电子测量结课论文

电子测量在卫星导航中的应用

目前，世界上正在运行的全球卫星导航定位系统主要有两大系统:

系统（Global Positioning System, GPS 。二是俄罗斯的格洛纳斯全球卫星导航系统

Navigation Satellite System ， GLONASS°三是欧盟的伽利略卫星定位系统（

Positioning System ， Galileo )。

在此大背景下，我国也开始建设属于自己的卫星导航系统。建设北斗卫星导航系统。

关键字：GPS GLONES,SGALILEQ 北斗

什么是卫星导航

卫星定位在军事领域里使用较多，例如用来给导弹、飞机等导航等， 家都花了大量的人力、物力搞自己的卫星定位系统。

其中有前苏联的 GLONASS （Global Navigation SateUite System ）、美国的 GP S （G10ba IP ositio ning System ）、欧洲的伽利略卫星定位系统、以及我国的北 斗星双星定位和开始筹建的北斗二代等。 这么多的国家热衷与此，可见卫星定位

的重要性。近来，卫星定位技术使用越来越广泛，随着该技术的不断成熟和发展， 卫星定位的应用领域已经迅速扩大。

卫星导航技术的工作原理

卫星导航分为多普勒测速、时间测距等方法。多普勒测速定位是用户测量实 际接收到的信号频率与卫星发射的频率之间的多普勒频移， 并根据卫星的轨道参 数，算出用户的位置。时间测距导航定位是用户测量系统中 4颗（或3颗）卫星 发来信号的传播时间，然后完成一组包括4个（或3个）方程式的数学模型运算。

卫星导航技术的系统组成

卫星导航系统由导航卫星、地面台站和用户定位设备三个部分组成。导航卫 星是卫星导航系统的空间部分，由多颗导航卫星构成空间导航网。 地面台站通常 包括跟踪站、遥测站、计算中心、注入站及时间统一系统等部分。用户定位设备 通常由接收机、定时器、数据预处理机、计算机和显示器等组成。

目前，世界上正在运行的全球卫星导航定位系统主要有两大系统： 一是美国 的全球定位系统（Global Positioning System ，GPS ,二是俄罗斯的格洛纳斯 全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System ，GLONASS 三十 欧盟的伽利略卫星定位系统（Galileo Positioning System, Galileo ）。在此大 背景下，我国也开始建设属于自己的卫星导航系统。 建设北斗卫星导航系统，对

摘要

是美国的全球定位 (Global Galileo 很多国

于提高我国的国际地位，促进经济社会的发展，保障国家安全等许多方面，都具 有十分重大特殊的意义。

美国全球定位系统(GPS)

全球定位系统 GPS( Global Positioning System )美国从1973年开始筹建， 于1989年开始发射正式工作卫星，历时 20年，耗资200亿美元，于1994年全 部建成，投入使用。

GPSS 统由21颗卫星组成，均匀分布在6个轨道面上卫星向地面发射两个 波段的信号，能在全球范围内，向任意多用户提供高精度的、全天候的、连续的、 实时的三维测速、三维定位和授时。

GPSS 统的控制部分由设在美国本土上的 5个监控站组成，这些站不问断地 对GPS 卫星进行观测，并将计算和预报的信息由注入站对卫星信息更新。

GPSS 统的用户是非常隐蔽的，它是一种单程系统，用户只接收而不必发射 信号，因此用户的数量也是不受限制的。

虽然GPS 系统一开始是为军事目的而建立的，但很快在民用方面得到了极大 的发展，各类GPS 接收机和处理软件纷纷涌现出来。

GPS 技术的特性

三星定位，军民两用。由于GPS 定位技术涉及军事用途，美国限制非特许用 户利用GPS 定位精度。GPS 系统除在设计方面采取了许多保密性措施外，还对不 同的用户提供不同的服务方式。

GPS 技术的特点:

全球全天候定位

定位精度高

观测时间短

测站间无需通视

仪器操作简便

可提供全球统一的三维地心坐标

俄罗斯“格洛纳斯”系统(GLONASS)

1982年10月12日发射第一颗GLONASS 星，1996年1月18日完成24颗 卫星在轨。GLONASS 单点定位精度水平方向为 16m 垂直方向为25m.。GLONASS 与GPS 类似，也由星座、地面控制和用户设备三部分组成。空间星座由 24颗 G LONAS S 星组成。

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GLONES 技术的特性

Glonass-K 卫星是完全基于非压力式平台的新型卫星，使用寿命达到十年。 系统目前使用的卫星为两种型号卫星一一 Glonass 卫星与其升级型号 Glonass-M 。Glonass-M 卫星使用寿命更长，为七年，装有先进的天线馈电系统， 并为民用客户增加了一个额外的导航频率。Glonass 系统为军民两用而设计，可 使用户实时标明位置。

GLONAS 系统的特点：

（1） GLONAS 系统采用频分多址（FDMA 方式，根据载波频率来区分不同卫星 （GPS 是码分多址（CDMA 根据调制码来区分卫星）。

（2）

GLONASSa 星的载波上也调制了两种伪随机噪声码： S 码和P 码。

（3） 尽管其定位精度比GPS 系统、伽利略系统定位精度略低，但其抗干扰能 力却是最强的。

欧洲“伽利略”系统（GALILEO ）

从20世纪90年代起，欧盟就开始酝酿建立自己的全球卫星导航系统，1998 年欧盟15国决定制定一个卫星导航系统的建设计划，1999年初名为Galileo （伽 利略）的卫星导航系统计划出台。该系统的星座由均匀分布在 3个轨道中的30 颗卫星组成，每个轨道上9颗工作卫星和1颗备用卫星，轨道离地高约24000 公里，计划总投资35亿欧元，所需资金中近三分之二是来自私营公司及投资者。 Galileo 系统是欧洲计划建设的新一代民用全球卫星导航系统，多用于民用，但 也用于防务，它可提供3种服务信号：对普通用户的免费基本服务，加密且需注 册付费的服务，供友好国家的防务等需要的高精度加密服务，其精度依次提高， 用户可根据需要进行选择。

GALILEO 系统的特性

三星定位，专门为民用。将来精度最高的全开放的新一代定位系统。 面用户提供3种类型的信号供选择，其中包括免费信号、 的信号、加密且可以符合更高要求的信号。

GALILEO 系统的特点:

Galileo 系统的主要特点是多载频、多服务、多用户。 相同的全球导航定位功能以外，还具有全球搜寻援救功能。 系统还向遇险用户发给援救安排通报，以便遇险用户等待援救。 Galileo 系统也采用被动式导航定位原理和扩频技术发送导航定位信号； 每

颗Galileo 卫星发送6种导航定位信号（「F 、L1P 、E6C E6P E5A E5B ，它

可为地 加密且需交费才能使用 它除具有与

与此同时，

GPS 系统 Galileo