导航系统究竟应该是区域的还是全球的这是中国导航界专家广泛关注的一个重要问题当前为了首先确保在国内?#26696;?#36817;海域的需求少数国际民航飞机和航海船只除外并力求减少初期一次性投?#35782;?#24230;在近期内仍以建成北半球约120度经度范围内的区域系统为宜但从长?#26007;?#23637;打算中国经济和科学?#38469;?#30340;发展离不开卫星导航低轨飞行器的定轨也要求有全球导航系统支撑要认真考虑中国区域系统今后顺利发展成为全球系统的可能性这也有利于和俄罗斯?#20998;?#19968;起打破美国GPS独霸世界的局面有利于民用方面今后开发导航产业的国际市场满足国际航空航海和航天器全球导航的需要因此从前瞻性考虑建议以建立全球导航系统为长远目标按?#38469;?#32463;济条件采取先区域后全球的两步实施方针实现这一方针的可行性在于当前区域系统必须和未来全球系统在体制上兼容区域星座可以扩展为全球星座今后可根据中国国力和?#23548;市?#35201;随着后续卫星的发射以最小的代价平稳地发展成全球系统这一?#38469;?#36884;径的可行性在于寻?#19994;?#21512;适的卫星星座下面为可考虑的几种区域星座轨道类型
     
    1地球静止轨道GEO卫星星座可一天24小时静止在规定的赤道位置上空提供本区域导航服务卫星利用率高这就是北斗导航系统采用的星座而且地球静止卫星也广?#27827;?#29992;于全球导航系统的区域增强系统由于地球静止轨道卫星?#21363;?#20110;赤道面内受导航定位所需几何构形的限制每个用户只能最多利用2颗相间隔30度以上经度的卫星全区域究竟布设几颗地球静止轨道卫星则取决于导航服务区域大小但单用地球静止轨道卫星是?#36824;?#30340;还必须有相对于地球移动的高纬度卫星参与导航星座
     
    2大椭圆轨道卫星星座最典型的是俄罗斯用于高纬度地区广播卫星的“闪电”12小时卫星轨道这是一种大偏心率通常取07左右轨道轨道倾角6343度其远地点在北半球本国高纬度上空星下点轨迹移动缓慢5日内可保持近10小时?#34892;?#36816;行一个轨道面内均匀分布3颗星即可保持一个高纬度星位的连续存在其近地点在南半球停留时间很短卫星高度很低用户可见区域范围小对用户的导航贡献小另有一个远地点在地球背面经度上远离服务区本区域系统不能加以利用另外这种轨道的卫星高度变化剧烈对信道设计很不利因此?#28304;?#26925;圆轨道不予考虑
     
    3倾斜地球同步轨道IGSO卫星星座的轨道倾角为556343度的24小时地球同步轨道?#27492;?#35859;的大“8”?#20013;?#36712;道中心位于赤道?#25104;?#23450;的经度?#24076;?#39640;度与地球静止轨道卫星相同卫星星下点24小时轨迹在本服务区内南北来回运动也是一种利用效率较高的区域星座但只限于在本经度区域内使用在立足于国内台站测控的条件下中国采用9颗倾斜地球同步轨道卫星与4颗地球静止轨道卫星相结合可以建立区域导航系统但接近服务区边缘处因卫星定轨精度下降导致导航精度明?#36828;?#21270;?#20998;?#26366;对这种轨道星座方案作了多年研究并企图在全球寻找几个区域系统联网成全球系统的合作伙伴未果最终放弃了这种方案如果中国采用这种轨道星座将来发展成为全球系统是不可能的
     
    4中高度圆轨道MEO卫星星座这是一种周期为12小时倾角为556343度的轨道是经过GPSGLONASS系统成功运行证明性能优良的全球星座轨道分析计算证明24颗倾角为55度的MEO卫星分布在3个轨道面内可满足全球导航精度3个倾角为5474度的轨道面通过地心相互正交卫星在全球分?#30002;?#22343;匀明显优于GPS6个轨道面这种单一由MEO卫星组成的星座必须布满全部24颗卫星才能?#34892;?#22320;投入运行如要满足民航可用性要求和精密近进则必须增加地球静止轨道卫星GEO进?#26143;?#22495;加强或大量增加MEO卫星由于每一MEO卫星星下点轨迹历经全球其优点?#24378;?#31435;足于本国国?#32842;?#27979;控所有卫星中国服务区地处北纬55度以?#24076;导?#19978;南半球地区同样可以服务东西经度范围很大占全球13平均每颗星约有23的时间可为本区域系统内的用户服务采用其12颗星的子星座与4颗地球静止轨道卫星相结?#24076;?/span>12MEO4GEO可满足区域系统的导航要求如果后续布满24颗卫星则发展成为高精度区域加强的全球系统可达到民航精密近进导航要求下表为各类轨道星座HDOPVDOP值的比?#24076;?#20854;中HDOP为水平几何放大因子VDOP为垂直几何放大因子它们和测距精度相乘可分别获?#30431;?#24179;与垂直定位精度比较数据表明所建议的轨道和GLONASS型轨道都可满足要求前者全球星座的精度更好后者所有中高度圆轨道卫星都历经同一星下点轨迹有利于消除地球重力异常对星座内各卫星影响的差异同一地面站可以分时监控到所有轨道面的卫星
     
    四北斗用户机的类型及其功能
     
    北斗用户机是北斗导航定位系统的用户终端设备根据执行任务的不同北斗用户机可分为定位通信型基本型用户机通信型授时型和管理型指?#26377;?#29992;户机?#35805;?#29031;装载方式的不同北斗用户机可分为手持式车载式船载式机载式等类型看上去好像并没有传说中的那样大呵呵
    北斗用户机主要功能
     
    定?#36824;?#33021;可以进行手动自动和紧急定位设定向中心站发出定位请求并接收中心站发出的定位结果在显示屏上显示经度纬度高程时间及定位精度等信息
     
    通信功能可以接收中心站发出的短报文信息显示报文内容并将接收到的信息存储以便查询可编辑发送电文及编辑发送固定电文
     
    导航功能可以设定预置存储航路点航线可自动计算偏航距离偏航后还可以自动报警
     
    设置功能可以对定位方式通信频度高程基准坐标?#38382;?#22823;地高斯麦卡?#26657;?#26174;示信息方式等多种?#38382;?#36827;行预设
     
    ?#29992;?#21151;能可对信息进行?#29992;?/span>/解密处理以保证用户数据的安全性
     
    五北斗导航定位系统?#38469;?/span>
     
    北斗导航定位系统由北斗导航定位卫星地面控制中心站为主的地面部分北斗用户终端三部分组成其结构和原理如下图所示
    北斗集团用户信息服务系统项目于2001年通过立项评审2002年底完成了系统研制并顺利通过验收评审北斗星通公司成为国内首?#19968;?#24471;授权的北斗导航定位系统运营服务商并于2002年在北京航天城建成北斗运营服务中心该中心是北斗集团用户信息服务系统门户的第一个出口为用户提供的北斗信息由北斗集团用户信息服务系统经专用光纤被推送至中心再由中心分送至各集团用户中心从而实现了对各类集团用户的信息服务
    为集团用户提供入网和计费服务
    为集团用户提供多种方式的接入服务PSTN(公众电话网)FR(帧中继)DDN(专用数字网)VSAT(卫星接入)
    为集团用户提供其?#29575;?#32456;端用户的位置短报文等信息服务
    可将用户信息长期保存用户通过E-MAIL/WWW等方式随时查询
    为数据采集用户提供定位和数据传输服务
    为气象物流等部门提供信息咨询受托研究等服务
     
    北斗系统首家用户陕南水利进入试运行
     
    近日随着北斗第三颗星的成功升空国内首家应用北斗系统的签约用户——陕南水利的“陕南水利雨?#32771;?#27979;速报系统”也已安装调试完?#24076;?#36827;入试运行阶段近期即将全面开通该系统由西?#37319;?#33033;公司和北斗星通卫星导航?#38469;?#26377;限公司以下简称北斗星通公司共同建造依托北斗卫星导航定位系统凭借其自主性和无通讯盲区的优势?#40644;?#38485;南多山地域水文测报信息的传输瓶?#20445;?#36890;过北斗卫星链路实现了陕南汉中?#37096;?#21830;洛三地市用户所需的水文水情信息的实时传输从而大大提高该地区雨情水情?#30331;?#21644;灾情信息采集的准确性及传输的时效性并对其发展趋势做出及时准确的预测和预报为制定防洪抗旱调度方案提供重要的科学依据对陕南水利的发展起到积极的推动作用该系统的建成从根本上解决了在流域内偏远地区及山区内部署自动测站的通信问题为今后水利水电部门实现全流域水情自动测报提供了重要手段
    陕?#31995;?#21306;是一个典型的多山地区目前主要采用短波超短波邮电电话和卫星小站来进行数据采集及信息传输其超短波网络受到秦岭秦巴山脉及雷电影响无法及时正常工作这就为当地的防洪抢险决策部门的决策造成了极大的不便由于北斗系统具有自主性和无通讯盲区的特点通过北斗卫星链路可以实时传输用户所需的水文水情信息从而保证了水情预报的可靠性和数据的完好性为决策部门提供了重要的科学依据“陕南水利雨?#32771;?#27979;速报系统”于200212月开始建立20034月底首批用户ID号已经提供到用户手中目?#26696;?#31995;统已处于试运行阶段其功能齐全运行稳定可靠所有的终端测站在2分钟内全部收齐终端测站与数据采集系统连接简单操作方便安装简易
     
       声明中测网登载此文出于传递更多信息之目的并不意味着赞同其观点或证实其描述文章内容仅供参考

    返回顶部
    <rt id="iqa0g"><center id="iqa0g"></center></rt>
    <acronym id="iqa0g"><small id="iqa0g"></small></acronym>
    <rt id="iqa0g"><center id="iqa0g"></center></rt>
    <acronym id="iqa0g"><small id="iqa0g"></small></acronym>