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    北斗卫星导航系统是通过什么来进行定位和通讯

    发布日期:2018-07-29 作者: 点击:

          北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是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、俄罗斯格洛纳斯、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。

    从古至今,人类在生产和生活实践中发明了多种导航方法。例如,天文导航是通过观测天体的位置来确定自身的位置和航向,此法设备简单,但受到气象条件的限制;无线电导航是接收海岸电台发出的无线电波来确定舰船自身的位置,它虽不受气象条件的影响,但由于无线电波的传播距离有限,故用于远航时有困难;其他导航方法也不尽如人意。从目前的技术水平和可以预见的将来看,卫星导航技术是一种比较理想的导航工具。卫星导航技术是指利用一组导航卫星,对地面、海洋和空间用全户进行精确的定位。它具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点,已成为应用广泛的导航定位技术。

         第一代北斗卫星导航系统的工作过程是:首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号,然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。 对定位申请,中心控制系统测出两个时间延迟:即从中心控制系统发出询问信号,经某一颗卫星转发到达用户,用户发出定位响应信号,经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟;和从中心控制发出询问信号,经上述同一卫星到达用户,用户发出响应信号,经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的,因此由上面两个延迟量可以算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,又可知道用户处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。

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    四大功能

      短报文通信:北斗系统用户终端具有双向报文通信功能,用户可以一次传送多达120个汉字的信息。目前在远洋航行中有重要的应用价值。

      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(1σ),设立标校站之后为20米(类似差分状态)。

    工作频率:2491.75MHz。

      系统容纳的最大用户数:每小时540000户。

    第二代“北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星,足足要比GPS多出11颗。按照规划,“北斗”卫星导航定位系统将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,采用“东方红”-3号卫星平台。30颗非静止轨道卫星又细分为27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星组成,27颗MEO卫星平均分布在倾角55度的三个平面上,轨道高度21500公里。“北斗“卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。开放服务在服务区免费提供定位,测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度为0.2米/秒。授权服务则是军事用途的马甲,将向授权用户提供更安全与更高精度的定位,测速,授时服务,外加继承自北斗试验系统的通信服务功能。


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