北斗卫星导航系统方案
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两种区域服务 广域差分服务 • 定位精度: 1 m 短报文通信服务
16
广域差分GPS的基本思想是对GPS观测量的误差 源加以区分,并单独对每一种误差源分别加以“ 模型化”，然后将计算出的每一误差源的数值, 通过数据链传输给用户，以对用户GPS定位的误 差加以改正，达到削弱这些误差源,改善用户GPS 定位精度的目的。
神
北
州
斗
竞相发展的全球卫星导航系统
美国GPS
俄罗斯GLONASS
中国北斗
欧盟伽利略
1、系统状态：四大系统卫星在轨数量变化情况
在轨运行卫星数量
35
30 GPS GLONASS
25
北斗 20 GALILEO
15
2020年 36颗 30颗 35颗 30颗
GPS GLONASS
10
5
0 1975
1980
星箭组批生产，启动组网发射
2007年4月14日 MEO卫星
2009年4月15日 GEO卫星
2010年1月17日 GEO卫星
卫星
运载火箭
关键技术攻关，致力持续发展
发挥系统特色，应用初见成效
4.应用
北斗卫星导航试验系统已在多个领域发挥了非 常重要的作用，包括： - 测绘 - 通信 - 水利 - 减灾 - 海事 - 交通 - 勘探 - 森林防火等等
坐标系统
北斗系统采用中国2000大地坐标系统 （CGS2000）。 CGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5个
厘米，对于大多数应用来说，可以不考虑CGS2000 和 ITRF 的坐标转换。
15
服务和性能
两种全球服务 开放服务：免费、开放 • 定位精度: 10 m • 授时精度: 0 ns • 测速精度: 0.2 m/s 授权服务: 确保高可靠应用（甚至是在复杂条件下）。
至2012年底北斗亚太区域导航正式开通时，已为正式系统 在西昌卫星发射中心发射了16颗卫星，其中14颗组网并提 供服务，分别为5颗静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道 卫星（均在倾角55°的轨道面上），4颗中地球轨道卫星 （均在倾角55°的轨道面上）。
定位原理
北斗二号
北斗三号
2017年11月5日，北斗三号第一、二颗组网卫星发射成功， 开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。相比北斗二号 系统，北斗三号系统技术更先进、建设规模更大、系统性更 强
北斗三号
北斗三号卫星具有怎么特色呢？根据北斗卫星导航系统副总 设计师杨元喜院士的说法，主要体现在：从区域到全球、激 光通信、氢原子钟、卫星搜救、全球位置报告。
建成试验系统，实现从无到有
2000年10月31日 东经140度
2000年12月21wenku.baidu.com 东经80度
2003年5月25日 东经110.5度
1. 基本原则
开放性 自主性 兼容性 渐进性
2.系统基本描述
系统组成 定位原理 坐标系统 服务和性能
系统组成
空间段
5颗地球同步轨道（ GEO ）卫星和30颗Non-GEO卫星
星座
GEO 卫星
MEO 卫星
10
系统组成
地面段
地面段由主控站、上行注入站和监测站组成。
11
系统组成
系统的国家，同时也发展了自己的特色：短报文及位置报告，该项特
色在之后的北斗卫星导航系统发展过程中一直得到了延续。
北斗二号
2007年4月14日，我国发射了第一颗北斗二号卫星，这颗 卫星采用与GPS相似的体制，即“无源定位”服务，也叫 RNSS（Radio Navigation Satellite Service）卫星无线电 导航服务，理论上，采用该种体制的卫星导航系统，用户 数量是无限制的。
实施的自主研发、独立运行的全 球卫星导航系统,缩写为BDS[12],与美国的GPS、俄罗斯的格洛 纳斯、欧盟的伽利略系统兼容共 用的全球卫星导航系统，并称全 球四大卫星导航系统。北斗卫星 导航系统2012年12月27日起提供 连续导航定位与授时服务
1.基本原则 2.系统基本描述 3.系统部署 4.应用
• 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。
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。
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。
1985
1990
1995
2000
2005
北斗系统
GALILEO
2010 2015
2、应用：卫星导航应用增长情况
陆地应用 海洋应用 航空应用 航天应用 大众消费
北 斗 系 统 在 我 国 航 天 事 业 中 的 地 位
北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统﹝BeiDou （COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国正在
具体而言,它集中表现在三个方面：1、星历误差 ，2、大气延时误差，3、卫星钟差误差。
3.系统部署
18
北斗一号
工作原理
北斗卫星
北斗卫星
标校站
标校站 中心控制系统
标校站 用户位置 标校站
定位原理
北斗一号
覆盖范围
北斗一号
北斗一号系统相对于GPS，在用户数量上是远远不及的。但北斗一代 解决了我国卫星导航系统的有无，是世界上第三个拥有独立卫星导航
用户段
用户段由北斗用户终端以及与其他GNSS兼 容的终端组成。
北斗系统的用户终端
12
定位原理
北斗导航系统是主动式双向测距二维导 航，地面中心控制系统解算，供用户三 维定位数据。GPS是被动式伪码单向测 距三维导航，由用户设备独立解算自己 三维定位数据。
“北斗一号”的这种工作原理带来两个 方面的问题，一是用户定位的同时失去 了无线电隐蔽性，这在军事上相当不利， 另一方面由于设备必须包含发射机，因 此在体积、重量上、价格和功耗方面处 于不利的地位。
北斗二号民用频点B1选择在1561.098MHz，而GPS的L1在 1575.42MHz。根据2017年9月最新公布的北斗三号接口控制 文件，北斗民用信号B1C和B2a现在已经完全实现和GPS等 系统的兼容，这将有利于北斗全球化应用。
北斗三代使用了抗干扰技术，保护信号不被敌方干扰，避免 战时抓瞎。这方面的工作由国防科大王飞雪老师团队完成， 已经是世界领先水平，北斗三代的抗干扰性高于GPS。
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广域差分GPS的基本思想是对GPS观测量的误差 源加以区分,并单独对每一种误差源分别加以“ 模型化”，然后将计算出的每一误差源的数值, 通过数据链传输给用户，以对用户GPS定位的误 差加以改正，达到削弱这些误差源,改善用户GPS 定位精度的目的。
神
北
州
斗
竞相发展的全球卫星导航系统
美国GPS
俄罗斯GLONASS
中国北斗
欧盟伽利略
1、系统状态：四大系统卫星在轨数量变化情况
在轨运行卫星数量
35
30 GPS GLONASS
25
北斗 20 GALILEO
15
2020年 36颗 30颗 35颗 30颗
GPS GLONASS
10
5
0 1975
1980
星箭组批生产，启动组网发射
2007年4月14日 MEO卫星
2009年4月15日 GEO卫星
2010年1月17日 GEO卫星
卫星
运载火箭
关键技术攻关，致力持续发展
发挥系统特色，应用初见成效
4.应用
北斗卫星导航试验系统已在多个领域发挥了非 常重要的作用，包括： - 测绘 - 通信 - 水利 - 减灾 - 海事 - 交通 - 勘探 - 森林防火等等
坐标系统
北斗系统采用中国2000大地坐标系统 （CGS2000）。 CGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5个
厘米，对于大多数应用来说，可以不考虑CGS2000 和 ITRF 的坐标转换。
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服务和性能
两种全球服务 开放服务：免费、开放 • 定位精度: 10 m • 授时精度: 0 ns • 测速精度: 0.2 m/s 授权服务: 确保高可靠应用（甚至是在复杂条件下）。
至2012年底北斗亚太区域导航正式开通时，已为正式系统 在西昌卫星发射中心发射了16颗卫星，其中14颗组网并提 供服务，分别为5颗静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道 卫星（均在倾角55°的轨道面上），4颗中地球轨道卫星 （均在倾角55°的轨道面上）。
定位原理
北斗二号
北斗三号
2017年11月5日，北斗三号第一、二颗组网卫星发射成功， 开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。相比北斗二号 系统，北斗三号系统技术更先进、建设规模更大、系统性更 强
北斗三号
北斗三号卫星具有怎么特色呢？根据北斗卫星导航系统副总 设计师杨元喜院士的说法，主要体现在：从区域到全球、激 光通信、氢原子钟、卫星搜救、全球位置报告。
建成试验系统，实现从无到有
2000年10月31日 东经140度
2000年12月21wenku.baidu.com 东经80度
2003年5月25日 东经110.5度
1. 基本原则
开放性 自主性 兼容性 渐进性
2.系统基本描述
系统组成 定位原理 坐标系统 服务和性能
系统组成
空间段
5颗地球同步轨道（ GEO ）卫星和30颗Non-GEO卫星
星座
GEO 卫星
MEO 卫星
10
系统组成
地面段
地面段由主控站、上行注入站和监测站组成。
11
系统组成
系统的国家，同时也发展了自己的特色：短报文及位置报告，该项特
色在之后的北斗卫星导航系统发展过程中一直得到了延续。
北斗二号
2007年4月14日，我国发射了第一颗北斗二号卫星，这颗 卫星采用与GPS相似的体制，即“无源定位”服务，也叫 RNSS（Radio Navigation Satellite Service）卫星无线电 导航服务，理论上，采用该种体制的卫星导航系统，用户 数量是无限制的。
实施的自主研发、独立运行的全 球卫星导航系统,缩写为BDS[12],与美国的GPS、俄罗斯的格洛 纳斯、欧盟的伽利略系统兼容共 用的全球卫星导航系统，并称全 球四大卫星导航系统。北斗卫星 导航系统2012年12月27日起提供 连续导航定位与授时服务
1.基本原则 2.系统基本描述 3.系统部署 4.应用
• 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。
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。
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。
1985
1990
1995
2000
2005
北斗系统
GALILEO
2010 2015
2、应用：卫星导航应用增长情况
陆地应用 海洋应用 航空应用 航天应用 大众消费
北 斗 系 统 在 我 国 航 天 事 业 中 的 地 位
北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统﹝BeiDou （COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国正在
具体而言,它集中表现在三个方面：1、星历误差 ，2、大气延时误差，3、卫星钟差误差。
3.系统部署
18
北斗一号
工作原理
北斗卫星
北斗卫星
标校站
标校站 中心控制系统
标校站 用户位置 标校站
定位原理
北斗一号
覆盖范围
北斗一号
北斗一号系统相对于GPS，在用户数量上是远远不及的。但北斗一代 解决了我国卫星导航系统的有无，是世界上第三个拥有独立卫星导航
用户段
用户段由北斗用户终端以及与其他GNSS兼 容的终端组成。
北斗系统的用户终端
12
定位原理
北斗导航系统是主动式双向测距二维导 航，地面中心控制系统解算，供用户三 维定位数据。GPS是被动式伪码单向测 距三维导航，由用户设备独立解算自己 三维定位数据。
“北斗一号”的这种工作原理带来两个 方面的问题，一是用户定位的同时失去 了无线电隐蔽性，这在军事上相当不利， 另一方面由于设备必须包含发射机，因 此在体积、重量上、价格和功耗方面处 于不利的地位。
北斗二号民用频点B1选择在1561.098MHz，而GPS的L1在 1575.42MHz。根据2017年9月最新公布的北斗三号接口控制 文件，北斗民用信号B1C和B2a现在已经完全实现和GPS等 系统的兼容，这将有利于北斗全球化应用。
北斗三代使用了抗干扰技术，保护信号不被敌方干扰，避免 战时抓瞎。这方面的工作由国防科大王飞雪老师团队完成， 已经是世界领先水平，北斗三代的抗干扰性高于GPS。