全球卫星导航系统格局讲解课件.ppt

1、全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局-四分天下 o 目前全球的卫星导航系统除了美国的GPS系统以外，还有欧洲的“伽利略”、俄罗斯的“格洛纳斯”、中国的“北斗”等全球卫星导航定位系统也在加快发展。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局o 美国的GPS卫星同步导航系统由24颗卫星组成，定位精确度约为误差少于10米，是全球卫星导航市场的垄断者。据悉，为保持在战略和经济领域的优势，美国还正在实验第二代卫星同步系统，计划再发射20颗卫星，总数达到44颗，届时精确度将高达误差少于1米。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局o 俄罗斯GLONASS卫星导航系统由24 颗卫星组成，

2、定位精确度约为10米左右。但由于俄罗斯长期受资金短缺困扰，GLONASS系统发展一直陷于停滞甚至倒退状态，目前在轨运行卫星只有17颗，俄罗斯正拉拢印度参与，俄政府期望于2008年可以令GLONASS卫星全部部署到位。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局o 从规划而言，欧洲的从规划而言，欧洲的“伽利略伽利略”卫星同步导航系统其规模极卫星同步导航系统其规模极大，最初规划时的目标就是要取代美国的大，最初规划时的目标就是要取代美国的GPS系统成为全球第一，系统成为全球第一，卫星数量为卫星数量为30颗，颗，27颗为工作卫星，颗为工作卫星，3颗为候补卫星，最高精确颗为候补卫星，最高精确度为误

3、差少于度为误差少于1米。米。o 欧盟诸国欧盟诸国2002年签署合建年签署合建“伽利略伽利略”系统协议时，预计到系统协议时，预计到2008年即可投入运作，但与其它欧盟多国计划一样，年即可投入运作，但与其它欧盟多国计划一样，“伽利略伽利略”也因合作国之间无法处理利益问题而一再拖延，目前最乐观的估也因合作国之间无法处理利益问题而一再拖延，目前最乐观的估计是计是2011年可以开始投入运作，而整个计划可于何时完成则无法年可以开始投入运作，而整个计划可于何时完成则无法估计。估计。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局伽利略系统o 在伽利略卫星导航系统的开发和经营方面，欧盟已与中国、印度、以色列

4、和乌克兰签署了合作开发协议，未来的伽利略系统将是一人定位于全球卫星导航市场、多国共同参与的系统，将成为美国GPS的重要竞争对手。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局伽利略系统o 伽利略系统将有5大业务：o 面向大众的普通业务；o 面向专业客户的商业业务；o 安全领域业务；o 搜寻和营救业务；o 公共业务。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局o 中国在2000年开始建设属于自己的“北斗”卫星同步导航定位系统，先后于2000年、2003年及今年发射了5颗导航定位卫星。由于受卫星数量和分布范围的限制，从严格意义上来讲，“北斗”卫星导航定位系统在现阶段仍是区域性有源三维卫星

5、定位与通信系统（CNSS）。o 北斗”系统一旦完成30颗卫星的全球导航规模构建，在规模上将超越俄罗斯的GLONASS，并进一步逼近美国的下一代GPS系统。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局“北斗北斗”誓言超欧、越俄、赶美誓言超欧、越俄、赶美 o 据介绍，正在建设的据介绍，正在建设的“北斗北斗”卫星导航系统卫星导航系统空间段可提供两种服务方式，空间段可提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。o 开放服务开放服务是在服务区免费提供定位、测速和是在服务区免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为授时服务，定位精度为10米，授时精度为米，授时精度为50纳秒，测速精度为纳秒，测速精度为0.

6、2米秒。米秒。o 授权服务授权服务是向授权用户提供更安全的定位、是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务信息。测速、授时和通信服务信息。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局北斗卫星导航系统与北斗卫星导航系统与GPS的比较的比较o 覆盖范围北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70-140，北纬5-55。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)。o 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

7、户设备独立解算自己三维定位数据。“北斗北斗”誓言超欧、越俄、赶美誓言超欧、越俄、赶美o“北斗北斗”卫星导航系统与其它全球导航与定位系统相卫星导航系统与其它全球导航与定位系统相比最大的优势，比最大的优势，在于它不仅能使用户知道自己的所在在于它不仅能使用户知道自己的所在位置，还可以告诉别人自己的位置在什么地方。位置，还可以告诉别人自己的位置在什么地方。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局GPS概述o 建立国家n美国(1958-1964年，海军导航卫星系统NNSS系统)o 目的n在全球范围内，提供实时、连续、全天候的导航定位及授时服务o 开始筹建时间（国防部NAVSTAR/GPS）n1

8、973年o 完全建成时间n1995年绪论绪论 全球定位系统的产生、发展及前景全球定位系统的产生、发展及前景 GPS概述概述GPS概述o 系统构成n空间星座部分、地面控制部分、用户设备部分o 服务方式n通过由多颗卫星所组成的卫星星座提供导航定位服务o 定位原理n距离交会o 测距原理n被动式电磁波测距o 特点n全球覆盖、全天候、不间断、精度高绪论绪论绪论绪论 全球定位系统的产生、发展及前景全球定位系统的产生、发展及前景 GPS概述概述“北斗北斗”系统运作原理与流程系统运作原理与流程 o“北斗北斗”卫星导航定位系统是全天候、全日卫星导航定位系统是全天候、全日时提供卫星导航定位信息的区域导航系统，时提

9、供卫星导航定位信息的区域导航系统，所以用户随时都可以接收到卫星广播的询问所以用户随时都可以接收到卫星广播的询问信号，服务范围以大陆地区为主。信号，服务范围以大陆地区为主。o 其定位原理系采用其定位原理系采用3球交会测星原理进行定球交会测星原理进行定位，位，以以2颗卫星为球心，颗卫星为球心，2球心至用户的距球心至用户的距离为半径可画出离为半径可画出2个球面另一个球面是以地个球面另一个球面是以地心为球心，画出以用户所在位置点至地心的心为球心，画出以用户所在位置点至地心的距离为半径的球面，距离为半径的球面，3个球面的交会点即为个球面的交会点即为用户的位置。用户的位置。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全

10、球卫星导航系统格局“北斗北斗”系统运作原理与流程系统运作原理与流程 o“北斗北斗”卫星导航定位系统是由卫星导航定位系统是由太空的导航通信卫太空的导航通信卫星、地面控制中心和客户端三部分组成星、地面控制中心和客户端三部分组成：o 空间端空间端有有2枚地球同步轨道卫星，执行地面控制中枚地球同步轨道卫星，执行地面控制中心与客户端的双向无线电信号的中继任务；心与客户端的双向无线电信号的中继任务；o 地面端地面端包括民用网管中心，主要负责无线电信号的包括民用网管中心，主要负责无线电信号的发送接收，及整个系统的监控管，其中，民用网管发送接收，及整个系统的监控管，其中，民用网管中心负责系统内民用用户的标记、

11、识别和运行管理；中心负责系统内民用用户的标记、识别和运行管理；o 客户端客户端是直接由用户使用的设备，即用户机，主要是直接由用户使用的设备，即用户机，主要用于接收地面控制中心经卫星转发的测距信号。用于接收地面控制中心经卫星转发的测距信号。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局o 北斗卫星导航系统组成：北斗空间端用户端地面端静止卫星非静止卫星其它地面站监测站注入站主控站兼容其他卫星系统终端北斗用户端5颗30颗“北斗北斗”系统运作原理与流程系统运作原理与流程 o 简单的说，简单的说，“北斗北斗”卫星导航定位系统具有卫星导航定位系统具有快速定位、简短通信和精密授时快速定位、简短通信和精密

12、授时的三大主要的三大主要功能。功能。o 快速定位快速定位：从用户发出定位申请，到收到结：从用户发出定位申请，到收到结果，只需果，只需1秒钟。而在这秒钟。而在这1秒钟内，整个系秒钟内，整个系统要完成发送申请信号、上传卫星、经地面统要完成发送申请信号、上传卫星、经地面控制中心计算出位置，再从卫星将定位信息控制中心计算出位置，再从卫星将定位信息送返申请用户等流程，而其中快速捕捉信号送返申请用户等流程，而其中快速捕捉信号只用了几毫秒。只用了几毫秒。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局“北斗北斗”系统运作原理与流程系统运作原理与流程 o 简短通信简短通信：“北斗北斗”卫星导航定位系统具有卫

13、星导航定位系统具有用户与用户、用户与地面控制中心之间双向用户与用户、用户与地面控制中心之间双向数字简讯通信能力。运作流程为地面控制中数字简讯通信能力。运作流程为地面控制中心接收到用户发送来的响应信号中的通信内心接收到用户发送来的响应信号中的通信内容，进行解读后再传送给收件人客户端。这容，进行解读后再传送给收件人客户端。这种简讯通信服务，种简讯通信服务，GPS无法提供。无法提供。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局“北斗北斗”系统运作原理与流程系统运作原理与流程 o 精密授时精密授时：“北斗北斗”导航系统具有单向和双导航系统具有单向和双向向2种授时功能，根据不同的精度要求，定种授时功能，根据不同的精度要求，定时传送最新授时信息给客户端，供用户完成时传送最新授时信息给客户端，供用户完成与与“北斗北斗”卫星导航定位系统间时间差的修卫星导航定位系统间时间差的修正。正。绪论绪论 全球卫星导航系统格局全球卫星导航系统格局谢 谢！