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1、北斗卫星导航系统,2013年1月,0、系统目标,北斗卫星导航系统是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统。北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。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。,一、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,缩写为BDS,与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利
2、略系统兼容共用的全球卫星导航系统，并称全球四大卫星导航系统。,第一步：2000年建成了北斗卫星导航试验系统，使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。,第二步：建设北斗卫星导航系统，2012年左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。,第三步：2020年左右，北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。,北斗的进展稳步推进,二、系统原理,四个卫星定一个目标,卫星导航，就是一种无线电导航。它使用的参考点是天空中飞行的人造地球卫星。卫星导航具有高精度、全天候、全天时，全球覆盖和实时连续等优势，在专业领域和大众生活中都得到了广泛应用。,三、系统组成,（1）空间段,由5颗GEO（静止轨道）卫星和30颗Non
3、-GEO（非静止轨道）卫星组成,空间星座,GEO 卫星,MEO 卫星,三、系统组成,（2）地面段,由主控站、上行注入站和监测站等若干个地面站组成,三、系统组成,（3）用户段,由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终端组成,北斗系统的用户终端,四、系统功能,精密授时：北斗系统具有时精密授时功能，可向用户提供20ns-100ns间同步精度。,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120个汉 字的短报文信息，在远洋航行中有重要的应用价值。,系统容纳的最大用户数：540000户/小时。,定位精度：单独使用时全球范围定
4、位精度优于10米；与其他系统兼容使用时优于5米； 战略重点地区单独使用时优于5米；在我国领土及周边广域差分服务优于1 米；测速精度优于0.2米/秒。工作频率：2491.75MHz。,五、系统应用,军事服务,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。北斗功能用在军事上，意味着可主动进行各级部队的定位，也就是说大陆各级部队一旦配备“北斗”卫星导航定位系统，除了可供自身定位导航外，高层指挥部也可随时通过“北斗”系统掌握部队位置，并传递相关命令，对任务的执行有相当大的助益。换言之，大陆可
5、利用“北斗”卫星导航定位系统执行部队指挥与管制及战场管理。,五、系统应用,民用服务,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。,卫星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
6、。,卫星导航将促进传统运输方式实现升级与转型。例如，在铁路运输领域，通过安装卫星导航终端设备，可极大缩短列车行驶间隔时间，降低运输成本，有效提高运输效率。未来，北斗卫星导航系统将提供高可靠、高精度的定位、测速、授时服务，促进铁路交通的现代化，实现传统调度向智能交通管理的转型。,铁路智能交通,道路交通管理,个人气象应用,个人位置服务,五、系统应用,民用功能,海运和水运,海运和水运是全世界最广泛的运输方式之一，也是卫星导航最早应用的领域之一。目前在世界各大洋和江河湖泊行驶的各类船舶大多都安装了卫星导航终端设备，使海上和水路运输更为高效和安全。北斗卫星导航系统将在任何天气条件下，为水上航行船舶提供导
7、航定位和安全保障。同时，北斗卫星导航系统特有的短报文通信功能将支持各种新型服务的开发。,当飞机在机场跑道着陆时，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。,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
8、备可及时报告所处位置和受灾情况，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。,航空运输,应急救援,六、系统服务,全球服务,开放服务：免费、开放,授权服务：确保高可靠应用。（甚至是在复杂条件下）,定位精度:10m 测位精度:0.2m/s 授时精度：20ns 在二期工程完成之后，北斗导航系统服务范围将由我国及周边地区向全球扩展，导航定位精度将提高，全球区域达到水平5米，高程8米。,区域服务,广域差分服务,定位精度:1m,短报文通信服务,七、系统优势,北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步颗卫卫星且两颗卫星间的赤道角距约60。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星，轨道
9、赤道倾角55，轨道面赤道角距60。航卫星为准同步轨道，绕地球一周11小时58分。,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70一140，北纬5一55。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)。,覆盖范围,2. 卫星数量和轨道特性范围,七、系统优势,北斗导航系统由于是主动双向测距的询问-应答系统，用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号，还要求用户设备向同步卫星发射应答信号，这样，系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。因此，北斗导航系统的用户设备容
10、量是有限的。GPS是单向测距系统，用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位，因此GPS的用户设备容量是无限的。,4. 用户容量,北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。,3. 定位精度设计,七、系统优势,6. 实时性,5. 生存能力,和所有导航定位卫星系统一样，“北斗一号“基于中心控制系统和卫星的工作，但是“北斗一号“对中心控制系统的依赖性明显要大很多，因为定位解算在那里而不是由用户设备完成的。为了弥补这种系统易损性，GPS正在发展星际横向数据链技术，使万一主控站被毁后GPS卫星可以独立运行。而“北斗一号“系统从原理上排除了这种可能性，一旦中心控制系统受损，系统就不能继续工作了。,“北斗一号“用户的定位申请要送回中心控制系统，中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户，其间要经过地球静止卫星走一个来回，再加上卫星转发，中心控制系统的处理，时间延迟就更长了，因此对于高速运动体，就加大了定位的误差。,八、系统特性,兼容北斗和GPS支持多星系统更强信号更大可用性，特别是亚太地区，由于增加跟踪卫星数量，提高系统 精度与可靠性，效果远远好于GPS,特别是高遮挡地区自主知识产权，不受GPS的限制,谢谢！,
