“北斗一号”卫星定位系统工作原理

“北斗一号”卫星定位系统工作原理该系统由三颗（两颗工作卫星、一颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、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(ns)的同步精度，其精度与GPS相当。2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥“双保险”作用。“北斗一号”卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。“北斗一号”的覆盖范围是北纬5°一55°，东经70°一140°之间的心脏地区，上打下小，最宽处在北纬35°左右。其定位精度为水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。工作频率：2491.75MHz。系统能容纳的用户数为每小时540000户。“北斗一号”卫星导航系统与GPS系统比较1、覆盖范围：北斗导航系统是覆盖我国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70°一140°，北纬5°一55°。GPS是覆盖全球的全天候导航系统。能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗)。2、卫星数量和轨道特性：北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星颗卫星的赤道角距约60°。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星，轨道赤道倾角55°，轨道面赤道角距60°。航卫星为准同步轨道，绕地球一周11小时58分。3、定位原理：北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。GPS是被动式伪码单向测距三维导航。由用户设备独立解算自位解算在那里而不是由用户设备完成的。为了弥补这种系统易损性，GPS正在发展星际横向数据链技术，使万一主控站被毁后GPS卫星可以独立运行。而“北斗一号”系统从原理上排除了这种可能性，一旦中心控制系统受损，系统就不能继续工作了。北斗系统三大功能快速定位：北斗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，定位精度20—100m；短报文通信：北斗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。北斗卫星定位系统将服务北京奥运从12月5日开幕的2007上海国际导航产业与科技发展论坛上获悉，由我国自主研发的北斗卫星导航系统已进入初步应用阶段。明年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥“双保险”作用。北斗定位导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统。中国卫星导航工程中心副主任冉承其介绍，北斗定位导航系统的开发具有重要意义,并有一些GPS系统所没有的长处，如在静态地图的基础上，可以把道路拥堵的实时情况在导航仪上反映出来。一代“北斗”是区域卫星导航系统，只能全天候、全天时用于中国及其周边地区；而ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ都是全球导航定位系统，在全球的任何一点，只要卫星信号未被遮蔽或干扰，都能接收到三维坐标。“区域性是我国双星定位的技术特点、水平以及国家需求决定的，”范本尧说。ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ的空间部分是高度在２万千米左右的卫星组成的网络。ＧＰＳ的卫星平均分布在６个轨道平面上，ＧＬＯＮＡＳＳ卫星平均分布在３个轨道平面上，不停地绕地球旋转。这样，在全球的任何位置、任何时间都可同时观测到４颗以上的卫星，通过它们就可以获得高精度的三维定位数据。“北斗”一号是双星定位，轨道偏高，距离地面３万６千千米，是地球同步静止轨道卫星。之所以要在这么高的高度是因为我们只有两颗定位卫星，不能覆盖整个地球，如果在较低轨道上绕地运行，每天就要有一定时间不能监控我国所在区域。