四大全球卫星定位系统比较 ppt课件
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➢ 2012年形成区域无源服务能力 ➢ 2020年形成全球无源服务能力
14
北斗卫星导航系统-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
GEO 卫星
星座
Non-GEO 卫星
15
北斗卫星导航系统-系统组成
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
GPS全球定位系统 8
GPS-定位系统的应用
陆地应用
海洋应用
航空航天
车辆导航 应急反应 大气物理观测 地球资源勘探 工程测量 变形监测 地壳运动监测 市政规划控制
远洋船最佳航 程航线测定 船只实时调度 与导航 海洋救援 海洋探宝 水文地质测量 海洋平台定 海平面升降监 测
飞机导航 航空遥感姿态 控制 低轨卫星定轨 导弹制导 航空救援 载人航天器防 护探测
➢ 第三步，2020年北斗卫星导航系统形成全球无源 服务能力。
12
北斗卫星导航系统-发展路线图
13
北斗卫星导航系统-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， 西安卫星测控中心提供卫星发射组网与运行测控支持。
4
GPS-发展历程
➢ GPS实施计划共分三个阶段： ➢ 第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到1979
年，共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地 面跟踪网。 ➢ 第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年， 又陆续发射了7颗试验卫星，研制了各种用途接收机。实 验表明，GPS定位精度远远超过设计标准。 ➢ 第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工 作卫星发射成功，表明GPS系统进入工程建设阶段。 1993年底实用的GPS网即（21+3）GPS星座已经建成，之 后根据计划更换失效的卫星。
9
GPS-定位
➢ 单点定位 ➢ GPS系统在每颗卫星上装置有十分精密的原子钟，并由监测站经常进行
校准。卫星发送导航信息，同时也发送精确时间信息。 ➢ 单点定位精度±15～30米
➢ 差分定位 ➢ 它实际上是在一个测站对两个目标的观测量、两个测站对一个目标的观测量或
一个测站对一个目标的两次观测量之间进行求差。其目的在于消除公共项，包 括公共误差和公共参数。 ➢ 在GPS定位过程中，存在三部分误差。 第一部分是对每一个用户接收机所共有的，例如：卫星钟误差、星历误差、电 离层误差、对流层误差等； 第二部分为不能由用户测量或由校正模型来计算的传播延迟误差；第三部分为 各用户接收机所固有的误差，例如内部噪声、通道延迟、多径效应等。利用差 分技术第一部分误差可完全消除，第二部分误差大部分可以消除。 第三部分误差则无法消除，只能靠提高GPS接收机本身的技术指标 ➢ 载波相位和差分定位技术的应用使测量定位精度可以达到毫米级精度
5
GPS-系统组成
GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制部分和用户设备三部分组成。
6
GPS-系统组成
GPS构成
空间部分
•24颗工作卫星组成 •距地表20200km上 空
•全球任何地方、任 何时间都可观测到4 颗以上的卫星
地面控制
•监测站 •主控制站 •地面天线
用户设备
•测量出接收天线至 卫星的伪距离和距 离的变化率 •计算出用户所在经 纬度、高度、速度、 时间
7
GPS-系统特点
➢ 高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛 ➢ 全球，全天候工作：能为用户提供连续，实时的三维位置，三 维速度和精密时间。不受天气的影响。 ➢ 定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可 达厘米级和毫米级。 ➢ 功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测 量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用.
18
北斗卫星导航系统-坐标系统
➢ 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
四大全球卫星定位系统 介绍及比较
1
➢ Βιβλιοθήκη Baidu国的GPS
➢ 中国的北斗
➢ 俄罗斯的GLONASS
➢ 欧盟的Galileo
➢ 四大系统参数应用比较
PPT课件
2
➢ GPS即全球定位系统（Global Positioning System）是美 国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元， 于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维 导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。 ➢ 全球定位系统（Global Positioning System）是美国第 二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起 来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样， 全球定位系统由太空卫星部分、地面监控部分和用户接收机三 大部分组成。
10
➢ 美国的GPS ➢ 中国的北斗
➢ 俄罗斯的GLONASS ➢ 欧盟的Galileo
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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；
3
➢ GPS由美国军方控制，星座由24颗卫星组成，分布在6个 轨道面上，可以保证无论在世界什么地方，几乎随时都可 以捕获到其中的4颗卫星。每颗GPS卫星都发送两个频率的 载波信号，一种信号是民码，抗干扰能力比较差，供民用 用户使用，用户可自由接收；另一种信号是军码，抗干扰 能力比较强，供军用接收机修正电离层误差，采取加密手 段，不能随意接收。
16
北斗卫星导航系统-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
17
北斗卫星导航系统-时间系统 ➢ 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。
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北斗卫星导航系统-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
GEO 卫星
星座
Non-GEO 卫星
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北斗卫星导航系统-系统组成
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
GPS全球定位系统 8
GPS-定位系统的应用
陆地应用
海洋应用
航空航天
车辆导航 应急反应 大气物理观测 地球资源勘探 工程测量 变形监测 地壳运动监测 市政规划控制
远洋船最佳航 程航线测定 船只实时调度 与导航 海洋救援 海洋探宝 水文地质测量 海洋平台定 海平面升降监 测
飞机导航 航空遥感姿态 控制 低轨卫星定轨 导弹制导 航空救援 载人航天器防 护探测
➢ 第三步，2020年北斗卫星导航系统形成全球无源 服务能力。
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北斗卫星导航系统-发展路线图
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北斗卫星导航系统-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， 西安卫星测控中心提供卫星发射组网与运行测控支持。
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GPS-发展历程
➢ GPS实施计划共分三个阶段： ➢ 第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到1979
年，共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地 面跟踪网。 ➢ 第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年， 又陆续发射了7颗试验卫星，研制了各种用途接收机。实 验表明，GPS定位精度远远超过设计标准。 ➢ 第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工 作卫星发射成功，表明GPS系统进入工程建设阶段。 1993年底实用的GPS网即（21+3）GPS星座已经建成，之 后根据计划更换失效的卫星。
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GPS-定位
➢ 单点定位 ➢ GPS系统在每颗卫星上装置有十分精密的原子钟，并由监测站经常进行
校准。卫星发送导航信息，同时也发送精确时间信息。 ➢ 单点定位精度±15～30米
➢ 差分定位 ➢ 它实际上是在一个测站对两个目标的观测量、两个测站对一个目标的观测量或
一个测站对一个目标的两次观测量之间进行求差。其目的在于消除公共项，包 括公共误差和公共参数。 ➢ 在GPS定位过程中，存在三部分误差。 第一部分是对每一个用户接收机所共有的，例如：卫星钟误差、星历误差、电 离层误差、对流层误差等； 第二部分为不能由用户测量或由校正模型来计算的传播延迟误差；第三部分为 各用户接收机所固有的误差，例如内部噪声、通道延迟、多径效应等。利用差 分技术第一部分误差可完全消除，第二部分误差大部分可以消除。 第三部分误差则无法消除，只能靠提高GPS接收机本身的技术指标 ➢ 载波相位和差分定位技术的应用使测量定位精度可以达到毫米级精度
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GPS-系统组成
GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制部分和用户设备三部分组成。
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GPS-系统组成
GPS构成
空间部分
•24颗工作卫星组成 •距地表20200km上 空
•全球任何地方、任 何时间都可观测到4 颗以上的卫星
地面控制
•监测站 •主控制站 •地面天线
用户设备
•测量出接收天线至 卫星的伪距离和距 离的变化率 •计算出用户所在经 纬度、高度、速度、 时间
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GPS-系统特点
➢ 高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛 ➢ 全球，全天候工作：能为用户提供连续，实时的三维位置，三 维速度和精密时间。不受天气的影响。 ➢ 定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可 达厘米级和毫米级。 ➢ 功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测 量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用.
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北斗卫星导航系统-坐标系统
➢ 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
四大全球卫星定位系统 介绍及比较
1
➢ Βιβλιοθήκη Baidu国的GPS
➢ 中国的北斗
➢ 俄罗斯的GLONASS
➢ 欧盟的Galileo
➢ 四大系统参数应用比较
PPT课件
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➢ GPS即全球定位系统（Global Positioning System）是美 国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元， 于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维 导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。 ➢ 全球定位系统（Global Positioning System）是美国第 二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起 来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样， 全球定位系统由太空卫星部分、地面监控部分和用户接收机三 大部分组成。
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➢ 美国的GPS ➢ 中国的北斗
➢ 俄罗斯的GLONASS ➢ 欧盟的Galileo
11
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；
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➢ GPS由美国军方控制，星座由24颗卫星组成，分布在6个 轨道面上，可以保证无论在世界什么地方，几乎随时都可 以捕获到其中的4颗卫星。每颗GPS卫星都发送两个频率的 载波信号，一种信号是民码，抗干扰能力比较差，供民用 用户使用，用户可自由接收；另一种信号是军码，抗干扰 能力比较强，供军用接收机修正电离层误差，采取加密手 段，不能随意接收。
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北斗卫星导航系统-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
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北斗卫星导航系统-时间系统 ➢ 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。