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北斗卫星导航系统  

2011-05-12 12:12:41|  分类: 物理学习 |  标签: |举报 |字号 订阅

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   北斗卫星导航系统 - 学习 - 平常的物理北斗卫星导航系统 - 学习 - 平常的物理北斗卫星导航系统是是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS),是除美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务,其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性这4项原则。2011年4月10日4时47分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭,成功将第八颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道。

北斗卫星导航系统 - 学习 - 平常的物理

 
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。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”(GLONASS)、欧洲“伽利略”(GALILEO)等其他卫星导航系统兼容的终端组成。目前全世界有4套卫星导航系统:中国北斗、美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”、欧洲“伽利略”。其中美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”已建成投入使用。中国北斗,欧洲“伽利略”仍处于建设阶段。我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0.2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。
  我国计划2012年左右,“北斗”系统将覆盖亚太地区,2020年左右覆盖全球。我国正在实施北斗卫星导航系统建设,已成功发射八颗北斗导航卫星。根据系统建设总体规划,2012年左右,系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力;2020年左右,建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。
     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。
短报文通信:一次可传送多达120个汉字的讯息。 精密授时:精度达10纳秒。
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。 系统容量:每小时540000户。

北斗卫星导航系统的优势:1、和美国的GPS、俄罗斯的GLONASS相比,增加了通讯功能。
2、全天候快速定位,与GPS精度相当。   
3、应用优势:同时具备定位与通信功能,无需其他通信系统支持;覆盖中国及周边国家和地区,24小时全天候服务,无通信盲区;
 特别适合集团用户大范围监控与管理,以及无依托地区数据采集用户数据传输应用;独特的中心节点式定位处理和指挥型用户机设计,可同时解决“我在哪?”和“你在哪?”;自主系统,高强度加密设计,安全、可靠、稳定,适合关键部门应用。
 

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