北斗系统基本知识

定位系统 北斗定位系统 北斗系统的应用现状
北斗应用领域
北斗应用领域
北斗应用市场预测
中国卫星导航定位协会最新预测：
2015年，2250亿
2020年，4000亿
北斗应用服务分类
精密授时：20~100nS 双向报文通信：最大120汉字 定位：水平100米，校标20米 最大用户数：540000户/小时
自动化设备时间精度，更高的要求
保护装置、故障录波器、远动ＲＴＵ、ＤＣＳ 系统及能量计费系统等
便于故障的分析、定位、设备故障鉴定
北斗在电力行业的应用（二）
时间同步
• 调度自动化和故障录波器 • 调度中心与RTU • ……
相量测量与动态安全监测
• 母线相位同步
行波故障测距
雷电监测系统
继电保护
北斗在电力行业的授时应用原理
武汉中原电子信息公司 北斗系统应用研讨
2013年10月
目录
定位系统 北斗定位系统 北斗系统的应用现状
卫星定位系统介绍
全球四大卫星定位系统
美国 GPS
• 覆盖全球98%区域，成熟稳定
俄罗斯 GLONASS（格洛纳斯系统）
• 覆盖全球范围 主要为军用
中国 BDS-1 BDS-2（北斗一代、二代）
• 覆盖亚太区域 技术参数与GPS相当
卫星定位系统介绍
无源测距定位原理（单向）
用户接收至少4颗导航卫星发出的信号，根据时间 信息获得距离信息 根据三球交汇的原理，用户终端自行自行计算其空 间位置 GPS所使用的技术，BDS-2也使用此技术
卫星定位系统介绍
三球交汇原理
卫星定位系统介绍
北斗系统主要技术指标（一）
覆盖范围：我国及周边亚太地区 定位精度：
卫星定位系统介绍
Βιβλιοθήκη Baidu
中国BDS定位系统——北斗二代 2012年底正式商用（16颗星，14颗组网提 供服务），北斗卫星导航系统一般指二代。 发展目标，全球无源定位，与GPS类似 35颗卫星，其中5颗静止轨道，兼容BDS-1 首席科学家——孙家栋院士
卫星定位系统介绍(BDS-1系统构成)
卫星定位系统介绍
有保障地提供精度为1米的定位导航服务
中国有出资，可应用于运输等民用领域
卫星定位系统介绍
中国BDS定位系统（COMPASS） 继美俄后第三个成熟定位系统。 2000年，建成北斗导航试验系统（一代） 目前在轨卫星13颗，覆盖亚太地区
2012年底，正式商用（二代）
2020年，实现全球组网，军民两用
空间段
5静止卫星
27中地球轨 卫星 3倾斜同步轨 道卫星 主控站
中国BDS ——系统 组成
BDS-2
地面段
注入站 监测站
用户段
专用或兼容用户终端
卫星定位系统介绍
中国BDS 轨道示意 图
卫星定位系统介绍
北斗系统定位原理
卫星定位系统介绍
北斗系统控制与校标体系
卫星定位系统介绍
有源测距定位原理（双向）
北斗在电力应用领域
智能巡线系统 物联网GIS数据库
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电力设备时间精度要求
GPS在电力系统应用的市场分析
时间同步，五级调度中心
• 调度中心（1+6+34+333+2862）×2=6472台
相量测量与继电保护
• 35kV及以上变电站 102000×2≥204000台
行波故障测距
• 220kV线路 ，＞7556×2=15112台
雷电监测系统
• 监测站 28省×平均15个，约448台
北斗应用示范（一）
2013年，交通部车辆定位
试点省市：江苏、安徽、河北、陕西、山东、湖 南、宁夏、贵州、天津9个示范省市区 试点范围：80%以上的大客车、旅游包车和危险 品运输车辆安装车载终端
2013年，地质灾害监测
试点省市：北京市全市1141个地质灾害点
试点范围：密云32个示范点，5mm地面变动预警
用户终端通过导航卫星向地面控制中心发出一个申 请定位的信号 地面控制中心发出测距信号，根据信号传输的时间 得到用户与两颗卫星的距离 地面控制中心数据库，为地球表面各点至地球球心 的距离，三球交汇，控制中心计算出用户的位置
控制中心将信息发送到用户的终端。
BDS-1完全基于此，BDS-2保留了这项技术。
北斗应用示范（二）
业应用示范
2013年7月，基于北斗系统的精准农
试点省市：北京顺义
试点内容：建立田间差分基准站
优化差分算法，开发农机车载终端
农机精准定位 精准绘制万亩农田GIS地图 TD-LTE移动宽带回传农机作业图像
优化差分算法，20km内，误差5cm
北斗在电力行业的应用（一）
电网安全、稳定、高效，更高的要求
卫星定位系统介绍
中国BDS定位系统标识
定位系统 北斗定位系统 北斗系统的应用现状
卫星定位系统介绍
中国BDS定位系统——北斗一代 2000年建成（2+1），有源区域卫星定位系 统。 精度100米，地面站校准后20米，授时精度 20nS，响应1S，与当时GPS民用码相当 自身定位，也可报告自身位置和发短消息 少量卫星有源定位，成本低，不能测速 精度、容量、定位频次受限、隐蔽性不好
• 平面精度优于：无标校 100米，有标校20米， • 高程精度优于：10米
授时精度：100nS（单向），20nS（双向）
卫星定位系统介绍
北斗系统主要技术指标（二）
测速精度：0.2米/秒 短消息功能：支持，双向，120汉字 动态性能：不大于1000公里/小时 上行L波段：1610-1626MHz 下行S波段：2483-2500MHz
卫星定位系统介绍
北斗系统特点
短消息通信和位置报告功能 首次定位快 授时精度高
卫星定位系统介绍
北斗系统优势
短消息与导航结合，增加了通讯功能 全天候快速定位，极少通信盲区，精度与GPS相当 无源定位授时兼容GPS，无用户数量限制，免费 适合集团用户大范围监控与管理 适合数据采集用户传输数据。 自主系统，高强度加密，适合关键部门应用
卫星定位系统介绍
俄罗斯GLONASS定位系统 发起于苏联时期，1993俄罗斯独自建设。 2007年底，仅开放俄罗斯境内 2009年底前，服务范围拓展到全球 确定海陆空目标坐标、运动速度 因经费原因，约10年前发展停滞
卫星定位系统介绍
欧盟Galileo定位系统 正在建造中，预计2014年投入运营。 韩、中、日、阿根廷、澳、俄等国参与计划 耗资30亿欧元，总计30颗卫星
欧盟 Galileo（伽利略系统）
• 定位精度高，系统复杂，试验阶段
卫星定位系统介绍
美国GPS定位系统 起始于1958年，1964年投入使用。 20世纪70年代，美国三军联合研制GPS 到1994年， 24颗星，全球覆盖率98% 已经经历了第一代和第二代，现在第三代 精度最高覆盖范围最广的导航定位系统。 含军民两用。
《国家发展改革委办公厅、财政部办公厅关于 组织实施卫星及应用产业发展专项的通知》 （发改办高技〔2012〕895号）
《国家发展改革委办公厅、财政部办公厅关于 2013年组织实施卫星及应用产业发展专项的补 充通知》（发改办高技〔2012〕3581号）
国家发展改革委会、财政部已启动卫星及应 用产业发展专项项目申报工作，其中北斗卫 星导航应用属于重点支持领域。
北斗提供的服务
开放服务，免费提供
• 定位（10米）
• 测速（0.2米/秒） • 授时（50纳秒）
授权服务
• 高精度定位 • 高精度测速 • 高可靠性通信服务 • 系统完好性信息
北斗应用政策扶持
战略部门
• 军事、金融、通信、电力
经济、民生（30%）
• 渔政、水文测报、交通运输监 控、森林防火等
北斗应用政策扶持