北斗系统关键技术及应用
北斗系统介绍
北斗系统设计及其关键技术朱联军(重庆邮电大学,重庆市,400065)中文摘要:北斗卫星导航系统是中国正自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。
与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。
本文中,对北斗系统的系统架构、信号结构、信号检测、关键技术以及取上述其他系统的区别做了一定程度的介绍。
中文关键词:北斗卫星导航系统;系统架构;信号结构;信号检测;关键技术The design of Beidou system and it’s key technologieszhulianjun(Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing,400065)Abstract: As a global satellite navigation system,the Beidou satellite navigation system is being developed by our country and it can run independently. The GPS of the United States,the Russia's GLONASS, the European Galileo satellite navigation system and the Beidou system said consist the world's top four satellite navigation system. In this paper, we will introduce the Beidou system’s architecture, the structure of the signal, the signal’s detection, key technologies ,and the different with the other’s satellite navigation system. the other of the above key technologies and systems to do a certain degree ofKey words:System’s architecture; signal’s structure; signal’s detection; Beidou satellite navigation system key technologies0.引言北斗卫星导航系统(BeiDou 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。
北斗导航原理
北斗导航原理北斗导航系统是中国自主研发的卫星导航定位系统,是全球四大卫星导航系统之一。
它由一组卫星和地面控制站组成,能够为全球用户提供高精度、高可靠的定位、导航和时间服务。
那么,北斗导航系统是如何实现定位和导航的呢?接下来,我们就来了解一下北斗导航的原理。
首先,北斗导航系统是由一组卫星和地面控制站组成的。
卫星是北斗导航系统的核心,它们以地球同步轨道和倾斜地球同步轨道运行,每颗卫星都携带有高精度的原子钟和导航设备。
地面控制站用来控制卫星的轨道和时钟,保证卫星的正常运行和提供导航信号。
其次,北斗导航系统实现定位和导航的原理是通过卫星信号的传输和接收。
当用户需要定位或导航时,接收设备会向卫星发送请求信号,卫星在接收到请求信号后,会向用户发送导航信号。
用户接收到来自不同卫星的导航信号后,根据信号的传输时间和卫星位置信息,可以计算出自己的位置和速度,从而实现定位和导航。
另外,北斗导航系统实现定位和导航的原理还包括了时间同步。
由于卫星携带有高精度的原子钟,它们可以提供非常准确的时间信号。
用户接收到来自不同卫星的时间信号后,可以利用这些信号进行时间同步,确保定位和导航的准确性。
总的来说,北斗导航系统实现定位和导航的原理主要包括了卫星信号的传输和接收、时间同步等关键技术。
通过这些技术的应用,北斗导航系统可以为用户提供高精度、高可靠的定位和导航服务,广泛应用于航空航天、交通运输、军事安全等领域。
综上所述,北斗导航系统是通过一组卫星和地面控制站实现定位和导航的,它利用卫星信号的传输和接收、时间同步等关键技术,为用户提供高精度、高可靠的定位和导航服务。
随着北斗导航系统的不断完善和发展,相信它将在更多领域发挥重要作用,为人们的生活和工作带来更多便利和安全保障。
北斗卫星导航系统的技术创新及应用
北斗卫星导航系统的技术创新及应用随着社会的快速发展和科技的不断进步,人们的生活也与时俱进。
近年来,人们对交通运输的需求越来越高,因此导航系统也就是非常必要的存在。
对于移动设备而言,影响性能的主要是其导航功能。
因此,北斗卫星导航系统技术愈发重要。
本文主要介绍北斗卫星导航系统的技术创新及其应用。
一. 北斗卫星导航系统概述北斗卫星导航系统是我国自行研发的全球导航卫星系统,具有完全自主的知识产权。
目前,北斗卫星导航系统在全球范围内已经完成了第三代全球导航系统建设,实现了全球定位、全球通信和全球数字广播等功能。
北斗卫星导航系统是由地面控制系统、空间卫星系统和用户终端三个部分组成的。
地面控制系统负责射击、轨道控制、导航信息广播、用户服务和数据处理等工作。
空间卫星系统主要包括卫星星座、分布在不同轨道上的多颗卫星和地球上的用户终端设备,用于为全球用户提供卫星导航、定位信息和授时服务等功能。
用户终端可以接收和处理卫星信号,并将其转化成定位信息。
二. 北斗卫星导航系统的技术创新1. 时间频率标准化技术时间频率标准化技术是北斗卫星导航系统技术创新中的一项重要内容。
该技术可以为用户提供高精度、高稳定性的时间和频率服务。
该技术采用“双星对比”和“多站同步”技术,实现快速、准确的时间同步和频率同步。
基于这个技术,北斗系统开发了高精度授时单元,为各种应用提供精确的时间和频率支撑。
2. 数据接入技术数据接入技术是北斗卫星导航系统技术创新的另一个重要方面。
该技术通过多颗卫星和地面控制站之间的差分通信,实现对卫星信号的快速、可靠、高效的接收、处理和传输。
数据接入技术是实现高可靠、高精度的卫星导航、定位、授时和通信应用的关键技术之一。
3. 小型化智能化技术随着卫星导航技术的不断发展,终端用户的需求也在不断增加。
小型化智能化技术是北斗卫星导航系统技术创新的又一重要方向。
该技术将高科技、高效能的卫星导航技术工艺与电子技术相结合,生产出种类繁多、功能强大、性能优良的用户终端产品。
中国北斗系统应用方案
北斗系统运用方案概述1.1.系统概述1.2.北斗概述“北斗一号”卫星导航定位系统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一种新型、全天候、区域性的卫星定位系统。
“北斗一号”卫星导航定位系统由两颗地球同步卫星、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成,各部分通过出站链路(中心控制系统→卫星→用户)和入站链路(用户→卫星→中心控制系统)相连接,其定位使用“三球交汇”原理,有别于GPS、GLONASS等系统,并且定位、通信和授时三大功能可以在同一信道中完成。
此外,通过用户终端(即卫星导航定位通信机),“北斗一号”系统用户可以从运营商获得以三大功能为基础的各种附加服务。
“北斗一号”系统与GPS、GLONASS等系统不同,属于有源定位系统,用户终端需要在捕获卫星信号后发送定位申请才能够获得由中心控制系统计算得到的定位结果,因此用户机不需根据卫星信号计算定位数据,但必须向卫星发射信号。
“北斗一号”卫星导航定位系统优于GPS、GLONASS等系统的是,它在同一卫星信道中为用户提供了简短数字报文通信的功能,从而可以使用户机与中心控制系统、用户终端之间进行数据通信,不仅能够回答“我在哪”的问题,而且可以协同回答“他在哪”以及“他们在哪”的问题,这将极大地丰富系统的应用功能。
所以,“北斗一号”系统的三大功能:快速定位:北斗系统可为服务区域内用户提供全天候、高精度、快速实时定位服务,定位精度20—100m;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30个汉字的短报文信息;精密授时:北斗系统具有精密授时功能,可向用户提供高达20ns时间同步精度。
“北斗一号”系统的五大优势: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”、“你在哪”、“他在哪”以及“他们在哪”;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。
北斗卫星导航系统现状及通信中的应用
北斗卫星导航系统现状及通信中的应用摘要:卫星导航系统的基本功能之一是实现对用户的定位,并尽量减少定位误差。
因此,为实现对用户目标的准确定位,分别研究了“北斗一代”系统的双星三球交汇定位方法和“北斗二代”导航系统RNSS定位方法。
同时利用最小二乘法来求解用户位置坐标,满足电力系统用户精确定位的需求。
鉴于此,本文主要分析北斗卫星导航系统现状及通信中的应用。
关键词:北斗卫星导航系统;通信;应用中图分类号:TM76 文献标识码:A1、概述北斗卫星导航系统(BDS)历经北斗一号、北斗二号系统工程建设,于2018年12月27日完成北斗新一代卫星导航基本系统阶段建设,通过18颗MEO卫星为“一带一路”区域用户提供基本导航服务,并计划于2020年提供全球覆盖全天候连续精确的定位、测速、授时、位置报告与报文通信等功能服务,为我国国防建设和经济社会发展提供时空定位领域的基础保障,促进我军整体作战效能大幅提升、部队信息化建设的跨越式发展,同时带动导航、通信等基于时空定位的现代高科技信息产业的发展,提升我国作为世界大国的国际地位。
从工程建设到运行维护再到应用推广的各个环节,都迫切需要通过标准化手段进行协调、统一和规范,以保障工程研制建设的顺利开展,保证系统的稳定运行,规范并推动北斗广泛应用。
综合陆、海、空、天等各类军民用户定位、导航、授时、位置报告等各类使用需求,卫星导航系统需要提供的服务,按照服务功能特征不同,应包括基本导航服务、位置报告与报文通信服务、星基增强服务三大类,其中,基本导航服务是指运用卫星无线电导航业务(RNSS)原理实现全球范围的连续实时定位、导航、授时服务能力。
仅就BDS基本导航服务而言,基本导航服务体系建立与维持如果能够与实际系统紧密结合,适时的进行补充、修改、完善,可以全面、系统的展现当前和未来一段时间内规划的基本导航服务标准编制修订情况,可以指导和规划标准的编制工作,这不但是系统自身建设和不断完善发展的内在需要,更是我国卫星导航系统标准化建设的必然要求,也是为我们参与国际合作、占领国际市场提供基础和推广支撑。
基于北斗的农业机械自动导航作业关键技术及应用科学进步奖材料
基于北斗导航系统的农业机械自动导航作业关键技术及应用
基于北斗导航系统的农业机械自动导航作业关键技术及应用,是中国工程院院士罗锡文团队的重要科研成果之一。
该项目在农业科技领域具有重大突破和创新价值,主要体现在以下几个方面:
1. 关键技术研发:
-基于北斗卫星导航系统高精度定位技术,开发了适用于农业机械的自主导航系统,实现了农机作业路径规划、自动对行以及精准控制等功能。
-研制出能够适应农田复杂环境变化的实时动态定位和控制系统,确保农机在田间作业时的高精度和稳定性。
2. 技术创新点:
-结合北斗导航信号处理算法优化,提高农机自动驾驶的响应速度与定位精度。
-开发智能农机信息采集与决策支持系统,实现农艺参数与机械作业参数的深度融合,提升农业生产效率和质量。
3. 应用推广成效:
-该技术在实际农业生产中得到了广泛应用,显著提高了农作物种植、收割等环节的机械化水平,减轻了农民劳动强度,促进了现代
农业的智能化发展。
-在节约资源、减少农药化肥施用量、保护生态环境等方面也发挥了积极作用,符合绿色可持续发展的农业战略要求。
4. 科学进步奖认可:
-“基于北斗的农业机械自动导航作业关键技术及应用”项目因其显著的科技成就和社会经济效益,获得了2020年度国家科技进步奖二等奖,体现了我国在农业信息化和现代化方面的先进技术水平。
若需要具体获奖材料的内容,可能包括但不限于:项目立项背景、研究内容、技术路线、实验数据、示范应用案例、经济社会效益分析报告、同行专家评审意见等详细资料,这些通常会在申报奖项时提交,并在获奖后由官方机构公布或存档。
北斗卫星导航系统定位原理及应用
北斗卫星导航系统定位原理及其应用北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。
该系统由四颗(两颗工作卫星、2颗备用卫星)北斗定位卫星(北斗一号)、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。
北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务,授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度,北斗导航系统三维定位精度约几十米,授时精度约100ns。
美国的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。
北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。
四颗导航定位卫星的发射时间分别为:2000年10月31日;2000年12月21日;2003年5月25日,2007年4月14日,第三、四颗是备用卫星。
2008年北京奥运会期间,它将在交通、场馆安全的定位监控方面,和已有的GPS卫星定位系统一起,发挥‚双保险‛作用。
北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD,在ITU(国际电信联合会)登记的无线电频段为L波段(发射)和S波段(接收)。
北斗二代卫星定位系统的英文为Compass(即指南针),在ITU登记的无线电频段为L波段。
北斗一号系统的基本功能包括:定位、通信(短消息)和授时。
北斗二代系统的功能与GPS相同,即定位与授时。
其工作原理如下:‚北斗一号‛卫星定位系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,又可知道用户出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。
‚北斗一号‛的覆盖范围是北纬5°一55°,东经70°一140°之间的心脏地区,上大下小,最宽处在北纬35°左右。
北斗卫星导航系统的应用研究
北斗卫星导航系统的应用研究北斗卫星导航系统是我国自主研发的卫星导航系统,它在许多场景下都发挥了重要的作用。
本文将会探讨北斗卫星导航系统的应用研究,包括在交通、农业、航空、海洋以及智能制造等领域中的应用。
1. 交通领域北斗卫星导航系统在交通领域中的重要性不言而喻。
在城市交通中,北斗导航系统可以为驾驶员提供准确的路线规划和实时更新的路况信息,避免了交通拥堵和路线偏离。
而在公路运输领域,北斗导航系统可以为货车司机提供实时的定位和货物追踪,并提供路况信息和货物交通管理。
同时,通过监控车辆位置和行驶路线,北斗导航系统可以有效提高货车运输效率和安全性。
2. 农业领域北斗导航系统在农业领域中也有广泛应用。
在精准农业方面,北斗系统可以为农民提供准确的土地信息、农田边界和灌溉情况等数据,使得农民可以更加科学地管理农业生产。
同时,北斗系统还可以为农民提供实时气象预报和水田预警信息,让农民可以及时采取措施来应对自然灾害和恶劣天气的影响。
3. 航空领域北斗卫星导航系统在航空领域中扮演着至关重要的角色。
在航空交通管制中,北斗系统可以为空中交通管制部门提供航班管理、路径规划、目标探测、位置确认等服务,提高了航空交通的安全性和效率性。
另外,在飞机导航和飞行控制方面,北斗系统也可以提供准确、稳定的导航服务,使得飞机飞行更加稳定和安全。
4. 海洋领域北斗卫星导航系统在海洋领域的应用也非常广泛。
在海运中,北斗系统可以为海上交通管理机构提供相应服务,实现智能化的船舶调度和防范海上意外事故的发生。
同时,北斗系统还可以用于海洋资源调查、捕捞实时监控、海洋环境监测和海水水质监测等领域,提高了海洋生态环境的管理和保护。
5. 智能制造领域在智能制造领域中,北斗卫星导航系统也有着很多应用。
作为智能制造中的一种关键技术,北斗系统可以提供实时的物流管理和工厂流程控制,实现智能化的生产控制和物流管理,同时促进智能制造的进一步发展。
由此可以看出,北斗卫星导航系统在许多领域中都有着广泛的应用。
北斗系统关键技术及应用
卫星通信与导航大作业(二)题目:北斗系统关键技术及应用班级:021212学号:02121128姓名:文威威目录目录.................................................... 第一章北斗系统概述.. 0第一节北斗系统工作原理 0第二节北斗系统组成 0第三节北斗系统功能 (1)第二章北斗系统授时技术及应用 (2)第一节北斗系统授时原理 (2)第二节北斗系统授时应用 (2)第二章北斗系统导航定位技术及应用 (4)第一节北斗系统导航定位系统基本原理 (4)第二节北斗系统导航定位技术的应用 (4)第三章北斗系统短报文通信技术及应用 (6)第一节北斗系统短报文通信概述 (6)第二节北斗系统短报文通信应用 (6)第四章发展与展望 (7)第一章北斗系统概述第一节北斗系统工作原理“北斗"是中国独立自主设计、建没的卫星导航系统.也是联合国有关机构认定的全球卫星导航定位四大核心供应商之一.按照“先区域,后全球”的总体建设规划,中国在2003年正式开通的北斗卫星导航试验系统即北斗一代,成为继GPS、GLONASS之后,能够独立提供服务的三大卫星导航系统之一。
北斗一号系统定位采用三球交会测量原理进行定位,地面控制中心根据用户设备主动发送的定位申请信号,结合大地高程数据解算出用户所在位置的坐标。
北斗二号系统定位将采用多颗卫星组成卫星阵列,用户设备根据接收到的4颗以上卫星的星历数据解算出所在位置的坐标,实现无源定位.第二节北斗系统组成北斗卫星导航定位系统由导航通信卫星、地面控制中心和用户终端三部分组成。
其中,导航通信卫星主要执行地面控制中心和用户终端间信号传递的中继服务;地面控制中心主要负责信号的发送、接收、信息处理以及整个系统的监控管理;用户终端是直接由用户使用的设备,主要用于接收地面控制中心经卫星转发的出站信号以及经卫星转发向地面控制中心发送服务申请。
第三节北斗系统功能北斗卫星导航定位系统具有快速定位、简短数字报文通信和精密授时等三大主要功能。
北斗系统的应用
北斗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,包括开放服务和授权服务两种方式。
开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。
授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户,提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。
三系统特色1 特色北斗导航终端与GPS、“伽利略”和“格洛纳斯”相比,优势在于短信服务和导航结合,增加了通讯功能;全天候快速定位,极少的通信盲区,精度与GPS相当,而在增强区域也就是亚太地区,甚至会超过GPS;向全世界提供的服务都是免费的,在提供无源定位导航和授时等服务时,用户数量没有限制,且与GPS兼容;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。
2 劣势北斗一号系统属于有源定位系统,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,且与GPS完善成熟的运营相比,未来处于不断完善之中。
六建设计划从古至今,人类在生产和生活实践中发明了多种导航方法。
例如,天文导航是通过观测天体的位置来确定自身的位置和航向,此法设备简单,但受到气象条件的限制;无线电导航是接收海岸电台发出的无线电波来确定舰船自身的位置,它虽不受气象条件的影响,但由于无线电波的传播距离有限,故用于远航时有困难;其他导航方法也不尽如人意。
从目前的技术水平和可以预见的将来看,卫星导航技术是一种比较理想的导航工具。
卫星导航技术是指利用一组导航卫星,对地面、海洋和空间用全户进行精确的定位。
它具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点,已成为应用广泛的导航定位技术。
卫星航定位系统是重要的空间基础设施,可提供高精度的定位、测速和授时服务,能带来巨大的社会和经济效益。
进一步加强北斗系统在联合勤务保障中的应用
Industry Observation产业观察DCW39数字通信世界2020.121 北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行并与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。
目前,在基础产品产业化方面,国产北斗芯片、模块、天线等关键技术已取得全面突破,性能、价格与国际同类产品相当。
在关系国计民生的行业、区域、大众应用方面,规模进一步扩大。
在联合勤务保障领域,还需要进一步拓展北斗卫星导航系统的应用,有效打通战区至联合勤务保障末端信息链路,为各级保障力量实时掌握前方情况、精确感知保障需求、高效聚合保障资源、快速组织保障行动提供信息化手段。
北斗卫星导航系统从 20世纪80年代末期开始预研,经历了实验系统(北斗一号)和区域系统(北斗二号)两个阶段,2012年北斗二号正式投入运行,在亚太地区具备了与美国 GPS 性能相当的导航定位能力,2015年发射了 4颗新一代北斗导航卫星,北斗卫星导航系统由区域运行向全球拓展。
到 2020年5月,“北斗三号”全球星座组网将按计划发射最后一颗卫星,完成覆盖全球的系统建设目标。
北斗卫星导航系统由空间星座、地面控制和用户终端三大部分组成。
用户终端接收由地面控制中心经卫星转发的测距信号,大致分为五类:一是基本型,适合于一般的导航定位应用;二是通信型,适合于野外作业等各类数据采集和数据传输用户;三是授时型,适合于授时、校时、时间同步等用户;四是指挥型,适合于小型指挥中心指挥调度、监控管理等应用,具有识别、指挥下属用户机的功能;五是多模型用户机,既能接收北斗卫星定位和通信信息,又可利用 GPS 系统定位。
北斗卫星导航系统建成后将为全球用户提供卫星定位、测速和授时服务,并为我国及周边地区用户提供定位精度优于 1 m 的广域差分服务和短报文通信服务。
“北斗三号”系统继承“北斗”有源定位服务和无源定位服务两种技术体制,能够为全球用户提供定位、测速、授时、全球短报文通信、国际搜救服务等。
北斗卫星导航系统的应用分析
北斗卫星导航系统的应用分析摘要:“古有北斗七星辨方向,今有北斗卫星测全球”。
广义上的“北斗”是指“北斗七星”,即天枢星、天璇星、天玑星、天权星、玉衡星、开阳星和瑶光星。
本文的“北斗”是指由中国科研团队自主研发的中国北斗卫星导航系统(以下简称“北斗系统”)。
随着科技不断发展,我国越来越重视全球导航技术研发,“北斗”从最初的一个雏形,到现在已经成为较成熟的全球卫星导航系统,可为全球用户提供精确定位、导航、授时服务,是我国重要的空间基础设施。
关键词:北斗卫星;导航系统1 全球卫星导航系统目前全球共有4种全球卫星导航系统,分别为美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo和中国的BDS[2]。
1957年10月,前苏联成功发射了世界上第一颗人造卫星给了美国很大启发;经过20 a的研究建设,美国完成了全球卫星导航系统的研制工作。
冷战期间,前苏联紧追不舍,也提出了建设卫星导航系统的设想。
1982年10月,前苏联成功发射了第一颗GLONASS卫星。
1970年,我国发射了第一颗人造地球卫星东方红一号;此后,我国科学家陆续研究、开发自己的卫星导航系统,但由于我国经济、技术等条件的局限性,难以发展类似美国和前苏联的全球定位系统。
1990年海湾战争爆发,美国军队利用GPS系统进行军事作战,这让我国意识到卫星导航系统的重要价值。
随后,我国科学家又提出并开展了大量关于卫星理论和技术上的研究工作,1994年正式启动中国北斗一号系统的建设工作。
2000年4月,国际电联正式批准中国申报频率资源和轨道位置;紧接着在2000年10月和12月我国发射了2颗地球静止轨道卫星(实验卫星);2004年8月中国正式启动北斗二号系统工程[2]。
经过26 a的研究和磨炼以及无数次的实验,截至2020年7月29日,我国已经成功发射了55颗卫星;至2020年7月31日,中国向全世界郑重宣告北斗三号全球卫星导航系统正式开通。
2 北斗卫星导航系统北斗系统是基于国家安全和经济社会发展而自主建设运行和面向全球的卫星导航系统,为全球用户提供导航、精确定位以及授时服务,是我国重要的空间基础设施。
基于北斗的车辆管理系统关键技术应用研究
计 算机 和 北 斗指 挥 型用 户 机 组成 ,中心 计 算机 用 于
运 行 监控 软 件来 完 成 车辆 和 驾驶 员 的信 息 管理 ,并 通 过 北斗 指 挥 型用 户机 获 取用 户 终端 的地 理信 息来
实现 车辆 定位 监 视 以及 发送 命 令 来实 现远 程 控制 等
测绘第 3 卷 第 3 2 1 年 6 5 期 02 月
基于北斗 的车辆管理系统关键技术应用研 究
刘波 周炯 李歆 张钊
( 8 7 1 5部队,四川 成都 6 3 ) 5 106 O
[ 要 ] 基 于 北 斗 系 统 的 导航 和 通 信 功 能 , 并利 用 嵌 入 式 地 理 信 息 技 术 、S P 摘 O C嵌入 式技 术 、计 算 机 接 E通 讯 控 l 制 技 术 和 数 据 库 技 术 构 建 一 个 高 效 、稳 定 的车 辆 管 理 系 统 。通 过 对 该 系 统 中各 项 关 键 技 术 的 深 入 研 究 ,实 现 了
( )车辆 远程 启动/ 7 熄火控 制 功能 。
技术 包 括 北斗 导 航 定位 技术 、空 间数 据 的结 构和 多 尺度 电子地 图显示技 术 、基于 S P O C的嵌 入式 系统 设 计技 术 。
3 1北斗 导航 定位技 术 .
用户 终 端包 含 的 通用 北 斗 终端 扩展 平 台模块 主 要 实现 北 斗用 户 终端 ( 车载 用 户机 或 北 斗嵌 入式 模
辆 管理 信 息化 平 台。 该系 统 能有 效 克服 现 有车 辆 管 理 系统 受 通信 覆 盖 地域 限制 的缺 陷 ,实 现 了车 辆监 控 范 围与北 斗系统 覆盖 范 围的 同步 。
北斗全球卫星导航系统
6月23日,第55颗北斗导航卫星在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射成功,标志着北斗全球卫星导航系统(北斗三号)星座部署全面完成。
北斗三号系统由24颗中圆地球轨道(MEO)、3颗地球静止轨道(GEO)和3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)共30颗卫星组成。
在30颗组网卫星中,24颗MEO卫星是北斗三号系统的核心星座,确保全球均匀覆盖;3颗GEO卫星,运行于地球静止轨道,在星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务上发挥关键作用;3颗IGSO卫星,运行在倾斜地球同步轨道,可有效增加亚太地区卫星可见数,为亚太地区提供更加优质的定位导航授时服务。
北斗三号的短报文通信能力显著提升,信息发送能力从一次120汉字提升到一次1200个汉字。
北斗三号系统突破多项关键技术:采取星间、星地传输功能一体化设计,实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通;采用铷原子钟,同时还配置了性能更高的新研国产氢原子钟;采取了多项可靠性措施,使卫星的设计寿命达到12年。
北斗三号系统全球定位服务精度优于5m。
北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的全球卫星导航系统,北斗系统自提供服务以来,已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信时统、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用,融入国家核心基础设施,产生了显著的经济效益和社会效益。
云影_摘编
卫星应用 2020年
第 7 期
北斗全球卫星导航系统。
北斗在电力行业的应用
北斗系统及其在电力行业应用1、北斗系统简介中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。
是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统.北斗卫星导航系统提供以下系统功能:1)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40—60个汉字的短报文信息。
2)精密授时:北斗系统具有精密授时功能,可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。
3)定位功能: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。
作为自主的开发的卫星导航系统,北斗系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域,产生显著的经济效益和社会效益。
2、在电力行业应用北斗系统的必要性随着中国经济社会发展,电网规模不断扩大,运行水平大幅提高。
在中国,存在长距离大规模电力传输的现实,从电厂发出的每度电,都以高达每秒30万公里的速度经过变电站并网输送,经过数个、数十个变电站的长距离配送,最终抵达用户。
这个过程需要同时有几百台设备保护电力安全运行,涉及各种以计算机技术和通信技术为基础的自动化装置,如电厂机组自动控制系统,调度自动化系统,变电站计算机监控系统等,如此大量设备是否能够按照预先计划的流程,准确安全地传输到位,决然离不开全网设备时间基准问题。
然而中国电力企业从电力传输网到电力计算机网络的时间系统,主要是以GPS作为主时钟源,进行同步授时,由于其授时的工作原理和系统时钟源被美国掌控,GPS授时存在重大隐患。
具体而言,目前中国电力行业接收GPS授时信号是免费的,GPS授时终端价格低廉,这是美国GPS系统在民用领域的应用.正因为是“免费的午餐”,所以美国不承诺对任何应用所产生的问题负责。
众所周知,GPS系统是美国政府引以为豪的战略工程,所有信号的发生、传输权由美国掌控,一旦出现民用信号关闭、误码率加大或者系统出现故障,以GPS技术为基础的系统将被置于危险的境地,中国电网概莫能外.客观来说,当前智能电网、特高压超高压电网的建设对电网时间同步的精准度正从过去的微秒级过渡到纳秒级,因此,必须为电力系统配置高精度、高可靠的授时系统,在传输系统和接收系统间出现时间误差,高压电流势必会在瞬间烧毁被接收的变电站或是传输线路,从而造成难以估量的灾难。
北斗卫星导航系统的发展及应用
北斗卫星导航系统的发展及应用北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System)是中国自行研发的全球卫星导航系统,旨在提供可靠的定位、导航和时间服务。
北斗系统由卫星组成,地面控制系统以及用户终端设备三部分组成。
北斗系统以其技术创新和广泛应用领域在全球范围内得到了广泛认可,并且在世界导航领域中发挥了重要作用。
北斗系统的发展历程可以追溯到20世纪90年代。
最初,北斗系统的建设目标是为中国国防和民用应用提供定位导航服务。
北斗一号系统于2000年开始建设,2000年第一颗北斗一号卫星成功发射,2003年北斗一号系统达到了基本运行能力。
2006年,中国国务院正式批准开展北斗二号系统的建设,而且在2012年初实现全球服务能力。
到2020年,北斗系统已经陆续发射了48颗卫星,并成功建成了全球16颗卫星导航系统。
北斗系统具有诸多功能和特点。
首先,北斗系统具备高精度定位导航能力。
通过多颗卫星的组合定位技术,北斗系统能够提供优质的定位导航服务,对于普通用户的定位精度可达数米级,对于特定用户的定位精度可达到亚米级。
其次,北斗系统具备全天候工作能力。
无论是在日间、夜间、晴天还是阴天,北斗系统都能够持续为用户提供稳定可靠的导航定位服务。
此外,北斗系统还具备高度的鲁棒性和抗干扰能力,能够在复杂的电磁环境下保持良好的定位性能。
北斗系统在各个领域中得到了广泛应用。
首先,北斗系统在交通运输领域中具有重要意义。
北斗系统可以提供高精度的导航服务,帮助驾驶员准确找到目的地,并规划最佳路径。
在公共交通和物流管理中,北斗系统可以实时监控车辆或物资的位置,提供实时的信息和调度指导,提高运输效率和安全性。
其次,北斗系统在灾害应对与防范中发挥着关键作用。
北斗系统可以提供灾害预警、紧急救援等服务,为应对地震、洪水、台风等自然灾害提供帮助。
此外,北斗系统还在资源管理、农业、渔业、环境保护、海洋监测等领域中得到广泛应用。
北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战
北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战一、本文概述1、北斗卫星导航系统(BDS)简介北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内提供全天候、全天时的定位、导航和授时服务,并且具有短报文通信能力,特色鲜明。
北斗卫星导航系统自20世纪80年代开始研制,经过数十年的不懈努力,已成功发射了数十颗导航卫星,并在全球范围内实现了广泛的覆盖和应用。
北斗卫星导航系统的技术特点主要体现在高精度、高可靠性、高安全性和高服务性能等方面。
其定位精度达到了亚米级,甚至厘米级,能够满足各种高精度应用需求。
同时,北斗卫星导航系统还具有强大的抗干扰能力和高可靠性,能够在复杂环境下稳定运行,为用户提供连续、稳定的服务。
北斗卫星导航系统还采用了多重加密和安全防护措施,确保用户数据的安全性和隐私性。
北斗卫星导航系统的建成和应用,不仅提升了中国在全球卫星导航领域的地位,也为全球卫星导航系统的发展注入了新的活力。
北斗卫星导航系统的覆盖范围和服务性能不断提升,已广泛应用于交通运输、农业、气象、国土资源等多个领域,为社会发展和人民生活提供了重要的支撑和服务。
然而,北斗卫星导航系统也面临着一些挑战。
随着全球卫星导航系统竞争的加剧,如何进一步提升系统的性能和服务质量,满足不同领域的需求,是北斗卫星导航系统需要解决的问题。
北斗卫星导航系统还需要加强国际合作,推动全球卫星导航系统的协同发展,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
2、BDS在全球导航卫星系统(GNSS)中的地位在全球导航卫星系统(GNSS)中,北斗卫星导航系统(BDS)已经确立了自己不可或缺的地位。
作为一个成熟且不断发展的全球卫星导航系统,BDS不仅为中国,也为全球用户提供了稳定、可靠的定位、导航和授时服务。
北斗简介
北斗卫星导航系统 - 简介北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国独立发展、自主运行,并与世界其他卫星导航系统兼容互用的全球卫星导航系统。
北斗卫星导航系统既能提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务,还具备短报文通信、差分服务和完好性服务特色,是中国国家安全、经济和社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施。
北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号两代导航系统。
其中北斗一号用于中国及其周边地区的区域导航系统,北斗二号是类似美国GPS的全球卫星导航系统。
[1]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、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统,促进卫星导航产业链形成,形成完善的中国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。
[2]三步走按照“质量、安全、应用、效益”的总要求,坚持“自主、开放、兼容、渐进”的发展原则,北斗卫星导航系统按照“三步走”的发展战略稳步推进。
具体如下:第一步,2000年建成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。
[3][4]北斗卫星导航系统 - 系统组成北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号的2代系统,由空间段,地面段,用户段三部分组成。
空间段空间段包括五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星。
地球静止轨道卫星分别位于东经5 8.75度、80度、110.5度、140度和160度。
非静止轨道卫星由27颗中圆轨道卫星和3颗同步轨道卫星组成。
地面站北斗导航卫星应用战略图地面段包括主控站、卫星导航注入站和监测站等若干个地面站。
主控站主要任务是收集各个监测站段观测数据,进行数据处理,生成卫星导航电文和差分完好性信息,完成任务规划与调度,实现系统运行管理与控制等。
北斗系统关键技术及应用
2024年炼铁厂各级安全生产责任制为了加强炼铁工业的安全生产工作,保障员工的生命安全和健康,降低炼铁企业的生产事故和安全风险,制定和完善各级安全生产责任制具有重要意义。
根据2024年炼铁厂的实际情况,制定以下各级安全生产责任制:一、厂级安全生产责任制1. 厂长是厂级安全生产的第一责任人,负责全面领导和管理厂级安全生产工作,确保企业安全生产工作的顺利开展;2. 安全部门负责炼铁厂的总体安全工作,包括制定安全管理制度和安全操作规程,组织安全生产培训和演练,开展安全检查和隐患排查,以及安全事故的调查和处理等;3. 生产部门负责生产过程中的安全管理工作,包括制定安全操作规程和程序,组织生产人员进行安全培训,确保生产设备、工艺和操作的安全可靠;4. 人力资源部门负责安全员工的招聘、培训和考核工作,向员工灌输安全意识,加强安全文化建设;5. 检修部门负责炼铁设备的安全检修和维护工作,确保设备的正常运行和安全可靠;6. 财务部门负责安全预算的编制和执行,为炼铁厂的安全工作提供必要的经费保障。
二、部门级安全生产责任制1. 安全部门负责制定部门级的安全目标和计划,组织部门内的安全培训和演练,指导和督促部门成员执行安全操作规程,及时发现和排除安全隐患;2. 生产部门负责组织部门人员进行安全操作培训,明确生产过程中的安全责任和措施,确保生产操作符合标准和规程;3. 人力资源部门负责招聘、培训和考核部门安全员工,组织安全意识的宣传和普及,确保员工安全意识的提高;4. 检修部门负责炼铁设备的安全检修和维护工作,确保设备运行的安全可靠;5. 财务部门负责部门安全经费的管理和使用,制定安全经费的预算和执行计划;三、岗位级安全生产责任制1. 操作人员是生产过程中的关键岗位,负责实施安全操作规程和措施,确保生产操作的安全可靠;2. 监察人员负责相关操作区域的安全巡查和检查,发现和排除隐患,重大隐患和问题应立即报告;3. 维修人员负责设备的维护和维修工作,确保设备的安全可靠运行;4. 物资人员负责存放和管理生产物资,确保物资的安全和及时供应;5. 安全员负责监督和检查岗位操作人员的安全操作,提醒和教育岗位操作人员遵守安全规定和操作程序。
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卫星通信与导航大作业(二)
题目:北斗系统关键技术及应用
班级:021212
学号:02121128
姓名:文威威
目录
目录 (I)
第一章北斗系统概述 (1)
第一节北斗系统工作原理 (1)
第二节北斗系统组成 (1)
第三节北斗系统功能 (2)
第二章北斗系统授时技术及应用 (3)
第一节北斗系统授时原理 (3)
第二节北斗系统授时应用 (3)
第二章北斗系统导航定位技术及应用 (5)
第一节北斗系统导航定位系统基本原理 (5)
第二节北斗系统导航定位技术的应用 (5)
第三章北斗系统短报文通信技术及应用 (7)
第一节北斗系统短报文通信概述 (7)
第二节北斗系统短报文通信应用 (7)
第四章发展与展望 (8)
第1章北斗系统概述
第1节北斗系统工作原理
“北斗”是中国独立自主设计、建没的卫星导航系统.也是联合国有关机构认定的全球卫星导航定位四大核心供应商之一。
按照“先区域,后全球”的总体建设规划,中国在2003年正式开通的北斗卫星导航试验系统即北斗一代,成为继GPS、GLONASS之后,能够独立提供服务的三大卫星导航系统之一。
北斗一号系统定位采用三球交会测量原理进行定位,地面控制中心根据用户设备主动发送的定位申请信号,结合大地高程数据解算出用户所在位置的坐标。
北斗二号系统定位将采用多颗卫星组成卫星阵列,用户设备根据接收到的4颗以上卫星的星历数据解算出所在位置的坐标,实现无源定位。
第2节北斗系统组成
北斗卫星导航定位系统由导航通信卫星、地面控制中心和用户终端三部分组成。
其中,导航通信卫星主要执行地面控制中心和用户终端间信号传递的中继服务;地面控制中心主要负责信号的发送、接收、信息处理以及整个系统的监控管理;用户终端是直接由用户使用的设备,主要用于接收地面控制中心经卫星转发的出站信号以及经卫星转发向地面控制中心发送服务申请。
第3节北斗系统功能
北斗卫星导航定位系统具有快速定位、简短数字报文通信和精密授时等三大主要功能。
快速定位:确定用户地理位置,为用户提供定位导航服务。
报文通信:为用户之间提供双向数字报文通信服务,电文最长可达120个汉字。
精密授时:根据不同的精度需求,为用户提供单向和双向两种授时功能,供用户进行时间同步。
第二章北斗系统授时技术及应用
第一节北斗系统授时原理
北斗系统授时可分为单向授时模式和双向授时模式。
在单向授时模式下,用户机不需要与地面中心站进行交互,但需已知接收机精密坐标,从而可计算出卫星信号传输时延,经修正得出本地精确的时间。
中心控制站精确保持的标准北斗时间,并定时播发授时信息,为定时用户提供时延修正值。
标准时间信息经过中心站到卫星的上行传输延迟、卫星到用户机的下行延迟以及其它各种延迟(对流层、电离层等)传送到用户机,用户机通过接收导航电文及相关信息自主计算出钟差并修正本地时间,使本地时间和北斗时间同步,系统设计授时指标为100ns。
双向定时的所有信息处理都在中心控制站进行,用户机只需把接收的时标信号返回即可。
其无需知道用户机位置和卫星位置,通过来回双向传播时间除以2的方式获取,更精确的反映了各种延迟信息,因此其估计精度较高。
在北斗系统中单向定时精度的系统设计值为100ns,双向定时为20ns。
第2节北斗系统授时应用
(1)在电网建设中的应用
随着北斗卫星导航系统的建设与完善,基于北斗系统开展在电力系统授时方面的应用已是大势所趋。
目前在电力应用领域中的授
时产品主要以全球定位系统(global positioning system,GPS)和北斗一代系统为主。
GPS系统由美国军方控制,对于国家安全存在
巨大隐患;北斗一代系统可实现双向授时,授时精度可达20ns,但其用户容量受到极大限制,不利于授时系统的大范围推广。
北斗二代系统可实现单向授时,授时精度为100ns,可满足电力领域大多
数的应用需求。
(2)在AIS(Automatic Identification System)岸基网络系统中的应用
AIS系统即船舶自动识别系统,是一种工作在甚高频频段的通
信系统,该系统能够有效的提高船舶航行安全。
根据中国海事局的规划,我国己在沿海、沿江地区建立了庞大的岸基网络系统。
岸基网络系统的运行对时间准确度要求很高,高精度的时间基准能有效的保证岸基网络系统的实时性。
为保证时间的准确度,目前不论是国内还是国外均选择采用卫星授时技术,而目前就国内而言大多采用GPS作为卫星授时的时钟源。
而GPS的时钟源的精度是受美国军方控制的,因此,采用作为授时时钟源是无法保证系统的安全性。
需要一个安全、精度高、稳定的时钟源。
北斗卫星导航定位系统是我国拥有自主研发知识产权的、全天候卫星导航定位系统,具有授时功能,是一个不错的选择。
第2章北斗系统导航定位技术及应用
第1节北斗系统导航定位系统基本原理
卫星导航系统(卫星导航定位系统)主要包括导航星座、地面监测网和用户导航定位设备(简称用户机)三大部分。
以导航卫星为基准点,用户通过接收卫星导航信号,测算出用户到导航卫星之间的距离,根据导航卫星每一时刻的速度和位置,可以确定用户当前的位置和速度。
进行卫星导航定位至少需要同时观测到4颗卫星。
用户通过导航电文中的星历表,选择可以提供最佳几何图形的4颗卫星;再根据导航信号的传播时间计算出用户到导航卫星的距离;通过查询星历表的相关参数计算出4颗卫星的位置。
如果用户携带与全球定位系统时间同步的精确时钟,只需要3颗卫星就可以完成导航任务,此时用户便处于3个以卫星为球心的圆球交点之上。
第2节北斗系统导航定位技术的应用
(1)北斗卫星导航系统在抗震救灾与应急指挥中的应用
在“5.12”汶川地震后的抗震救灾工作中,北斗卫星导航系统发挥了重要的作用,保障了抗震救灾与应急指挥的顺利进行,充分体现了北斗导航定位系统在抗震救灾应用中的不可替代性。
北斗卫星导航系统在“5.12”抗震救灾中的应用主要有:为
“5.12”抗震救灾的救援直升机提供了导航定位;在地震造成通讯中断、道路损毁的情况下为抗震救灾提供可靠的通信保障,为灾区一线和指挥部建立了实时通信通道,把灾区的实时情况及时传回指挥部,在决策、搜救、医疗等过程中发挥了关键作用,为取得5.12抗震救灾的伟大胜利奠定了决定性的基础;为减灾防灾提供远程监测和灾情预警;为社会大众提供公共应急信息服务。
(2)北斗卫星导航系统在野外地质调查和安全保障中的应用
北斗一号卫星系统对地质调查的安全保障起着重要的应用,目前已初步形成了基于北斗一代卫星的野外地质调查管理与安全保障技术体系。
“十一五”期间,中国地质调查局牵头承担了国家发改委高技术产业化示范工程项目“基于我国卫星的野外地质调查应用高技术产业化示范工程”,研究基于国产遥感卫星和北斗一代卫星的野外地质调查服务与管理应用系统技术体系,形成了一套服务于野外地质调查的“双星野外地质调查服务与管理系统”。
通过北斗一代卫星的定位功能满足地质调查领域基于位置的服务需求,利用北斗一代卫星的通讯功能实现野外人员与管理中心之间的实时通讯,保障野外人员的作业安全。
第3章北斗系统短报文通信技术及应用
第一节北斗系统短报文通信概述
北斗卫星的短报文通信功能是美国GPS和俄罗斯GLONASS都不具备的特殊功能,是全球首个在定位、授时之外具备报文通信为一体的卫星导航系统。
北斗卫星短报文通信具有用户机与用户机、用户机与地面控制中心间双向数字报文通信功能,一般的用户机可一次可传输36个汉字,申请核准的可以达到传送120个汉字或240个代码。
短报文不仅可点对点双向通信,而且其提供的指挥端机可进行一点对多点的广播传输,为各种平台应用提供了极大便利。
第2节北斗系统短报文通信应用
北斗系统短报文通信应用前景十分广阔。
比如可以向紧急救援服务单位提供移动信号中断,如地震、灾难时的紧急救援的文字信息等。
或者提供喜欢去偏远地区远足的人提供查询最近的停车位、餐厅、旅馆等,以及无信息覆盖的遇险情况下的求救服务等。
当在无信号覆盖的沙漠、偏远山区、以及海洋等人烟稀少地区进行搜索救援时,北斗设备除导航定位外,具备的短报文通信功能可及时报告所处位置和受灾情况,有效提高救援搜索效率。
第4章发展与展望
北斗卫星导航系统是中国具有自主产权的卫星导航系统,既有导航定位功能,又有短报文通信功能。
它的建成并投入使用,打破了美国等发达国家垄断卫星导航定位技术的局面,提高了我国经济社会的信息化水平。
随着北斗二代卫星系统的建设,北斗卫星导航系统将成为全球覆盖、高精度、无通讯盲区的导航系统,在国家卫星导航科技专项和相关政策推动下,北斗卫星导航系统将在地质调查领域发挥更加重要和不可替代的作用。