不同的卫星导航系统分解课件.ppt

1、不同的卫星导航系统不同的卫星导航系统全球卫星导航系统 概念概念：卫星导航系统，顾名思义，就是“全球卫星导航系统”。主要采用最新GPS技术在导航通讯领域的最新应用系统。卫星导航全球性大众化民用，刚刚开始，有百种应用类型。卫星导航的生命期至少还有50年，GPS概念的提出已有三十年，真正应用只有十来年，现在GPS现代化，GPS III新阶段，延续到2020年。GPS国际协会已统计出GPS的117种不同类型的应用。蜂窝通信的集成和汽车应用还是当前最大的两个市场。构成：构成：地面控制部分，由主控站（负责管理、协调整个地面控制系统的 工作）、地面天线（在主控站的控制下，向卫星注入寻电文）、监测站（数据自动

2、收集中心）和通讯辅助系统（数据传输）组成；空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面上；用户装置部分，主要由GPS接收机和卫星天线组成。特点特点:1.全天候；2.全球覆盖；3.三维定速定时高精度；4.快速省时高效率；5.应用广泛多功能。用途:陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等；海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；航空航天应用，包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。分类

3、：世界四大全球卫星定位系统 1、美国全球定位系统（GPS）。2、俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）系统。3、欧洲“伽利略”（GALILEO）系统。4、中国“北斗”系统。美国全球定位系统（美国全球定位系统（GPS）全球卫星定位系统GPS(Global Positioning System)是美国国防部历经20年开发的星基全球无线电导航系统，耗资超过300亿美元，是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大的空间计划。其目标为实时地提供三维位置、三维速度和高精度的时间信息。GPS系统由28颗地球同步卫星组成（4颗为备用星），均匀地分布在距离地球20000公里高空的6条交点互隔60度的轨道面上

4、，精度约为10米，军民两用，目前正在试验第二代卫星系统。（见图1）图1 GPS卫星组网示意图 应用 该系统为军民两用系统，可为全球范围内的飞机、舰船、地面部队、车辆、低轨道航天器，提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、三维速度以及时间数据。GPS是世界上第一个成熟、可供民用的全球卫星导航定位系统，在全球范围内得到了广泛应用。GPS的其他应用的其他应用1.电力，邮电，通讯等网络的时间同步 2.准确时间的授入 3.准确频率的授入 4.各种等级的大地测量，控制测量 5.道路和各种线路放样 6.水下地形测量 7.地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测 8.GIS应用 9.工程机械（轮胎吊，推土机等

5、）控制 10.精细农业 GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。图2 GPS卫星 俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）系统 俄罗斯“格洛纳斯”系统（GLONASS）是GLObal NAvigation Satellite System的字头缩写，是前苏联国防部从20世纪80年代初开始建设的与美国GPS相抗衡

6、的全球卫星导航系统。GLONASS系统由24颗工作星和3颗备份星组成，均匀地分布在3个近圆形的轨道面上，每个轨道面8颗卫星，轨道高度19100公里。18颗卫星就能保证该系统为俄罗斯境内用户提供全部服务。莫斯科时间2011年11月4日16时51分(北京时间20时51分)，俄罗斯航天部门使用一枚“质子-M”重型运载火箭，将3颗“格洛纳斯-M”全球导航卫星成功送入太空。俄航天署署长波波夫金说，该系统在轨卫星群已有28颗卫星，达到了设计水平。随着地面设施的发展，“格洛纳斯”系统预计将在2015年完全建成。届时，其定位和导航误差范围将从目前的5米至6米缩小为1米左右，就精度而言该系统将处于全球领先地位数

7、量：数量：2424颗卫星颗卫星组成；组成；精度：精度：1010米左右；米左右；用途：用途：军民两用军民两用；GLONASS卫星发展前景发展前景 Glonass-K卫星是完全基于非压力式平台的新型卫星，使用寿命达到十年，该型号卫星完成后，Glonass系统将与GPS不相上下，用户可以使用两套系统。系统目前使用的卫星为两种型号卫星Glonass卫星与其升级型号Glonass-M。Glonass-M卫星使用寿命更长，为七年，装有先进的天线馈电系统，并为民用客户增加了一个额外的导航频率。Glonass系统为军民两用而设计，可使用户实时标明位置。在2007联邦预算中共分配给Glonass 3.8亿美元，

8、2006年则为1.81亿美元。欧洲欧洲“伽利略伽利略”系统系统 伽利略定位系统（Galileo Positioning System），是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统，有“欧洲版GPS”之称，也是继美国现有的“全球定位系统”（GPS）及俄罗斯的GLONASS系统外，第三个可供民用的定位系统。伽利略系统的基本服务有导航、定位、授时；特殊服务有搜索与救援；扩展应用服务系统有在飞机导航和着陆系统中的应用、铁路安全运行调度、海上运输系统、陆地车队运输调度、精准农业。2010年1月7日，欧盟委员会称，欧盟的伽利略定位系统将从2014年起投入运营。目的目的:为用户提供更准确为用户提供更准确的数据的数据

9、加强对高纬度地区加强对高纬度地区的覆盖，包括挪威、的覆盖，包括挪威、瑞典等地区。瑞典等地区。减低对现有减低对现有GPS系系统的依赖，尤其是统的依赖，尤其是在战争发生时。在战争发生时。组成组成:该系统计划将由30颗中高度圆轨道卫星和2个地面控制中心组成，其中27颗卫星为工作卫星,3颗为候补。卫星高度为24126km，位于3个倾角为56度的轨道平面内，该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外，还有2个地面控制中心。当时预计系统于2008年建成，总投资36亿欧元，以商业运营的模式全部民用。伽利略系统由空间段、地面段、用户三部分组成。空间伽利略系统由空间段、地面段、用户三部分组成。空间段由分布在段由分布在3

10、个轨道上的个轨道上的30颗中等高度轨道卫星（颗中等高度轨道卫星（MEO）构成，每个轨道面上有构成，每个轨道面上有10颗卫星，颗卫星，9颗正常工作，颗正常工作，1颗运颗运行备用；轨道面倾角行备用；轨道面倾角56度。地面段包括全球地面控制段、度。地面段包括全球地面控制段、全球地面任务段、全球域网、导航管理中心、地面支持全球地面任务段、全球域网、导航管理中心、地面支持设施、地面管理机构。用户端主要就是用户接收机及其设施、地面管理机构。用户端主要就是用户接收机及其等同产品，伽利略系统考虑将与等同产品，伽利略系统考虑将与GPS、GLONASS的导的导航信号一起组成复合型卫星导航系统，因此用户接收机航信号

11、一起组成复合型卫星导航系统，因此用户接收机将是多用途、兼容性接收机。将是多用途、兼容性接收机。欧洲“伽利略”系统卫星优势优势“伽利略伽利略”系统是世界上第一个基于民用的全球卫星导航定系统是世界上第一个基于民用的全球卫星导航定位系统，投入运行后，全球的用户将使用多制式的接收机，位系统，投入运行后，全球的用户将使用多制式的接收机，获得更多的导航定位卫星的信号，将无形中极大地提高导获得更多的导航定位卫星的信号，将无形中极大地提高导航定位的精度，这是航定位的精度，这是“伽利略伽利略”计划给用户带来的直接好处。计划给用户带来的直接好处。“伽利略伽利略”首颗实验卫星假想画面首颗实验卫星假想画面“伽利略伽利

12、略”计划是欧计划是欧洲自主、独立的全球多模式卫星定位导航系统，提供高精洲自主、独立的全球多模式卫星定位导航系统，提供高精度，高可靠性的定位服务，实现完全非军方控制、管理，度，高可靠性的定位服务，实现完全非军方控制、管理，可以进行覆盖全球的导航和定位功能。可以进行覆盖全球的导航和定位功能。“伽利略伽利略”系统可以发送实时的高精度定位信息，这是系统可以发送实时的高精度定位信息，这是现有的卫星导航系统所没有的，同时现有的卫星导航系统所没有的，同时“伽利略伽利略”系统能够系统能够保证在许多特殊情况下提供服务，如果失败也能在几秒钟保证在许多特殊情况下提供服务，如果失败也能在几秒钟内通知客户。内通知客户。

13、中国“北斗”系统。北斗卫星导航系统是是中国自行研制开发的区域北斗卫星导航系统是是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是），是除美国的全球定位系统（除美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的）、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，其建设与发展则遵循开定位、导航和授时服务，其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性这放性、自主性、兼容性、渐进性这4项原则。项原则。北斗系统卫星 北斗卫

14、星导航系统BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System是北斗卫星导航系统示意图。中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。与美国GPS、俄罗斯格罗纳斯、欧盟伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）、欧洲“伽利略”（GALILEO）等其他卫星导航系统兼容的终端组成。北斗卫星发射现场北斗卫星导航系统示意图 功能功能:短报文通信：北斗

15、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(1)，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。特点特点“北斗”具有定位和通信双重作用,具备的短信通讯功能就是GPS所不具备的。“北斗”定位精度一点二米。“北斗”终端价格两万元左右。采用接收终端不需铺设地面基站。灾难中心的船只一秒钟就可以发出信息。应用应用:军用军用 “北斗”卫星导航定位系统的军事功能与GPS类似，如：飞机、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航；弹道导弹机动发射车、自行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位，以缩短反应时间；人员搜救、水上排雷定位等。应用应用:民民用用 个人位置服务 气象应用 道路交通管理 铁路智能交通 结束 谢谢大家