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全球卫星定位服务


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简介

卫星导航系统是覆盖全球的自主地利空间定位的卫星系统,允许小巧的电子接收器确定它的所在位置(经度、纬度和高度),并且经由卫星广播沿着视线方向传送的时间信号精确到10米的范围内。接收机计算的精确时间以及位置,可以作为科学实验的参考。

评判标准

种类

导航型接收机

此类型接收机主要用于运动载体的导航,它可以实时给出载体的位置和速度。这类接收机 一般采用C/A码伪距测量,单点实时定位精度较低,一般为±10m,有SA影响时为±100m。这类接收机价格便宜,应用广泛。根据应用领域的不同,此类接收机还可以进一步分为:

  • 车载型——用于车辆导航定位;
  • 航海型——用于船舶导航定位;
  • 航空型——用于飞机导航定位。由于飞机运行速度快,因此,在航空上用的接收机 要求能适应高速运动;
  • 星载型——用于卫星的导航定位。由于卫星的速度高达7km/s以上,因此对接收机的要求更高。

测地型接收机

测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要采用载波相位观测值 进行相对定位,定位精度高。仪器结构复杂,价格较贵。

授时型接收机

这类接收机主要利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时,常用于天文台及无线电通讯中时间同步。

GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距(PR):当GPS卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒,码间距1微秒,相当于300m;P码频率10.23MHz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的,保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中-{A|zh-cn:解调制;zh-tw:解调变}-出来,以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84(大地坐标系)-中的位置速度等信息便可得知。可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而,由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步,所以除了用户的三维坐标x、y、z外,还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数,然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置,至少要能接收到4个卫星的信号。

截至2012年,只有美国的全球定位系统 (GPS;共由24颗卫星组成)及俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)是完全覆盖全球的定位系统。中国的北斗卫星导航系统(BDS)则于2012年12月开始服务于亚太区(共由16颗卫星组成),预计于约2020年覆盖全球[1]。欧洲联盟的伽利略定位系统则为在初期部署阶段的全球导航卫星系统,预定最早到2020年才能够充分的运作[2]。一些国家,包括法国、日本和印度[3],都在发展区域导航系统。

每个覆盖全球的系统通常都是由20-30颗卫星组成的卫星集群,以中地球轨道分布在几个轨道平面上。实际的系统各自不同,但是使用的轨道倾斜都大于50°,和轨道周期大约都是12小时(高度大约20,000千米(12,000英里))。

全球卫星导航系统国际委员会认定系统

美国:全球定位系统(GPS) 俄罗斯:全球导航卫星系统(GLONASS) 中国:北斗卫星导航系统 (BDS) 欧盟:伽利略定位系统,至2020年前,该系统的30颗卫星发射完成。

区域型卫星导航系统

中国:中国区域定位系统 (CAPS) 印度:印度区域导航卫星系统(IRNSS),此系统包含7颗卫星及地面设施,于2017年8月完成卫星发射部署,为印度自主的导航系统。

辅助型卫星导航系统

日本:准天顶卫星系统(QZSS)是美国GPS的辅助系统,只为服务日本地区,但在东亚能观测到该卫星的地区皆可利用。系统由4枚卫星组成,于2018年11月1日正式启用。

工作流程

组织结构

部门分工

人员分工

经营设计

需求分析

目标界定

总体结构设计

详细结构设计

参数设计

设计实施

原材料

主料

辅料

可选原料

设计和规划

位置与环境

投资与评估

规模与功能

风格与形式

成本

税费

金融成本

原材料成本

房租成本

能耗成本

人工成本

设备折旧

收益管理

消费曲线

时间分布

空间分布

目标群体

容量控制

风险控制

行业

国内市场

产量

消费量

国际市场

产量

消费量

主要公司

标准

文档

这里存放于条目相关的其他文档

北斗卫星导航系统发展报告_3.0版_.pdf

编辑成员
11 人

高逸伦, 叁宿四, 木又, Tracker, Xb7, 杨小歪, 九若离, 不忘初心, MikeWu597, Wilbur, 阿狸

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