北斗卫星导航系统-演讲参考讲解课件.ppt

1、系统介绍系统介绍北斗一代介绍北斗一代介绍北斗二代介绍北斗二代介绍应用介绍应用介绍北斗卫星总体规划北斗卫星总体规划北斗卫星导航系统按照三步走的总体规划分步实施：第一步，1994年启动北斗卫星导航试验系统建设，2000年形成区域有源服务能力；第二步，2004年启动北斗卫星导航系统建设，2012年形成区域无源服务能力；第三步，2020年北斗卫星导航系统形成全球无源服务能力。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-发展路线图发展路线图北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-工程任务工程任务+主要任务：研制生产5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星，在西昌卫星发射中心用CZ-3A系列运载火箭发射共35颗卫星，西安

2、卫星测控中心提供卫星发射组网与运行测控支持。2012年形成区域无源服务能力 2020年形成全球无源服务能力北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-系统组成系统组成系统组成：空间段：由5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星组成Non-GEO 卫星GEO 卫星卫星星座系统组成：地面段：由主控站、上行注入站和监测站组成北斗系统地面段北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-系统组成系统组成北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-系统组成系统组成系统组成：用户段：由北斗用户终端以及与其它GNSS兼容的终端组成北斗系统的用户终端 时间系统：北斗时（BDT）溯源到协调世界时UTC（NTSC），与UTC的时间偏差小于100纳

3、秒。BDT的起算历元时间是2006年1月1日零时零分零秒（UTC）。BDT与GPS时和Galileo时的互操作在北斗设计时间系统时已经考虑，BDT 与GPS时和Galileo时的时差将会被监测和发播。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-时间系统时间系统 坐标系统：北斗系统采用中国2000大地坐标系（CGS2000）。CGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5个厘米。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-坐标系统坐标系统北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-服务与性能服务与性能 全球服务 开放服务：定位精度:10 m测速精度:0.2 m/s授时精度:20 ns 授权服务 区域服务 广域差分服务

4、定位精度:1 m 短报文通信服务北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-系统介绍系统介绍北斗卫星导航系统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。北斗卫星导航系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统。该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并兼具短报文通信能力。2011年12月27日起，开始向中国及周边地区

5、提供连续的导航定位和授时服务。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-建设目标建设目标一代系统 2000年以来，中国已成功发射了4颗“北斗导航试验卫星”，建成北斗导航试验系统（第一代系统）。这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和GPS广域差分功能，并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥着重要作用。二代系统中国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务（属于第二代系统）。开放服务是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02

6、米/秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-发展计划发展计划第一步是试验阶段，即用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务，为“北斗”卫星导航系统建设积累技术经验、培养人才，研制一些地面应用基础设施设备等；第二步是到2012年，计划发射10多颗卫星，建成覆盖亚太区域的“北斗”卫星导航定位系统（即“北斗二号”区域系统）；第三步是到2020年，建成由5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-建设原则建设原则北斗卫星导航系统的建设与发展，以应用推广和产业发展为根

7、本目标，不仅要建成系统，更要用好系统，强调质量、安全、应用、效益，遵循以下建设原则：开放性北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放，为全球用户提供高质量的免费服务，积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作，促进各卫星导航系统间的兼容与互操作，推动卫星导航技术与产业的发展。自主性中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统，北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。兼容性在全球卫星导航系统国际委员会（ICG）和国际电联（ITU）框架下，使北斗卫星导航系统与世界各卫星导航系统实现兼容与互操作，使所有用户都能享受到卫星导航发展的成果。渐进性中国将积极稳妥地推进北斗卫星导航系统的建设与发展，不断完善服

8、务质量，并实现各阶段的无缝衔接。系统介绍系统介绍北斗一代介绍北斗一代介绍北斗二代介绍北斗二代介绍应用介绍应用介绍北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-一代系统介绍一代系统介绍 2000年十月和十二月，中国两次成功发射“北斗”导航试验卫星（一代），为中国“北斗”导航系统建设奠定了基础。“北斗导航试验卫星”由中国航天科技集团空间技术研究院研制。一代北斗卫星导航定位系统目前是由定位于赤道上空的两颗地球同步卫星、地面中心站、用户终端三部分组成的。定位可以由用户终端向中心站发出请求，中心站对其进行定位后将位置信息广播出去由该用户获取，也可以由中心站主动进行指定用户的定位，定位后不将位置信息发送给用户，而由中

9、心站保存。北斗导航系统在国际电信联盟登记的频段为卫星无线电定位业务频段，上行为L频段（频率161016265MHz），下行为S频段（频率248352500MHz）；登记的卫星位置为赤道面东经80度、140度和1105度（最后一个为备份星星位）。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-一代系统定位原理一代系统定位原理定位原理以2颗卫星的已知坐标为圆心，各以测定的本星至用户机距离为半径，形成2个球面，用户机必然位于这2个球面交线的圆弧上。电子高程地图提供的是一个以地心为球心、以球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。求解圆弧线与地球表面交点即可获得用户位置。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-一代综述一代综

10、述“北斗一号”是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的 发射现场。一种全天候、区域性的卫星定位系统。系统由两颗地球静止卫星(80E和140E)、一颗在轨备份卫星(110.50E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。其工作频率为2491.75MHz，系统能容纳的用户数为每小时540000户。具有卫星数量少、投资小、用户设备简单价廉、能实现一定区域的导航定位、通讯等多用途，可满足当前我国陆、海、空运输导航定位的需求。2007年2月3日，“北斗一号”第四颗卫星发射成功，不仅作为早期三颗卫星的备份，同时还将卫星导航定位系统的相关试验。目前，已组成了完整的卫星导航定

11、位系统，确保全天候、全天时提供卫星导航资讯。2011年12月27日开始，向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。目前的定位精度为25米。到2012年年底，北斗系统基本建成后将提供正式运行服务，届时覆盖区内定位精度达到10米北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-一代北斗系统的特点和不足一代北斗系统的特点和不足l一代北斗的特点一代北斗的特点北斗具有定位和通信双重作用,具备的短信通讯功能就是GPS所不具备的。北斗定位精度20米左右。目前北斗终端价格已经趋于GPS终端价格。.采用接收终端不需铺设地面基站。灾难中心的船只一秒钟就可以发出信息。l一代北斗的不足一代北斗的不足北斗一号系统属于有源定位系统，

12、系统容量有限，定位终端比较复杂。北斗一号系统属于区域定位系统，目前只能为中国以及周边地区提供定位服务，与GPS的全球定位相差甚远。定位精度低，定位精度最高20米，而GPS可以到10米以内。由于采用卫星无线电测定体制，用户终端机工作时要发送无线电信号，会被敌方无线电侦测设备发现，不适合军用。无法在高速移动平台上使用，且与GPS完善成熟的运营相比，未来处于不断完善之中。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-一代功能一代功能快速定位；地面中心站发出的测距信号（具体为格式化的帧结构及其伪码）含有时间信息，经过卫星-用户终端站-卫星，再回到中心站，由出入站信号的时间差可计算出距离。优先级最高的用户，从用户终

13、端站发射应答信号到用户终端站到定位结果，可在1s之内完成。定位精度高，一般为几十米，可提高到10m以内。实时导航；简短通信；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。根据不同的精度要求,利用授时终端,完成与北斗导航系统之间的时间和频率同步,提供100ns（单向授时）和20ns（双向授时）的时间同步精度。系统介绍系统介绍北斗一代介绍北斗一代介绍北斗二代介绍北斗二代介绍应用介绍应用介绍北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-二代系统综述二代系统综述2006年中国航天白皮书宣布将在未来5年启动五大航天工程，其中具有军事用途的第二代“北斗”卫星导航系统将在

14、4年内完成部署。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。“北斗二号”卫星导航系统空间段将由3颗GEO(静止轨道卫星，已向国际电联申请过)，

15、3颗IGSO(倾斜地球同步轨道卫星)，以及27颗中远轨道卫星。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-二代系统发展情况二代系统发展情况2011年5月18日，中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其在上海开幕的第二届中国卫星导航学术年会上表示，我国将积极推动各项政策举措，促进北斗卫星导航系统建设应用又好又快发展，2012年底以前我国还将发射约8颗北斗导航卫星，建成覆盖亚太地区的北斗区域卫星导航系统，除部分卫星用于系统试验验证和信号测试外，已构成“3+3”基本系统。我国北斗卫星导航系统建设已进入关键时期。2012.4.12下午，中国航天科技集团公司党组成员、副总经理张建恒接受华龙说:”北斗导航系统在亚太地区

16、已经完成组网建设，今年上半年可以达到13颗星，基本实现覆盖整个亚太地区”。系统介绍系统介绍一代北斗介绍一代北斗介绍二代北斗介绍二代北斗介绍应用介绍应用介绍北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-军事应用军事应用“北斗”卫星导航定位系统的军事功能与GPS类似，如：飞机、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航；弹道导弹机动发射车、自行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位，以缩短反应时间；人员搜救、水上排雷定位等。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-民用功能民用功能个人位置服务 当你进入不熟悉的地方时，你可以使用装有北斗卫星导航接收芯片的手机或车载卫星导航装置找到你要走的路线。北斗卫星导航系统北斗卫星导

17、航系统-民用功能民用功能气象应用气象应用 北斗导航卫星气象应用的开展，可以促进我国天气分析和数值天气预报、气候变化监测和预测，也可以提高空间天气预警业务水平，提升我国气象防灾减灾的能力。除此之外，北斗导航卫星系统的气象应用对推动北斗导航卫星创新应用和产业拓展也具有重要的影响。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-民用功能民用功能道路交通管理道路交通管理 卫星导航将有利于减缓交通阻塞，提升道路交通管理水平。通过在车辆上安装卫星导航接收机和数据发射机，车辆的位置信息就能在几秒钟内自动转发到中心站。这些位置信息可用于道路交通管理。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-民用功能民用功能航空运输航空运输 当飞机

18、在机场跑道着陆时，最基本的要求是确保飞机相互间的安全距离。利用卫星导航精确定位与测速的优势，可实时确定飞机的瞬时位置，有效减小飞机之间的安全距离，甚至在大雾天气情况下，可以实现自动盲降，极大提高飞行安全和机场运营效率。通过将北斗卫星导航系统与其他系统的有效结合，将为航空运输提供更多的安全保障。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-民用功能民用功能应急救援应急救援 卫星导航已广泛用于沙漠、山区、海洋等人烟稀少地区的搜索救援。在发生地震、洪灾等重大灾害时，救援成功的关键在于及时了解灾情并迅速到达救援地点。北斗卫星导航系统除导航定位外，还具备短报文通信功能，通过卫星导航终端设备可及时报告所处位置和受灾情

19、况，有效缩短救援搜寻时间，提高抢险救灾时效，大大减少人民生命财产损失。交通运输 基于北斗系统的“新疆公众交通卫星监控系统”、“公路基础设施安全监控系统”、“港口高精度实时定位调度监控系统”等应用推广工作，取得了良好的示范效果。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-民用推广民用推广海洋渔业 基于北斗系统的海洋渔业综合信息服务平台，实现了向渔业管理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务。基于北斗系统的海洋渔业综合信息服务网络海洋渔业应用分布 北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-民用推广民用推广水利 基于北斗系统的水文监测系统，实现了多山地域水文测报信息的实时传输，大大提高了灾情预报的

20、准确性，为制定防洪抗旱调度方案提供重要的保障。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-民用推广民用推广气象 研制成功了一系列气象测报型北斗终端设备，提出了实用可行的系统应用解决方案，解决了国家气象局和各地气象中心气象站的数字报文自动传输和可视化问题。基于北斗的高原地区气象监测站 基于北斗的珠峰气象监测站北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-民用推广民用推广林业 基于北斗的森林防火系统已成功用于实战，目前已经配备700多台套。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-民用推广民用推广通信 成功开展了北斗/GPS双模授时应用示范，突破了光纤拉远、抗干扰螺旋天线等关键技术，研发了一体化卫星授时系统。TD-SCDMAT

21、D-SCDMA抗干扰螺旋天线抗干扰螺旋天线北斗北斗/GPS/GPS光纤拉远授时示意图光纤拉远授时示意图北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-民用推广民用推广电力 成功开展了基于北斗系统的电力时间同步应用示范，为电力事故分析、电力预警系统、保护系统等高精度时间应用创造了条件。北斗/GPS高精度电力授时服务器北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-民用推广民用推广救援 基于北斗系统的导航定位、短报文通信以及位置报告功能，提供全国范围的实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等服务，极大地提高了灾害应急救援的快速反应能力和决策能力。减灾中心工作人员在玉树现场利用北斗用户机报告灾情汶川地震救灾现场北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-民用推广民用推广请各位领导及专家 提出宝贵意见！谢谢！