北斗导航系统知识讲座课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《北斗导航系统知识讲座课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 北斗 导航系统 知识讲座 课件
- 资源描述:
-
1、北斗导航系统知识讲座北斗导航系统知识讲座四大导航系统之一 当前全球有四大当前全球有四大卫星定位系统,卫星定位系统,分别是美国的全分别是美国的全球卫星导航定位球卫星导航定位系统系统GPS、俄罗、俄罗斯的格罗纳斯斯的格罗纳斯GLONASS系统系统,欧洲在建的欧洲在建的 “伽利略伽利略”系统系统,和中国的北斗卫和中国的北斗卫星导航系统。星导航系统。“伽利略”系统格罗纳斯系统 GPS系统美国美国GPS欧盟伽利略欧盟伽利略俄罗斯俄罗斯GLONASS中国北斗中国北斗竞相发展的全球卫星导航系统竞相发展的全球卫星导航系统美国GPS 是世界上第一个成熟、可供全民使用的全球卫星定位导航系统,应用范围极其广泛。该系
2、统由28颗地球同步卫星组成,其中4颗为备用星,均匀的分布在距离地面20000千米的6个轨道面上。这些卫星与地面支持系统组成网络,每隔13秒向全球用户播报信息,使地球上任何地方的用户在任何时候均可以利用接收机同时接收到至少4颗卫星的信号。接收机接到信号之后,可以通过差分定位原理确定自己的位置。GPS功用功用 由于由于GPS技术所具有的全天候、高精度技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点,作为先进的测量手和自动测量的特点,作为先进的测量手段和新的生产力,已经融入了国民经济段和新的生产力,已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。领域。GPS功用
3、功用 GPS的主要用途:的主要用途:(1)陆地应用,主要包括车辆导航、应急反应陆地应用,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、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、量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控市政规划控制等;制等;(2)海洋应用,包括远洋船最佳航程航线测定海洋应用,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、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、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等;降监测等;(3)航空航天应用,包括飞机导航、航空遥感航空航天应用,包括
4、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援和载人航天器防护探测等 军事应用:卫星导航系统是现代军事应用:卫星导航系统是现代军事军事的的“太空眼太空眼”,没有它,巡航导弹、激光制导,没有它,巡航导弹、激光制导炸弹和战略核导弹都将成为炸弹和战略核导弹都将成为“瞎子瞎子”。美国的GPS系统相比,伽利略系统更先进,也更可靠。美国GPS向别国提供的卫星信号,只能发现地面大约10米长的物体,而伽利略的卫星则能发现1米长的目标。一位军事专家形象地一位军事专家形象地比喻说,比喻说,GPS系统只系统只能找到街道,而伽利能找到街道,
5、而伽利略则可找到家门。略则可找到家门。美国美国GPS长期垄断长期垄断 美国国防部从美国国防部从1973年开年开始实施的始实施的GPS系统,这是世界上第一个全系统,这是世界上第一个全球卫星导航系统,在相当长的一段时间内球卫星导航系统,在相当长的一段时间内垄断了全球军用和民用卫星导航市场。垄断了全球军用和民用卫星导航市场。GPS全球定位系统计划自全球定位系统计划自1973年至今,先年至今,先后共发射了后共发射了41颗卫星,总共耗资颗卫星,总共耗资190亿美亿美元。元。GPS原来是专门用于为洲际导弹导航原来是专门用于为洲际导弹导航的秘密军事系统,在的秘密军事系统,在1991年的海湾战争中年的海湾战争
6、中首次得到实战应用。随后,在科索沃战争首次得到实战应用。随后,在科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中大显身手。、阿富汗战争和伊拉克战争中大显身手。美国美国GPS系统系统 长期以来,美国对本国军方提供的是精确长期以来,美国对本国军方提供的是精确定位信号,对其他用户提供的则是加了干定位信号,对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号扰的低精度信号也就是说,地球上任也就是说,地球上任何一个目标的准确位置,只有美国人掌握何一个目标的准确位置,只有美国人掌握,其他国家只知道个,其他国家只知道个“大概大概”。在海湾战。在海湾战争时,美国还曾置欧盟各国利益不顾,一争时,美国还曾置欧盟各国利益不顾,一度关闭对欧
7、洲度关闭对欧洲GPS服务。服务。北斗初上北斗初上 提起卫星导航系统,很多人认为就是提起卫星导航系统,很多人认为就是GPS。其实,其实,GPS是美国是美国“全球定位系统全球定位系统”(Global Positioning System)的简称。的简称。据统计,据统计,GPS在我国导航市场上所占份额在在我国导航市场上所占份额在95%以上。在电力传输、通信、金融等领域,严以上。在电力传输、通信、金融等领域,严重依赖重依赖GPS提供的精准时间。提供的精准时间。北斗初上北斗初上 限于国家的财力、技术能力和实际需求,北限于国家的财力、技术能力和实际需求,北斗建设分斗建设分“三步走三步走”:先建立试验系统,
8、再实施:先建立试验系统,再实施区域服务,最后建立全球网络。区域服务,最后建立全球网络。2000年年10月,试验系统第一个卫星被送入轨月,试验系统第一个卫星被送入轨道。道。2003年年5月,第三颗北斗卫星成功发射,这月,第三颗北斗卫星成功发射,这是一颗备份卫星。是一颗备份卫星。这三颗卫星组成完整的试验系统。至此中国这三颗卫星组成完整的试验系统。至此中国成为继美国、俄罗斯之后,世界上第三个拥有自成为继美国、俄罗斯之后,世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。主卫星导航系统的国家。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统简介简介 北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统 世界第三套全球卫星导航系统世界第三套全球卫星
9、导航系统 工程总投资:工程总投资:100亿元亿元 工程期限:工程期限:1994年年2020年年 北京时间北京时间2012年年10月月25日,中国在西昌卫星发射中心日,中国在西昌卫星发射中心用用“长征三号丙长征三号丙”运载火箭,成功将第运载火箭,成功将第16颗北斗导航卫颗北斗导航卫星送入太空。星送入太空。北斗卫星导航定位系统是由中国自行研发的区域性有源北斗卫星导航定位系统是由中国自行研发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(三维卫星定位与通信系统(CNSS),是继美国的全球),是继美国的全球定位系统(定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯()、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)定位系统之后世界第三个
10、成熟的卫星导航系统定位系统之后世界第三个成熟的卫星导航系统。该系统分为该系统分为“北斗一代北斗一代”和和“北斗二代北斗二代”,分,分别由别由4颗(两颗工作卫星、两颗备用卫星)和颗(两颗工作卫星、两颗备用卫星)和35颗北斗定位卫星、地面控制中心为主的地面颗北斗定位卫星、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务,定位精度可达数十纳秒位服务,定位精度可达数十纳秒(ns)的同步精的同步精度,其精度与度,其精度与GPS相当。中国在相当。中国在2000年至年至
11、2007年先后发射了四颗年先后发射了四颗“北斗一号北斗一号”卫星,这卫星,这种区域性种区域性(中国境内中国境内)的卫星导航定位系统,正的卫星导航定位系统,正在为中国陆地交通、航海、森林防火等领域提在为中国陆地交通、航海、森林防火等领域提供着良好服务。供着良好服务。发展路线图 北斗卫星导航系统按照三步走的总体规划分步实施:第一步,1994年启动北斗卫星导航试验系统建设,2000年形成区域有源服务能力;第二步,2004年启动北斗卫星导航系统建设,2012年形成区域无源服务能力;第三步,2020年北斗卫星导航系统形成全球无源服务能力。发展路线图建成试验系统,实现从无到有建成试验系统,实现从无到有20
12、00年年10月月31日日东经东经140度度2000年年12月月21日日东经东经80度度2003年年5月月25日日东经东经110.5度度星箭组批生产,启动组网发射星箭组批生产,启动组网发射2007年年4月月14日日MEO卫星卫星2009年年4月月15日日GEO卫星卫星2010年年1月月17日日GEO卫星卫星工程建设系统组成:空间段:由5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星组成Non-GEO 卫星GEO 卫星星座空间:北斗第二代导航卫星网“北斗第二代导航卫星北斗第二代导航卫星网提供两种服务方式:网提供两种服务方式:开放服务和授权服务。开放服务和授权服务。30颗非静止轨道卫星由颗非静止轨道卫星由2
13、7颗中轨卫星和颗中轨卫星和3颗倾斜颗倾斜同步,同步,27颗中轨卫星分颗中轨卫星分布在倾角为布在倾角为55度的三个度的三个轨道平面上,每个面上轨道平面上,每个面上有有9颗卫星,轨道高度为颗卫星,轨道高度为21500公里。公里。系统组成:地面段:由主控站、上行注入站和监测站组成工程建设北斗系统地面段北斗卫星新闻发布会视频北斗卫星新闻发布会视频http:/ 用户段由北斗用户终端以及与其他GNSS兼容的终端组成。北斗系统的用户终端北斗系统的用户终端u用户段用户段系统组成系统组成25导航原理:双星定位用户提出申请服务项目并发送用户提出申请服务项目并发送入站信号,经两颗卫星转发到入站信号,经两颗卫星转发到
14、地面中心,地面中心,地面中心接到此信号后,解调地面中心接到此信号后,解调出用户发送的信息,测量出用出用户发送的信息,测量出用户至两颗卫星的距离,对定位户至两颗卫星的距离,对定位申请计算用户的地理坐标,由申请计算用户的地理坐标,由于于H H颗卫星的位置是已知的,分颗卫星的位置是已知的,分别为两球的球心,另一球面是别为两球的球心,另一球面是基本参数已确定的地球参考椭基本参数已确定的地球参考椭球面球面3 3球交会点为测量的用户位球交会点为测量的用户位置。置。一代一代“北斗北斗”与与GPS系统不同,对所有用户位系统不同,对所有用户位置的计算不是在卫星上进行,而是在地面中心置的计算不是在卫星上进行,而是
15、在地面中心站完成的。站完成的。因此,地面中心站可以保留全部北因此,地面中心站可以保留全部北斗用户的位置及时间信息,并负责整个系统的斗用户的位置及时间信息,并负责整个系统的监控管理。监控管理。由于在定位时需要用户终端向定位卫星发送定由于在定位时需要用户终端向定位卫星发送定位信号,由信号到达定位卫星时间的差值计算位信号,由信号到达定位卫星时间的差值计算用户位置,所以被称为用户位置,所以被称为“有源定位有源定位”。工作原理工作原理 北斗卫星导航定位系统的基本工作原理是北斗卫星导航定位系统的基本工作原理是“双双星定位星定位”:以:以2颗在轨卫星的已知坐标为圆心颗在轨卫星的已知坐标为圆心,各以测定的卫星
16、至用户终端的距离为半径,各以测定的卫星至用户终端的距离为半径,形成形成2个球面,用户终端将位于这个球面,用户终端将位于这2个球面交线个球面交线的圆弧上。地面中心站配有电子高程地图,提的圆弧上。地面中心站配有电子高程地图,提供一个以地心为球心、以球心至地球表面高度供一个以地心为球心、以球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。用数学方法求解圆弧与为半径的非均匀球面。用数学方法求解圆弧与地球表面的交点即可获得用户的位置。地球表面的交点即可获得用户的位置。第二代导航卫星系统与第一代导航卫星系第二代导航卫星系统与第一代导航卫星系统在体制上的差别主要是:第二代用户机可免统在体制上的差别主要是:第二代用户机可
17、免发上行信号,不再依靠中心站电子高程图处理发上行信号,不再依靠中心站电子高程图处理或由用户提供高程信表息,而是直接接收卫星或由用户提供高程信表息,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单程测距信号自己定位,系统的用户容量不受限制,并可提高用户位置隐蔽性。限制,并可提高用户位置隐蔽性。其代价是:测距精度要由星载高稳定度的其代价是: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原子钟来保证,所有用户机使用稳定度较低的石英钟,其时钟误差作为未知数较低的石英钟,其时钟误差作为未知数和用户的三维未知位置参数一起和用户的三维未知位置参数一起由由4个个以上的卫星测距方程来求解
18、。这就要求以上的卫星测距方程来求解。这就要求用户在每一时刻至少可见用户在每一时刻至少可见4颗以上几何颗以上几何位置合适的卫星进行测距,从而使得星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,系统投资将座所需卫星数量大大增多,系统投资将显著增加。显著增加。四大系统,各有特色俄罗斯格洛纳俄罗斯格洛纳斯(特点:抗干斯(特点:抗干扰)扰)由由24颗卫星组颗卫星组成,是由军方负成,是由军方负责研制和控制的责研制和控制的军民两用导航定军民两用导航定位卫星系统。定位卫星系统。定位精度比位精度比GPS、伽利略低,但抗伽利略低,但抗干扰能力很强。干扰能力很强。该系统由前苏联该系统由前苏联在在1976
展开阅读全文