卫星导航系统的事儿.pdf

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1、星导航系统的事儿◎王超说起指南针，估计无人不知、无人不晓，它是我国古代四大发明之一，为世界文明发展作出过巨大的贡献。不过，受地球磁场的影响，指南针的功能受到很大限制。于是，一项用于指引人类方向的高科技产品应运而生，这就是卫星导航系统。提到卫星导航系统，大家可能立刻想到的就是GPS(GlobalPositioningSystem)了。由于先入为主的关系，它几乎已经成为了卫星导航系统的代名词。那么，到底什么是卫星导航系统呢?认识卫星导抗系统卫星导航系统由地面控制部分、导航卫星和地面用户设备三部分组成。它利用卫星为空间基准

2、点，向用户终端播发无线电信号，从而确定用户的位置、速度和时间；最大的优点就是不受气象条件、航行距离的限制，且导航精度高。其中，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)、监测站(数据自动收集中心)、地面天线(在主控站的控制下，向卫星注入寻电文)和通讯辅助系统(数据传输)组成；导航卫星一般位于距离地面2万千米左右的太空，整个全球定位系统中的卫星数量在24~30颗，分布在3个或6个轨道平面上。有时候为了以防万一，还会在每个轨道上部署一颗备份卫星，一旦有卫星发生故障，就可以立即取代故障卫星。地面用户设备主

3、要就是导航信号的接收机。当它捕获到跟踪的卫星信号后，经过一定的解调、测算，就可以计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、时问等信息。世界上第一个卫星导航系统早在上世纪60年代，GPS诞生前，美国就曾研制成功世界上第一个卫星导航系统——子午仪卫星导航系统。它是一种全球、全天候卫星导航定位系统，由于是由海军开发，因此又叫海军卫星导航系统。不过它却存在先天缺陷：不能连续实时导航，只能给出经纬度的二维坐标，用户必须等待卫星飞过头顶时才能定位，一次定位需要5～6分钟等。世界上最成熟的卫星导航系统由于子午仪卫星导航系统存在的种种缺

4、陷，美国海陆空三军开始联合研制新一代的卫星导航系统。按照计划，除了导航功能外，新一代的卫星导航系统还要能用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。1994年，美国第二代卫星导航系统——全球定位系统(GPS)研制成功。整个GPS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。作为先进的测量手段和新的生产力，GPS系统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领域，它的主要用途有：(1)陆地应用，如车辆导航、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、地壳运动监测等；(

5、2)海洋应用，如远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；(3)航空航天应用，如飞机导航、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。目前，美最新一代的卫星导航系统GPSHI已经“整装待发”，部分卫星将在今年发射升空。它也将比现在的GPS系统具有更强大、更可靠和更多的功能。世界上最具潜力的卫星导航系统由于GPS规模大、造价高，并且只能导航，无法通信，不能满足日益增长的用户需求。最重要的是，如果仅依赖GPS，很容易受美国控制。比如

6、战争情况下，美国就可能通过控StJGPS来影响战局。因此，基于经济利益和国家安全的考虑，我国急需建立起自己的卫星导航系统。正是在这种情况下，北斗卫星导航系统开始研制，并获得成功。北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatel1iteSystem，缩写BDS)是我国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。它的空问部分包括5颗静止轨道卫星+n3o颗非静止轨道卫星；地面部分有主控站、注入站和监测站等若{二个地面站；用户端由北斗用尸l终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端组成。同为卫星导航系统，北斗有哪些特点?它与

7、美国GPS有哪些不同?⋯⋯这些问题自然会成为人们关注的焦点。下面，小编就带你了解几条。亮点一：混合轨道。北斗导航轨道是个特殊的混合轨道，可提供更多的可见卫星的数目。卫星越多，导航定位的精度越高，能支持更长的连续观测时问和更高精度的导航数据。北斗卫星导航系统开放服务可以向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0．2米／秒，授时精度10纳秒。亮点二：通讯功能。北斗卫星导航系统与美国GPS相比，增加了通讯功能，一次可传送多达120个汉字的信息。亮点三：位置报告。用户和用户之间可实现数据交换，比如物流公司

8、监控，把车上所有货物的信息通过传感器发送到信息中心，就可用北斗链路完成信息收集后进行发射；只要到了信息中心，可以自动算出发射时间和位置，信息量LLGPS大得多。亮点四：模式兼容。北斗全球定位系统功能具备与GPS的互操作性，北斗多模用户机既可以接收北斗信号，也能够接收GPS信号，并且实现多种原理的位置报告，稳定性更高。从2000年10月31“北斗