卫星广播星历的形成
卫星星历的相关内容.
预报星历
• 预报星历，是通过卫星发射的含有轨道信息的导航电文传 递给用户的，用户接收机接收到这些信号，经过解码便可 获得所需要的卫星星历，所以这种星历也叫做广播星历。 • 广播星历参数：共有16个，其中包括1个参考时刻，6个对 应参考时刻的开普勒轨道根数和9个反映摄动力影响的参 数。这些参数通过GPS卫星导航电文传递给用户。每两个 小时更新一次；目前广播星历所给出卫星的点位中误差为 5-7m。
GPS卫星星历
• 概述
– 卫星的星历，是描述卫星运行轨道的一组数据。利用GPS定 位，就是根据已知的卫星轨道信息和用户的观测资料，通过 数据处理来确定接收机的位置和速度。所以，精确的描述轨 道的星历，是实现精确定位与导航的基础。
• GPS卫星星历的分类
– 预报星历（广播星历） – 后处理星历（精密星历）
广播星历文件示例
广播星历参数详解
后处理星历
• 后处理星历，一些组织根据各自建立的卫星跟踪站所获得 的对GPS卫星的精密观测资料，应用与确定广播星历相似 的方法而计算得到的卫星星历。它不是GPS卫星直接播发 的，而是由第三者提供给用户的GPS星历。
– ftp:///pub
精度
时间间隔
卫星位置计算方法
预报星历
低
2h 15min
用轨道参数来计算
后处理星历
高
插值
– ftp:///pub/gps/gpsdata – ftp://igs.ensg.ign.fr/pub/igs/ – ftp:///pub/product/
精密星历文件示例
区别
星类型
获取方法 由导航电文实 时地得到 事后由第三方 提供
GNSS专业名词释义
Navigation Lectures导航讲座DCW绝对定位（Absolute positioning）：用一台 GNSS信号接收机直接测定一个测站在给定全球大地坐标系（例如 WGS-84世界大地坐标系）内的点位三维坐标；后者是相对于坐标原点的绝对坐标，故称之为“绝对定位”。
近年来，人们常将它称为“单点定位”（single point positioning）。
精度（Accuracy）：它表示一个量的观测值与其真值接近或一致的程度，常以其相应值——误差（Error）予以表述。
对 GNSS卫星导航而言，精度直观地概括为用GNSS信号所测定的载体在航点位与载体实际点位之差；对于 GNSS卫星测地而言，精度是用 GNSS信号所测定的地面点位与其实地点位之差。
捕获（Acquisition）：它是 GNSS信号接收机能够接收和锁定 GNSS信号的能力，这是获取 GNSS观测值的关键一步。
历书（Almanac）：它是一组由卫星导航电文提供的描述所有在轨 GNSS卫星概略位置及其钟差的参数。
每颗 GNSS卫星向用户发送历书数据，用户利用它们不仅能选择工作正常和位置适当的卫星，以致它们能够构成较理想的空间几何图形，而且依据已知的码分地址能够较快地捕获到所选择的待测卫星。
模糊度（Ambiguity）：例如，当用 GPS第一载波测量时，其载频 fL1=1575.42 MHz，它的相应波长λ=19 cm，用该 19 cm电尺量测从 GPS信号接收机到 GPS卫星的二万余千米距离，其整尺段数（波数）约为1E+8。
如此巨大的波数是无法直接精确测定的，而需用一定的方法求解这个未知数，该未知数称为载波相位测量的模糊度，因为它是从接收机到卫星的载波相位测量的整周期数，在笔者所著的《GPS卫星导航定位原理与方法》和《全球导航卫星系统及其应用》两部著作中将它称为整周模糊度，它的解算是载波相位测量数据处理的一个特殊而又极重要的问题。
卫星运动基础及GPS卫星星历
第1章 卫星运动基础及GPS 卫星星历卫星的无摄运动只考虑地球质心引力作用的卫星运动称为卫星的无摄运动，即作为二体问题研究两个质点在万有引力作用下的运动。
1.1.1 开普勒三定律(1) 卫星运行的轨道是一个椭圆，该椭圆的一个焦点与地球质心重合。
(2) 卫星的地心向径，即地球质心与卫星间的距离向量，在相同的时间里扫过的面积相等。
(3) 卫星运行周期的平方与轨道椭圆长半径的立方之比是一常量，而该常量是地球引力常数GGGG 的倒数。
TT 2aa 3=4ππ2GGGG 1.1.2 卫星运动的轨道参数（开普勒轨道参数，轨道根数）图3-1 卫星轨道参数aa ——轨道椭圆的长半径。
ee ——轨道椭圆的偏心率。
ΩΩ——升交点的赤经，即地球赤道平面上升交点NN 与春分点γγ之间的地心夹角，0°~360°。
ii ——轨道面的倾角，即卫星轨道平面与地球赤道平面夹角，0°~180°。
ωω——近地点角距，即在轨道平面上，近地点AA 与升交点NN 之间的地心角距，0°~360°。
ff ——真近点角，即轨道平面上卫星与近地点之间的地心角距。
升交点 XX ZZ 春分点γγ 卫星近地点 OO ZZ ʹ AA NN SSΩΩ ff ωω 赤道面轨道面⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧①aa 、ee 唯一确定了卫星轨道的形状和大小②ΩΩ、ii 确定了卫星轨道平面与地球体的相对定向③ωω确定了轨道椭圆在轨道平面内的指向④ff 确定了卫星在轨道上的瞬时位置上述6个参数一旦确定，（在二体问题下）即可唯一确定卫星的运动状态（任意时刻tt 卫星的位置和运动速度）。
1.1.3 二体问题的运动方程1.1.4 二体问题微分方程的解1.1.5 轨道空间直角坐标系OO -XX ʹYY ʹZZ ʹ，以地球质心为原点，XX ʹ指向近地点，ZZ ʹ垂直于轨道平面向上，YY ʹ在轨道平面上垂直于XX ʹ轴，构成右手系。
brdc广播星历格式
brdc广播星历格式摘要：1.广播星历简介2.广播星历格式详解3.广播星历应用领域4.广播星历在我国的发展5.总结正文：广播星历（BRDC）是一种用于描述卫星轨道及其周围空间环境信息的数据格式。
它主要由全球定位系统（GPS）、全球导航卫星系统（GLONASS）以及其他卫星导航系统使用。
广播星历数据在全球范围内被广泛应用于导航、定位、遥感等领域，为各类卫星应用提供了重要的数据支持。
一、广播星历简介广播星历是卫星系统向用户广播的一种数据产品，主要包括卫星轨道参数、卫星钟差、卫星发射时间等信息。
它通过卫星信号传输到用户接收设备，用户接收设备接收到这些数据后，可以计算出卫星的位置、速度等信息，从而实现定位、导航等功能。
二、广播星历格式详解广播星历格式主要包括以下几个部分：1.文件头：包括文件版本、数据产生时间、数据更新周期等信息。
2.卫星信息：包括卫星编号、轨道参数、卫星钟差等。
3.误差参数：包括卫星轨道误差、卫星钟误差等。
4.历元：包括时间标签、卫星位置、卫星速度等。
5.校验和：用于检验数据传输的正确性。
三、广播星历应用领域广播星历数据在我国得到了广泛的应用，主要包括：1.导航定位：广播星历数据是导航定位系统的基础数据，为各类导航定位设备提供了卫星轨道、卫星钟等信息，实现了高精度定位、导航等功能。
2.遥感：广播星历数据可用于遥感卫星的数据处理，提高遥感图像的定位精度。
3.通信：广播星历数据可用于卫星通信系统的链路计算，保证通信质量。
4.科学研究：广播星历数据可用于天文、地球物理、大气科学等领域的科学研究。
四、广播星历在我国的发展我国高度重视卫星导航领域的发展，不断加强对广播星历数据的研究和应用。
我国已经建立了完整的卫星导航系统，并实现了全球覆盖。
同时，我国还积极开展广播星历数据的国产化工作，提高我国在卫星导航领域的自主创新能力和核心竞争力。
五、总结广播星历作为一种重要的卫星导航数据格式，为全球卫星导航应用提供了关键的数据支持。
卫星定位系统原理及各国发展的历史
简述:卫星定位系统原理及各国发展的历史1、子午卫星导航系统（NNSS）该系统又称多普勒卫星定位系统，它是58年底由美国海军武器实验室开始研制,于64年建成的“海军导航卫星系统”（Navy Navigation Satellite System）。
这是人类历史上诞生的第一代卫星导航系统。
1957年10月前苏联成功发射了第一颗人造卫星后，美国霍普金斯大学应用物理实验室的吉尔博士和魏分巴哈博士对卫星遥测信号的多普勒频移产生了浓厚的兴趣。
经研究他们认为：利用卫星遥测信号的多普勒效应可对卫星精确定轨；而该实验室的克什纳博士和麦克卢尔博士则认为已知卫星轨道，利用卫星信号的多普勒效应可确定观测点的位置。
霍普金斯大学应用物理实验室研究人员的工作，为多普勒卫星定位系统的诞生奠定了坚实的基础。
而当时美国海军正在寻求一种可以对北极星潜艇中的惯性导航系统进行间断精确修正方法，于是美国军方便积极资助霍普金斯大学应用物理实验室开展进一步的深入研究。
1958年12月在克什纳博士的领导下开展了三项研究工作：①研制卫星；②建立地球重力场模型以便卫星的精确定轨和准确预报卫星的空间位置；③研制多普勒接收机。
经过众人的努力子午卫星导航系统于1964年1月正式建成并投入军方使用，直至19 67年7月该系统才由军方解密供民间使用。
此后用户数量迅速增长，最多达9.5万户，而军方用户最多时只有650个，不足总数的1%，可见因生产的需要民间用户远远大于军方。
1.1 子午卫星导航系统的组成（1）卫星星座：子午卫星星座，由六颗独立轨道的极轨卫星组成。
在设计上要求卫星的轨道的偏心率为零，轨道倾角i =90°；卫星运行周期为T=107m；卫星高度约为H=1075km；按理论上的设计，六颗卫星应当均匀分布在相互间隔为30度轨道平面上。
但由于早期卫星入轨精度不高，各卫星周期、倾角、偏心率都存在不同程度的误差，故各卫星轨道进动的大小和方向也都不尽相同，这样经过一段时间后各卫星轨道间的间距就变得疏密不一。
卫星星历数据产生方法研究
卫星星历数据产生方法研究随着卫星通信事业的迅猛发展，卫星轨道资源十分拥挤。
卫星受到地面发射源的干扰越来越多，这些干扰给正常的卫星广播和通信业务带来了巨大的威胁，甚至产生了无法估量的社会影响。
为了保证卫星的通信安全，2 0 0 2 年国家无线电监测中心引进了美国T L S 公司生产的TLS2000卫星定位系统，使我国具有了对静止轨道卫星的发射源进行定位的能力。
TLS2000定位系统在对卫星的上行发射源进行定位时需要有一个位置及频率合适的卫星给予配合，同时对该卫星的星历也有很高的要求(定位的精度和可靠性依赖于卫星星历的精度)。
目前，卫星星历的来源是美国的 网站，近期该网站声称由于涉及到美国国家安全的一些问题，将关闭该网站。
因此，建立自己的卫星星历生成系统刻不容缓。
另一方面，卫星监测的目的之一是核实卫星的在轨情况，通过卫星星历可以掌握卫星是否在合法的轨位范围内运行。
从卫星信号监测的角度考虑，建立卫星星历生成系统也是很必要的。
1 卫星星历格式及经典轨道参数在卫星干扰源定位系统中，我们采用的星历格式为双行根数星历即指Two-Line Element，是北美联合防空司令部(NORAD)、美国航天司令部(U S S C )以及美国宇航局(NASA)普遍采用的一种星历格式，在他们的相关网站上提供有定时更新的双行根数卫星星历数据库。
根据开普勒定律：卫星运行的轨道为一椭圆，该椭圆的一个焦点与地球质心重合；卫星的地心向径在单位时间内所扫过的面积相等；卫星运行周期的平方与轨道椭圆长半径的立方之比为一常量。
由此可知，人造地球卫星在空间的位置可以用几个特定数据来确定，这些数据就是轨道要素也可以称为轨道参数。
在双行根数星历中就包含着人造地球卫星的最重要的6 个轨道参数。
(1)a——轨道半长轴：轨道长轴的一半，可说明轨道的大小；(2)e——轨道偏心率：椭圆轨道两焦点间的距离与长轴的比值，可说明轨道的形状；(3)i ——轨道平面倾角：卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角，为IJK 坐标系(地心惯性坐标系)的坐标单位矢量K 与卫星动量矩；(4)——升交点赤经：卫星由南半球飞往北半球时，轨道与赤道平面相交的那一点称为升交点；赤道上另一对称点称为降交点。
GPS
1、GPS卫星信号是由_载波_ , _测距码_和_导航电文_三部分组成的。
2、GPS卫星信号调制采用_二进制相位调制_法，当信号为“0”时载波的相位_相位不变化_,当信号为“1”时载波的相位_相位变化180度_。
3、利用IGS 精密星历进行单点定位时，所求得的站坐标属ITRF 坐标系。
4、GPS 观测值在卫星间求差后，可消除接收机种差。
1、载波相位观测值和用C/A码测定的伪距观测值所受到的对流层延迟__是相同的。
2、GPS观测值在接收机间求差后可消除__卫星钟差_3. GPS测量中，卫星钟和接收机钟采用的是GPS时时间系统4. WGS－84 系属于协议地球坐标系5. 载波相位测量值在历元间求差后可消去整周未知数1. 目前正在运行的全球卫星导航定位系统有GPS 和GLONASS 。
我国组建的第一代卫星导航定位系统称为北斗卫星导航定位系统，欧盟计划组建的卫星导航定位系统称为GALILEO。
4. L1载波的波长约为19 厘米，L2载波的波长约为24 厘米。
7. 对流层延迟改正模型中的大气折射指数N与温度、气压、湿度等因素有关。
12.PDOP代表空间位置图形强度因子14.用GPS定位的方法大致有四类：多普勒法、伪距法、射电干涉测量法、载波相位测量法。
目前在测量工作中应用的主要方法是静态定位中的伪距法和载波相位测量法。
5.在使用GPS软件进行平差计算时，需要选择横轴墨卡托投影投影方式5．VDOP代表垂直分量精度因子2．HDOP代表水平分量精度因子10．GPS定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采取空间距离后方交会的方法，确定待定点的空间位置。
6．广域差分可纠正的误差种类包括（星历误差）、（大气延时误差）和（卫星钟差误差）。
4．根据测距的原理，可将GPS定位的方法分为伪距法定位、载波相位测量定位、差分GPS 定位三种。
7．单站差分GPS按基准站发送的信息方式来分，可分为位置差分、伪距差分和相位差分。
《北斗导航原理与系统》3-卫星的运动与星历
1
tan
fs 2
1 1
es es
2
tan
Es 2
fs 1.914477rad
第6步：计算信号发射时刻的升交点角距θ
0 s fs 3.631935rad
41
GPS卫星坐标计算
第7步：计算信号发射时刻的摄动改正项
u r
Cus Crs
sin sin
20 20
Cuc Crc
46
卫星在CGCS2000坐标系中的坐标计算
47
Ms M0 ntk 1.903328rad
Ms 2 1.903328rad 4.379857rad
注意：值在0~2π之间。
第4步：计算信号发射时刻的偏近点角Es Ms Es es sin Es 迭代计算，有Es 4.374280rad
40
GPS卫星坐标计算
第5步：计算信号发射时刻的真近点角fs
13
真近点角的计算
as cos Es = r cos fs + as es cos fs = as ( cos Es – es ) /r r = as ( 1 - es cosEs )
cos
fs
cos Es es 1 es cos Es
sin fs
1 es2
1
2 sin Es
1 es cos Es
精度可以达到米。 缺点：难以实时传递。
35
精密星历的计算
按一定时间间隔给出卫星在地固坐标系下的三 维位置、三维速度和钟差；
任意时刻t卫星位置的计算：插值法 拉格朗日插值法 三次样条 三角多项式
36
3.6 卫星位置计算（实例）
计算此卫星在 t=239050.7223s 时的空间位置。
广播星历的名词解释
广播星历的名词解释广播星历是一种用于卫星导航系统的重要数据源，广泛应用于全球定位系统（GPS）和其他卫星导航系统中。
它提供了卫星位置、速度以及时间等信息，帮助用户确定其精确的地理位置和导航方向。
在本文中，我们将详细解释广播星历的含义、作用以及相关的技术原理，以帮助读者更好地理解广播星历的重要性。
一、广播星历的定义广播星历指的是卫星导航系统通过无线电信号将卫星的轨道参数等信息广播到用户终端，以便用户准确进行定位和导航的一种数据格式。
它包含了卫星编号、卫星位置、速度、钟差等信息，以及其他一些校验和控制数据。
用户通过接收卫星发送的广播星历数据，根据其中的信息进行计算，从而确定其准确的地理位置。
二、广播星历的作用广播星历在卫星导航系统中起着至关重要的作用。
首先，它是用户终端确定自身位置所必需的数据源。
用户终端通过接收到的广播星历数据，根据卫星的位置和其他参数，进行复杂的计算和推算，从而确定自身的地理位置。
其次，广播星历还提供了卫星的速度和时间等信息，为用户终端提供了更为准确和可靠的导航指引。
三、广播星历的技术原理广播星历的传输技术主要借助无线电信号，通过卫星发射到空中，由用户设备接收并解码。
卫星导航系统通过卫星上搭载的精密钟表不断生成星历数据，并定期对其进行更新。
然后，系统将更新后的星历数据编码成特定格式，通过卫星的无线电信号进行广播。
用户设备接收到信号后，通过信号解码器将广播星历数据还原，并基于其中的信息进行位置计算。
四、广播星历的特点广播星历具有以下几个特点。
首先，广播星历的数据是间接测量而得，其定位精度受到卫星本身定位误差、卫星钟差以及传输和接收误差等多种因素的影响。
因此，在实际应用中，需要对广播星历数据进行相应的纠正和校准。
其次，广播星历具有广播性质，任何连接到卫星导航系统的用户终端都可以接收到相同的广播星历数据，这意味着无需与地面的信息中心进行实时的数据交换。
最后，广播星历具有一定的延迟性，即卫星发送的星历数据需要经过一定的传输时间才能到达用户终端，因此，在位置计算时需要考虑这种延迟。
卫星星历数据产生方法研究
ｙ 律 ：卫 星 运 行 的 轨道 半球 飞 往 北 半球 时 。轨 道 与赤 道 平
为 ～ 椭 圆 ． 该 椭 圆 的 面 相 交 的 那 一 点 称 为 升 交 点 ： 赤 道
一
Hale Waihona Puke 个 焦 点 与 地 球 质 心 上 另 一 对称 点 称 为降 交点 。从 春 分
维普资讯
交 点 线 之 间 的 夹 角 ，从 上 往 下 看 逆 都 看 作是 某 一 椭 圆上 的点 ．但 这些 轨 道 卫 星 定 轨 需要 很 精 密的 光 学观
时针 ：
椭 圆 的 大 小 、 状 、 地 点 方 向 及 椭 测 仪器 ，这 就更 增加 了 它的局 限性 。 形 近
（ 位 的精度和 可靠 性依 赖于 卫星 星 定
历 的精度 ） 目前 ． 。 卫星 星历 的来源
是 美 国的 ｃ ｌｓｒｋ ｃ ｍ 网站 ，近期 位 范 围 内 运 行 。 从 卫 星 信 号 监 测 的 运 行 周 期 的平 方 与 轨道 椭 圆长 半径 ｅｅｔａ ．ｏ 该 网 站声 称 由于 涉及 到 美 国 国 家安 角度 考 虑 ，建 立 卫 星星 历 生 成 系统 的立 方之 比为一 常量 。由此 可知 ． 人 全 的一 些 问题 ．将 关 闭 该 网站 。 因 也 是很必 要 的。 此 ，建 立 自 己的卫 星 星 历 生成 系统
（） ５ 一一 近地点 幅 角 ． 也称 近地 圆平 面 在 空 间 的位 置 、 方 向各 不 相
无 线 电测 量 是 通 过地 面 测 控 站
点角距 ：轨 道平面 上 ． 心 与升 交点 同 。这 种在 实际 轨 道 上 某一 点 的椭 向卫 星 发射 信 号 并 接 收卫 星 的下 行 地 的连 线 与地 心 和 近 地点 的连 线 之 间 圆轨 道 ． 常称 为密切轨 道 。卫星 在 信 号 ，从 而计 算出卫 星 的运 动参数 ． 通
广播星历文件解读
广播星历文件是描述卫星轨道运动的一组参数，这些参数可以用来计算出卫星在任意位置及其运动速度。
广播星历是由卫星向地面广播的，所以被称为广播星历。
广播星历包包含了卫星的一系列参数和必要的摄动改正数。
这些参数是当前卫星轨道参数的预报值，是根据前一段时间求出的轨道参数外推得到的，因此也被称为预报星历。
广播星历文件通常是以文本格式存储的，可以通过文本编辑器打开和查看。
其中包含了很多的参数，包括卫星的位置、速度、时间、地球重力场模型、大气模型等。
这些参数可以帮助我们计算出卫星的位置和速度，并且可以帮助我们预测卫星的未来位置和运动轨迹。
对于广播星历文件的解读，需要具备一定的卫星轨道和导航专业知识。
如果你不熟悉这些专业知识，可以咨询相关的专业人士或者机构，以获取更详细和准确的信息。
卫星运动基础卫星星历分解课件
GPS系统的特点是高精度、全球覆盖 、实时性强，且不受天气和时间的影 响。
GPS系统最初是为了军事目的而开发 的，但现在已经广泛应用于民用领域 ，如车辆导航、航空导航、海洋导航 等。
GLONASS系统
全球导航卫星系统（GLONASS）是俄罗斯联邦航天局开发的卫星导航系统，它也 是世界上第二个全球性的卫星导航系统。
BDS系统的特点是自主可控、高精度、高可靠性、高安全性，且与GPS 系统、GLONASS系统和Galileo系统兼容。
05
CATALOGUE
实际应用与案例分析
卫星导航定位应用
全球定位系统（GPS）
利用卫星星历数据计算地面位置，广泛应用于导航、测量和军事领域。
北斗卫星导航系统
中国自主研发的卫星导航系统，提供全球定位服务，促进交通运输、公共安全等 领域的发展。
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星历计算是利用地面观测站接收到的卫星信号，结合地球 引力、太阳辐射压等物理模型，对卫星轨道参数进行精确 计算，预测卫星在未来任意时刻的位置、速度、高度等运 动状态。这一过程需要高精度的算法和大量的计算资源。
星历精度
星历精度是指星历表中卫星轨道参数 的准确度，直接影响到卫星导航和定 位的精度。
VS
星历精度是衡量星历表质量的重要指 标，它决定了卫星导航和定位的准确 度。高精度的星历表能够提供更准确 的卫星位置信息，从而提高导航和定 位的可靠性。为了获得高精度的星历 数据，需要不断优化轨道模型和算法 ，并加强地面观测数据的处理和分析 。
卫星测控应用
卫星轨道测定
通过卫星星历数据，确定卫星轨道参 数，确保卫星有效载荷的正常工作。
卫星姿态控制
利用星历数据计算卫星运行轨迹，控 制卫星姿态，保持通信和观测的稳定 性。
ublox 星历 格式
ublox 星历格式标题：深入理解Ublox星历格式Ublox，作为全球领先的无线定位和无线通信技术供应商，其产品广泛应用于各种导航和定位系统中。
其中，星历是GPS（全球定位系统）接收器进行精确位置计算的关键数据之一。
本文将详细解析Ublox星历的格式，以便于我们更好地理解和使用。
一、星历的基本概念星历，也称为卫星轨道参数，是描述卫星在空间中运行轨迹的一组数据。
这些数据包括卫星的位置、速度、加速度以及其它相关的轨道参数。
对于GPS接收器来说，准确的星历信息是实现高精度定位的基础。
二、Ublox星历的来源Ublox星历主要来源于两个途径：一是通过卫星广播的星历数据，这是最直接的方式；二是通过差分GPS（DGPS）或实时kinematic (RTK) 服务获取更精确的星历数据。
三、Ublox星历的格式Ublox星历的格式主要包括以下几个部分：1. Header：头部信息，包含星历的类型、版本、生成时间和有效期等基本信息。
2. Satellite Data：卫星数据部分，每个卫星的数据由一系列的参数组成，包括：- PRN（Pseudo Random Noise）码：用于标识卫星的唯一编号。
- Health：卫星的状态信息，指示卫星是否可用。
- ECEF X, Y, Z：卫星在地球中心惯性坐标系（Earth-Centered Earth-Fixed，ECEF）中的三维位置。
- Clock Bias：卫星钟偏差，用于修正卫星钟与GPS标准时间的差异。
- Clock Drift：卫星钟漂移率，表示卫星钟频率的变化率。
- Clock Drift Rate：卫星钟漂移的速率，表示卫星钟频率变化的速度。
3. Checksum：校验和，用于验证数据的完整性。
四、解析Ublox星历的过程解析Ublox星历的过程主要包括以下几个步骤：1. 读取Header信息：首先，我们需要读取星历的头部信息，获取星历的类型、版本、生成时间和有效期等基本信息。
GPS星历要点范文
GPS星历要点范文一、GPS星历的定义和作用1.GPS星历是指卫星轨道参数数据，包括卫星位置、速度和时钟差等信息。
2.GPS星历是导航接收机确定自身位置的基础数据，它通过计算卫星和接收机之间的距离来推算出接收机的位置。
3.GPS星历的更新频率较高，通常每2小时更新一次，以确保定位的准确性。
二、GPS星历的数据格式1.GPS星历数据有两种格式：广播星历和精密星历。
2.广播星历是由GPS卫星通过无线信号广播给全球的接收机，它包含了卫星的序号、健康状态、位置、速度、时钟差等信息。
3.精密星历是由地面控制站通过测量卫星信号并进行数据处理得到的，它比广播星历更加精确，能够提供更准确的定位结果。
三、GPS星历的更新和分发1.GPS星历的更新是由GPS卫星和地面控制站共同完成的，地面控制站负责测量卫星信号并计算星历参数，然后将更新后的星历数据上传到卫星中。
2.更新后的星历数据由卫星广播给全球范围内的接收机，接收机通过接收到的星历数据确定卫星的位置和时钟差等参数。
3.接收机还可以通过互联网等方式获取精密星历，以提高定位的准确性。
四、GPS星历的使用和影响因素1.GPS星历是导航接收机定位的重要数据源，它直接影响到定位的准确性和可靠性。
2.GPS星历的准确性受多种因素影响，包括卫星的状态、地球引力、大气层延迟、信号干扰等。
3.对于移动接收机，由于接收到的卫星信号会不断变化，因此定位的准确性也会随着时间的推移而下降，需要及时更新GPS星历。
五、GPS星历的维护和管理1.GPS星历的维护和管理是由GPS系统的运营商负责的，他们负责收集、处理和分发星历数据。
2.运营商会定期更新GPS星历数据，并通过卫星广播、互联网等方式分发给接收机。
六、GPS星历的发展趋势1.随着科技的不断发展，GPS星历的数据量和精确性将进一步提高，可以提供更高精度的定位结果。
2.GPS星历的更新频率可能会增加，以进一步提高定位的实时性和准确性。
3.GPS星历的使用范围也将扩大，不仅在导航领域有广泛应用，还可以用于精确测量和科学研究等领域。
关于AGPS,星历下载和GPS定位速度的讨论
关于AGPS,星历下载和GPS定位速度的讨论在其他地方看到一篇关于AGPS的讨论，觉得不错转过来给大家看看感谢原作者及参加讨论的各位机油+++++++++++++++++++++++++++也谈AGPS,星历下载和GPS定位速度的影响作者：seray现在很多手机都支持AGPS了，吹的很神乎，但真正是怎么一个原理，怎么实现，对GPS定位的关系以及制约因素却很少人知道。
所以在使用过程中有误区，也有困惑。
于是，我简单说说AGPS实现的原理和结合X500的应用吧：从GPS冷起说起。
GPS接收机冷起后，GPS接收机内是什么数据都没有的。
必须从零开始接受GPS卫星的信号，逐步分析当前头顶上每颗发送信号的卫星的频率，是什么编号，运行轨迹，才能最终锁定卫星；锁定好卫星，GPS终端才能定位自己的位置。
所以冷起后的定位非常慢，一般要在开阔地十几二十分钟，而室内或者信号不好的地方，几个小时都不一定定位得上。
一旦GPS终端定位成功，在GPS接收芯片的内存中，一般会一直保留/更新以下几个数据1.最后一次定位的经纬度（一个区域值）2.最后一次定位位置上空卫星的数量和轨迹以及预测的四小时之内这些卫星的位置。
（这就是短效星历）这两个数据非常关键。
依赖这这组数据，当GPS关机或者丢失信号之后，再次启动接受到卫星信号的时候，就可以不用去计算卫星轨道了，只要简单的调整配对，就可以锁定卫星，快速定位。
这也就是为什么GPS短暂的关机开机，进隧道出隧道，再次定位的速度都很快的缘故。
但应该注意这些数据都不是长期有效的，不能随时随地帮GPS实现快速定位。
一种情况是时间过期。
这GPS内存储的星历时效一般不超过4小时。
也就是说，如果你关了GPS超过四小时，即使没有大距离移动，仍然在原来的城市里，而GPS内的保留星历依然会因超时而失效。
此时头顶的卫星已经不是星历里记录的那几颗了，必须再次一颗一颗的去计算卫星轨道。
当然，此时“最后一次定位的经纬度”是有效的，有一个参考值，锁定卫星的速度还是比冷起稍微快一点点的。
GPS测量与数据处理参考题目及答案
GPS测量与数据处理自学指导及参考习题第一部分内容提要：本部分主要教授全球定位系统的产生、发展及前景和GPS的应用。
与GPS的产生背景有关部分，重点介绍第一代卫星导航定位系统-—子午卫星系统的原理及其局限性。
与GPS应用有关的部分，重点介绍GPS在军事、交通运输、及测量等领域中的应用。
习题：1、举例说明GPS在测量领域中的应用。
答:（1）用GPS建立和维持全球性的参考框架;(2）建立各级国家平面控制网；（3）布设城市控制网、工程测量控制网，进行各种工程测量;(4）在航空摄影测量、地籍测量、海洋测量中的应用.（《GPS测量与数据处理》，P7）2、“Transit系统是一个连续、独立的卫星导航系统"这种说法正确吗,为什么?答：这种说法不正确。
子午卫星系统（Transit）中没有采用频分、码分、时分等多路接收技术。
接收机在某一时刻只能接收一个卫星信号,这就意味着子午卫星星座中所含的卫星数不能太多。
为防止在高纬度地区的视场中同时出现两颗子午卫星从而造成信号相互干扰的可能性,子午卫星星座中的卫星一般不超过6颗,从而使中低纬度地区两次卫星通过的平均间隔达1.5h左右。
由于各卫星轨道面进动的大小和方向不一,最终造成各轨道面之间的间隔疏密不一.相邻轨道面过密时会导致两颗卫星同时进入用户视场，造成信号相互干扰，此时控制中心不得不暂时关闭一颗卫星使其停止工作。
轨道面过疏时用户的等待时间有可能长达8~10h。
导航定位的不连续性使子午卫星系统无法称为一种独立的导航定位系统，而只能成为一种辅助系统.(《GPS测量与数据处理》,P3)3、名词解释：多普勒计数答:若接收机产生一个频率为的本振信号，并与接收到的频率为的卫星信号混频,然后将差频信号（）在时间段［，]间进行积分,则积分值,称为多普勒计数.第二部分内容提要:本部分主要部分授GPS各部分，包括空间部分、地面监控部分和用户部分的组成与功能。
在用户部分中，重点介绍与GPS接收机有关的基本概念，例如天线平均相位中心偏差,接收通道等。
GPS测量原理复习
GPS测量原理复习GPS模拟题⼀、名词解释（每题2分，共12分）1、春分点2、卫星的⽆摄运动3、GPS时间系统4、伪距5、相对定位6、同步观测环⼆、填空题（每空1分，共13分）1、⽬前世界上发展⽐较完善的4⼤卫星导航定位系统包括：美国的GPS系统，，，，它们将在2020年左右共同组成全球导航卫星系统GNSS。
2、GPS定位是被动定位，必须建⽴⾼稳定的频率标准。
因此每颗卫星都安装有⾼精度铷原⼦钟和铯原⼦钟各台。
GPS发送⼏种不同频率的信号，都来⾃同⼀个基准频率MHz。
3、定义⼀个时间系统的条件有和等。
4、GPS接收机由、和三个单元组成。
5、GPS卫星播发的信号，包括、、等多种信号分量。
三、判断题（每题1分，共15分）1、在⽇⽉和其它天体引⼒的作⽤下，地球在公转时，⾃转轴的⽅向是变化的。
可将其运动分解为⼀个长周期变化（章动）和⼀系列短周期变化（岁差）的叠加。
2、GPS定位中⾼程精度⾼于平⾯精度。
3、采⽤相对定位可消除卫星钟差的影响。
4、P码码元宽度较⼤，码长较短，不易捕获。
5、GPST与IAT在任意瞬间均有⼀常量偏差，其间关系为：IAT –GPST = 19(s)。
6、单点动态定位，采⽤伪距法测定站星距离，能实时地测得运动载体的位置和状态参数，是导航中应⽤的基本模式。
7、接收机测量可以不在现场记录。
8、采样间隔是指两个观测点间的间隔距离。
9、电离层折射的影响⽩天⽐晚上⼤。
10、精度因⼦越⼤位置误差越⼩。
11、协调世界时是综合了世界时与原⼦时的另⼀种记时⽅法，即秒长采⽤世界时的秒长，时刻采⽤原⼦时的时刻。
396003五、论述题（共15分）GPS测量与卫星、信号传播、接收机有关的误差分别有哪些？相应的消减措施有哪些？第⼀章绪论1、⼦午卫星系统的局限性？（1）⼀次定位时间过长（2）不是⼀个连续的、独⽴的卫星导航系统（3）对测量带来不利影响①观测时间偏长，作业效率偏低②定位精度偏低2、早期的GPS政策（1）SA政策（选择可利⽤性）①在卫星的⼴播星历中⼈为地加⼊误差，以降低卫星星历的精度②有意识的使卫星钟频产⽣⼀种快速的变化（2）AS政策（反电⼦欺骗）在P 码上加上严格保密的W 码，使其模⼆相加产⽣完全保密的Y 码3、全球导航卫星系统（GNSS）概况GPS(全球定位系统)、GLONASS(格洛纳斯)、Galileo系统（伽利略卫星导航定位系统）、BDS（北⽃系统）*4、GPS 现代化的内容？*（1）L2 上增加L2 C 码, 增加第三民⽤频率L5 ，改善服务质量, 提⾼系统完备性增加军队专⽤码(M 码), 与民⽤码分开(2)增强卫星信号强度, 增加抗电⼦⼲扰能⼒,军⽤接收机具有更好的保护装置和快速初始化能⼒(3)军⽤接收机具有更好的保护装置和快速初始化能⼒(4)使⽤新技术防⽌敌⽅⼲扰或使⽤第⼆章GPS 测量中所涉及的时间系统和坐标系统1、地球坐标系的分类？⑴按坐标原点不同：参⼼坐标系（54 北京，80 西安）、地⼼坐标系（WGS-84，CGCS2000）⑵按坐标轴指向不同：瞬时极地球坐标系、固定极/ 平地球坐标系⑶按地⾯点位置表现形式不同：空间直⾓坐标系（X ,Y ,Z ）空间、⼤地坐标系（B , L,H ）球⾯、⾼斯平⾯直⾓坐标系（x, y , H）平⾯2、WGS-84空间直⾓坐标系的⼏何定义？原点：地球的质⼼；三轴指向：Z轴——国际时间局（BIH ）1984.0定义的协议地球极（CTP，Conventional Terrestrial Pole）⽅向；X轴—BIH 1984.0的零⼦午⾯和CTP ⾚道的交点（经度零点）；Y轴—与Z,X轴构成右⼿坐标系。
GPS测量与数据处理考点
G P S测量与数据处理名词解释;周跳与特点：整周计数出现系统偏差,而不足一整周的部分仍然保持正确的现象;多路径效应：经某些物体表面反射后到达接收机的信号与直接来自卫星的信号叠加干扰后进入接收机,将使测量值产生系统误差;载波：可运载调制信号的高频振荡波;L1载波：由卫星上的原子钟所产生的的基准频率f0=倍频154倍后形成的;L2载波：由f0倍频120倍后形成的;L5载波：由f0倍频115倍;作用：更好地消除电离层延迟,组成更多线性组合观测值;测距码：用于测定从卫星至接收机间的距离的二进制码;GPS卫星所用属于伪随机噪声码;伪随机噪声码相关系数：不同的码相关系数为0或1/n,对齐的码相关系数为1; GPS测距：卫星发射天线的平均相位中心至接收机接收天线相位中心之间的距离; 导航电文：由GPS向用户播发的一组反映卫星在空间的运行轨道、卫星钟的改正参数、电离层延迟修正参数及卫星的工作状态等信息的二进制代码;卫星星历：用于描述太空飞行体位置和速度的表达式;卫星星历的时间按世界标准时间UTC计算;GPS时不跳秒,UTC会跳秒;广播星历：由GPS的地面控制部分所确定和提供的,经GPS卫星向所有用户公开播发的一种预报星历;采用1984年世界大地坐标系;精密星历：为满足精密应用领域的需要而研制、生产的一种高精度的事后星历;按一定时间间隔通常15min来给出卫星在空间的三维坐标、三维运动速度及卫星钟改正数等信息;整周模糊度：相对定位：确定同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之间的相对位置坐标差的定位方法;静态定位：如果待定点在地固坐标系中的位置只存在可忽略的变化,数据处理时,整个时段内的待定点坐标都可以认为是固定不变的一组常数;确定这些待定点的位置称为静态定位;动态定位：一个时段内,待定点在地固坐标系中位置有显着变化,数据处理时,每个历元的带顶点坐标均需作为一组未知参数,确定这些载体在不同时刻的瞬时位置的工作称为动态定位;卫星天线相位中心偏差：卫星天线相位中心与卫星质心之间的差异;卫星星历误差：卫星星历给出的卫星位置和速度与卫星实际位置与速度之差;相对论效应：由于卫星钟和接收机钟所处的状态不同而引起的相对钟误差;电离层延迟折射：60km-1000km大气层在紫外线、X射线、γ射线和高能粒子的作用下,该区域内的气体分子和原子产生电离,形成自由电子和正离子,影响无线电信号的传播,使传播速度发生变化,传播路径产生弯曲,使信号传播时间与真空中光速的乘积不等于卫星至接收机间的几何距离;对流层延迟折射：50km以下的大气层,大气折射率取决于气温、气压和相对湿度等因子,信号的传播路径也会产生弯曲;多路径效应：经某些物体表面反射后到达接收机的信号与直接来自卫星的信号叠加干扰后进入接收机,将使测量值产生系统误差;相关系数R=相同码元数-不同码元数/总码元数;多余参数：用户不感兴趣,但为了模型精度不得不引入的参数;基线解算：利用同步观测数据,确定接收机间的相对位置;固定解：当整周模糊度参数取整数时所求得的基线向量解,也称整数解;浮点解：当整周模糊度参数取实数时所求得的基线向量解,也称实数解;单点定位：根据卫星星历给出的瞬间卫星在空间的位置和卫星钟差,由一台接收机测定的从卫星至接收机的距离,通过距离交会法来独立测定该接收机在地球坐标系中的三维坐标及接收机钟差的定位方法;DOP：三维点位精度衰减因子PDOP；时间精度衰减因子TDOP；几何精度衰减因子GDOP；二维平面精度衰减因子HDOP；高程精度衰减因子VDOP;中误差m=m0DOP;精密单点定位PPP：利用载波相位观测值以及由IGS等组织提供的高精度的卫星星历及卫星钟差来进行高精度单点定位的方法;差分GPS：RTK：利用GPS载波相位观测值进行实时动态相对定位的技术;CORS系统：连续运行参考系统,以提供卫星导航定位服务为主的多功能服务系统;闭合环及环闭合差同步观测环RINEX格式：与接收机无关的通用标准格式;基线向量：由2台以上GPS接收机所采集的同步观测数据形成的差分观测值,通过参数估计方法所计算出的接收机间的三维坐标差;网平差简答;C/A码粗码的作用：1.捕获卫星信号；2.粗略测距;P码为精码,原本用于军方严格保密;现被Y码取代;信号调制：1.调幅；2.调频；3.调相;4.GPS卫星信号采用二进制相位调制法;GPS测量中的误差：1.与卫星有关的误差：a)卫星星历误差：卫星星历给出的卫星位置和速度与卫星实际位置与速度之差;b)卫星钟的钟误差：卫星钟读数与真实的GPS时间之差;c)相对论效应：由于卫星钟和接收机钟所处的状态不同而引起的相对钟误差;d)信号在卫星内的时延：开始生成测距信号至信号生成并离开发射天线相位中心间的时间;e)卫星天线相位中心偏差：卫星天线相位中心与卫星质心之间的差异;2.与信号传播有关的误差：a)电离层延迟折射：60km-1000km大气层在紫外线、X射线、γ射线和高能粒子的作用下,该区域内的气体分子和原子产生电离,形成自由电子和正离子,影响无线电信号的传播,使传播速度发生变化,传播路径产生弯曲,使信号传播时间与真空中光速的乘积不等于卫星至接收机间的几何距离;b)对流层延迟折射：50km以下的大气层,大气折射率取决于气温、气压和相对湿度等因子,信号的传播路径也会产生弯曲;c)多路径效应：经某些物体表面反射后到达接收机的信号与直接来自卫星的信号叠加干扰后进入接收机,将使测量值产生系统误差;3.与接收机有关的误差：a)接收机钟的钟误差;b)接收机的位置误差;c)接收机测量的噪声;d)接收机天线相位中心误差;e)信号在接收机内的时延;消除或削弱GPS误差影响的方法和措施：1.模型改正法;理论公式/经验公式;2.求差法;误差具有较强的相关性;3.参数法;参数估计;4.回避法;电离层改正：1.经验模型改正;2.双频改正模型;3.三频观测值改正;高精度GPS测量中的对流层改正：1.待定参数法;2.随机模型法;削弱多路径误差的方法：1.选择合适的站址；2.选择合适的接收机；3.适当延长观测时间；4.数据处理;参数法、模型法等;测距码测距的特点：1.易于将微弱的卫星信号提取出来；2.与脉冲信号相比可提高测距精度；3.便于用CDMA码分多址技术对卫星信号进行识别和处理；4.便于对系统进行控制和管理;伪距观测值：ρ波浪线=卫星与接收机真正距离ρ-电离层延迟改正Vion-对流层延迟改正Vtrop+c卫星钟改正数Vts-c接收机钟改正数VtR.至少要观测四个卫星才能获得接收机位置;精度较低;载波相位测量：优点：精度高缺点：整周模糊度问题：平方法恢复的是半波长的载波,难以确定；整周跳变问题;1.重建载波：码相关法、平方法、互相关技术、Z跟踪技术;2.周跳；3.整周模糊度;载波相位观测值Φ=N0+整周计数IntΦ+不足整周部分FrΦ;单差、双差、三差观测值：消除钟差、整周模糊度等未知参数;站间一次差分：在接收机之间求一次差;站间星间：在接收机和卫星间求二次差;站间、星间、历元间各求一次：三次差;1.数据利用率低;只有同步数据才能进行差分;2.引入基线矢量替代了位置矢量;3.差分观测值间有相关性,使问题复杂化;4.解的通用性差,某些参数无法求出;周跳与特点：电源故障或振荡器本身故障不属于整周跳变;产生周跳的原因：1.障碍物阻挡;2.接收机天线运动;3.接收卫星信号信噪比低;4.接收机卫星故障;周跳的特点：1.全波长载波相位观测值周跳大小为载波波长的整数倍;2.平方法的观测值周跳为kλ/2.3.如果在历元T1与T2之间发生了周跳,从T2历元开始的后续各历元上整周数减少了n周,曲线会变得不连续不规则,用户只需将后半段有周跳的曲线平行上移与前半段保持平滑连续就能完成周跳的修复;探测周跳的方法：1.高次差法：将误差的量逐次放大;2.多项式拟合法;3.双频相位拟合法;4.外部约束法;整周模糊度：确定方法：1.取整法；2.置信区间搜索法;3.FARA法、已知基线法、交换天线法等;意义：1.获得高精度定位结构的必要条件；2.对作业效率具有决定性作用;基线解算的过程：1.求初始解；2.将整周模糊度固定为整数；重点3.求固定解;相对定位的优缺点：与所用的星历属同一坐标系;优点：高精度缺点：至少需要2台接收机同步观测；数据处理较麻烦；不能直接获取绝对坐标; 网络RTK的组成：1.基准站网；2.数据处理中心及数据播发中心；3.数据通信链路；4.用户;差分GPS：1.单点定位;2.将GPS单点定位结果与已知站坐标比较;3.计算较为简单,数据传输量也少,4.基准站与流动站需要观测相同的一组卫星;不需完全相同,不能完全不同;差分改正数：1.距离改正数：基站坐标与卫星星历计算的站星距-观测距离;2.位置改正数：接收机对卫星进行观测确定的观测坐标与已知坐标之差;广域差分与单站、局域差分的基本区别在于：后两者将综合影响播发给用户,前者将误差分别估算出来播发给用户;影响基线解算结果的因素：1.基线解算时所设定的起点坐标不准确;2.少数卫星观测时间太短,导致这些卫星的整周未知数无法准确确定;3.周跳探测、修复不正确;可通过残差图判别;4.观测时段内,多路径效应比较严重,观测值的改正数普遍较大;5.对流层或电离层折射影响过大;无电离层观测值进行基线解算可以改善残差系统分布趋势,但残差显着增大; 声学定位系统：长基线声学定位系统：船上的换能器,海底应答器三个以上,三点交会;优点：精度高,换能器易安装;缺点：系统繁杂,操作复杂,费用昂贵;短基线：船上三个以上换能器,海底一个应答器;优点：操作方便,空间固定值,便宜;缺点：深水测量一般基线大于40km,极易受噪声影响;超短基线：船上小的声基阵,海底一个应答器;优点：便宜,噪声小,安装方便;缺点：校准难以准确,依赖外围设备精度;。
GPS术语
1. 星历：由GPS 卫星播发的数据，包括所有卫星的轨道信息、星种改正和大气延迟参数。
星历用于快捕获SV。
轨道信息是降低了精度的星历数据的子集。
2. 天线高度：GPS 天线相位中心在观测点以上的高度。
从被测点到天线上已知点所测得的不正确的天线高，在软件中由人工或自动修改为正确的垂直距离。
3. 基线：一点相对于另一点的位置。
在GPS 测量中，是一台接收机相对于另一台接收机的位置。
当这两台接收机的数据被联合使用的时候，所得结果是包含这两个站之间三维向量的一条基线。
4. 校正点：校正点定义为现有坐标系统加改正值转换。
这使得一个特定区域（或点）上，可以最好地与数据相符。
由于坐标系统被应用于很大的区域区，则必须有改正值转换。
但不允许在地方坐标系内转化。
必须新的适合于现有控制点的任务，因此，特殊的改正值转换对这些地方变化进行改正，这些改正仅在有限区域内有效。
这解释了“校正点”这个术语。
Trimble Geomatics Office 软件能计算适用于地方控制点的特殊转换，并将这些定义保存在坐标系统的数据库里。
5. 闭合差：网中观测数据和已知数据之间的一致性。
6. CMR：压缩测量记录，动态作业时，由基准站接收机发播，实时动态测量使用并计算基准站到流动站的精确基线向量的卫星观测值信息。
7. 协方差：两个观测值或所获大量观测值间的误差的相关性测量。
也可参见方差—协方差距阵中的非对角线术语。
8. 协方差值：Trimble Geomatics Office 软件使用的是从网平差中得出的多对控制点间传播的方位、距离和高度的后验误差。
术语协方差表明计算中使用了平差控制点的方差—协方差距阵中的协方差术语。
9. 周跳：接收机锁定一颗卫星时的无线电信号的中断。
基线解算过程中，周跳需要重新估计整周模糊度。
10. 自由度：对网的冗余度衡量。
11. 星历：描述天体位置随时间变化函数的一组数据。
每颗GPS 卫星定期发送一个由控制段上载的广播星历，描述它在短期内的预测位置。
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ⅡR铷钟天稳定度1×10-14
15
一、北斗的任务及特色
（三）国外卫星导航运行控制基本形式 ●控制数据： 超差星历更新，3次加载/星/日
URE均方根值为4.2 m(1
)
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一、北斗的任务及特色
（三）国外卫星导航运行控制基本形式 ●星间链路维持自主运行精度 GPS BlockⅡR 设有UHF星间链路 机理：观测量伪距。充分利用6个轨道面优势和改 进1个数量级的太阳光压模型，定轨精度高之优势， 在180天星历支持下相互定位，修正星历。典型情 况每颗星可观测另外8～16颗卫星。DOP值低
（一）北斗任务 任务： ●实现全球导航（10m） ●满足中国区域 ICAO CAT-1需求 精度 18.2m/7.7m～4.4m(95%) 非连续性 ８×10-6/15s 非完好性 2×10-7/进近 告警时间 6s 可用性 0.9975
3
一、北斗的任务及特色
●满足中国区域
位置报告及短电文通信 GPS：L1c、L5，Galileo:L1,E5
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一、北斗的任务及特色
有：法国的Toulouse 澳大利亚的Perth 南美的Falxlands 纬度跨越48度～-52度 德国的Weiheim 美国的檀香山
经度跨越360度
机理同GPS，但卫星钟及太阳光压的模型有差距 ●星间链路 无
22
一、北斗的任务及特色
（四）北斗特色及运行控制形式分析 优势：
谭述森
二○一○年五月
摘要：根据北斗的任务及特色，介绍了北斗运行控
制的任务，分析北斗运行控制的形式，阐述在该形
式下面临的困难。提出了北斗星间、星地及地面联
合观测处理策略。对该策略下的星间观测、星地观
测具体任务、特点、处理内容进行重点介绍。最后
就系统平稳过渡及稳定运行进行了总结。
2
一、北斗的任务及特色
提供服务区电离层校正参数
12
一、北斗的任务及特色
（二）北斗运行控制任务 6、完成用户服务与管理 支持RDSS业务
实现授权用户的位置报告
实现调度部门对授权用户的位置、通信监管
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一、北斗的任务及特色
（三）国外卫星导航运行控制基本形式 1、GPS地面全球布站运行控制+星间链路维持180天 自主运行
●主控站（MCS）美国科罗拉多州
缺点：精度维持能力差，对病态卫星钟免疫力低
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一、北斗的任务及特色
2、GLONASS境内布站运行控制形式 ●地面控中心（莫斯科） 处理特点: ●监测接收机观测伪距
●C波段雷达观测量为距离 ●独立计算钟差 ●由距离量和速度量求卫星位置
、速度
卫星钟误差对轨道精度耦合小
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一、北斗的任务及特色
2、GLONASS境内布站运行控制形式 ●监测站分布 仅确保俄领土内的高精度星历控制。 经度方向跨度为180度 ●注入站 星历和时差注入 1～2次/星/日 ●激光站（20套） 测定地球坐标 地球引力场模型 修正定轨精度
喷泉城 空军基地
备用主控站 马萨诸塞州 盖塞尔斯堡
●监测站
全球布5个站 地面网连接 观测量伪距
14
一、北斗的任务及特色
（三）国外卫星导航运行控制基本形式
●上行注入站
全球4个 地面能见角±72度
●处理数据：联合伪距解卫星钟差及轨道参数
全星座卫星钟差及轨道精度对病态钟免疫力低 优势光压模型在ⅡR星以后提高一个数量级.
（二）北斗运行控制任务
●
采集星间相互观测量
星间双向时间同步观测量
8
一、北斗的任务及பைடு நூலகம்色
（二）北斗运行控制任务 2、观测参数处理 卫星钟差及预报参数 卫星星历及预报参数 电离层校正参数处理及预报 导航信息完好性处理及告警
9
一、北斗的任务及特色
（二）北斗运行控制任务 3、卫星广播星历的形成、注入与发布 卫星钟差历书及精密轨道电离层参数
10
一、北斗的任务及特色
（二）北斗运行控制任务 4、星座评定及管理
星座覆盖特性评定及管理
星座可用性评价及管理
卫星非连续性中断处理与恢复
卫星可用性评价与管理
卫星组网质量评价与调度
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一、北斗的任务及特色
（二）北斗运行控制任务 5、GNSS互操作与广域增强
提供GNSS互操作校正参数 （系统时间偏差、系统座标改正） 提供GNSS星历、校正参数
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差距≥20年 差距≥20年
一、北斗的任务及特色
（四）北斗特色及运行控制形式分析 2、运行控制形式分析 ●境内设地面观测站+星间双向时间同步观测 实现全球高精度星历控制
●不同高度卫星构成固定、非固定双向时间同步
●GEO、IGSO星地链路构建稳定星间网络与地面 网络联合运行模式
25
一、北斗的任务及特色
●实现GNSS互操作
北斗特色：
●突出区域服务能力
——中国区域广域增强是北斗的重要建设任务
——广域增强系统是北斗运行控制系统的组成部分
4
一、北斗的任务及特色
●突出位置报告与短电文通信功能 ——位置报告与RDSS定位业务同时完成 ——定位与位置报告最短完成时间1s
——定位与指挥调度于一体
5
一、北斗的任务及特色
——事件的内容与发生的地点时间在一封短信中完成
——摆脱了“先定位再报告”的若干苦恼与弊病（时 间 达120s.用户属性混淆、位置与时间错位）
6
一、北斗的任务及特色
（二）北斗运行控制任务 1、观测数据采集 ●采集地面站对卫星观测的观测参数 伪距观测量 载波相位观测量 星地时间同步观测量
7
一、北斗的任务及特色
19
一、北斗的任务及特色
2、GLONASS境内布站运行控制形式
●时间同步站
观测量伪距 计算量时差 1次/星/日 星上时差参数更新 2次/星/日 特点：星历和时间同步分别解算 无星间链路
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一、北斗的任务及特色
3、Galileo全球布站
●地面控制中心（一主一备） ●地面站
欧洲
上下行遥控遥测及测距 向卫星注入导航信息及时钟修正参数 2个位于欧洲，3个位于全球
●RDSS+RNSS两种体制 ●GEO+IGSO+MEO多钟轨道选择 ●RNSS应用+RDSS定位及位置报告应用
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一、北斗的任务及特色
（四）北斗特色及运行控制形式分析 差距：
●国土幅原有限
南北38度
东西60度
地面观测量只能确保区域导航精度
●太阳光压模型精度低一个数量级 ●卫星钟长稳、长漂低一个数量级
（四）北斗特色及运行控制形式分析 ●RDSS分布式处理系统服务于定位与位置报告 （短电文通信） ●GNSS互操作与广域增强系统联合运行模式 降低互操作系统及终端复杂度