全球四大卫星定位系统演示文稿
GPS、GALILEO、BDS、GLONASS四大卫星定位系统的论述
一、基本介绍GPS数量:由24颗卫星组成。
轨道:高度约20200公里,分布在6条交点互隔60度的轨道面上。
精度:约为10米。
用途:军民两用。
进展:1993年全部建成,正在实验第二代卫星系统,计划发射20颗。
GLONASS数量:24颗卫星组成;精度:10米左右;用途:军民两用;进展:目前已有17颗卫星在轨运行,计划2008年全部部署到位。
GALILEO数量:30颗中高度圆轨道卫星组成,27颗为工作卫星,3颗为候补;轨道:高度为24126公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内;精度:最高精度小于1米;用途:主要为民用;进展:2005年12月28日首颗实验卫星已成功发射,预计2008年前可开通定位服务。
BDS数量:3颗卫星组成,2颗为工作卫星,1颗为备用卫星;用途:军民两用;进展:前两颗分别于2000年和2003年发射成功。
二、系统组成空间部分GPS:GPS的空间部分是由24颗卫星组成(21颗工作卫星;3颗备用卫星),它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗),轨道倾角为55°。
卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到 4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存导航信息,GPS的卫星因为大气摩擦等问题;随着时间的推移,导航精度会逐渐降低GLONASS:GLONASS系统采用中高轨道的24颗卫星星座,有21颗工作星和3颗备份星,均匀分布在3个圆形轨道平面上,每轨道面有8颗,轨道高度H=19000km,运行周期T=11h15min,倾角i=°。
GALILEO:如下图所示,30颗中轨道卫星(MEO)组成Galileo的空间卫星星座。
卫星均匀地分布在高度约为23616km的3个轨道面上,每个轨道上有10颗,其中包括一颗备用卫星,轨道倾角为56°,卫星绕地球一周约14h22min,这样的布设可以满足全球无缝隙导航定位。
卫星的设计寿命为20年,每颗卫星都将搭载导航载荷和一台搜救转发器。
全球四大卫星定位系统课稿
全世界四大卫星定位系统提及卫星定位导航系统,人们就会想到GPS,可是此刻,陪伴着众多卫星定位导航系统的盛行,全世界卫星定位导航系统有了一个崭新的称号: GNSS(Global Navigation Satellite System)。
目前,在这一领域最吸引人眼球的要数美国的GPS卫星导航系统;别的,还有俄罗斯的“格洛纳斯”导航卫星系统,欧盟的“伽利略”导航卫星系统,以及我国自主开发的“北斗”导航卫星系统。
一、美国 GPS系统GPS(Global Position System)全世界定位系统是目前最成熟的卫星定位导航系统。
它是美国从上世纪 70 年月开始研制,历时 20 年,耗费近 200 亿美元,于 1994 年全面建成的新一代卫星导航与定位系统。
GPS利用导航卫星进行测时和测距,拥有在海、陆、空全方向实时三维导航与定位能力。
它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。
此刻, GPS已经成为此刻世界上最适用,也是应用最宽泛的全世界精细导航、指挥和调动系统。
GPS全世界定位系统由空间系统、地面控制系统和用户系统三大多数构成。
其空间系统由 21 颗工作卫星和 3 颗备份卫星构成,散布在20200 千米高的 6 个轨道平面上,运转周期 12 小时。
地球上任何地方任一时辰都能同时观察到 4 颗以上的卫星。
地面控制系统负责卫星的测轨和运转控制。
用户系统为各样用途的 GPS 接收机,经过接收卫星广播信号来获取地点信息,该系统用户数目能够是无穷的。
GPS全世界定位系统是美国为军事目的而成立的。
1983 年一架民用飞机在空中因被误认为是敌军飞机而遭击落伍,美国承诺GPS免费开放供民间使用。
美国为军用和民用安排了不一样的频段,并分别广播了P码和C/A 码两种不一样精度的地点信息。
目前美国军用GPS精度可达1 米,而民用GPS理论精度只有10 米左右。
特别地,美国在90 代中期为了自己的安全考虑,在民用卫星信号上加入了SA (Selective Availability) ,进行人为扰码,这使得一般民用GPS接收机的精度只有 100 米左右。
全球四大卫星定位系统
全球四大卫星定位系统一.GPS系统(美国)二.北斗系统(中国)三.GLONASS系统(俄罗斯)四.伽利略卫星导航系统(欧盟)GPS系统(美国)GPS系统是美国从上世纪70年代开始研制,历时20年,耗资近200亿美元,于1994年全面建成的新一代卫星导航与定位系统。
GPS利用导航卫星进行测时和测距,具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力。
它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。
如今,GPS已经成为当今世界上最实用,也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。
GPS系统概述GPS系统由空间部分、地面测控部分和用户设备三部分组成。
(1)空间部分GPS系统的空间部分由空间GPS卫星星座组成。
(2)控制部分控制部分包括地球上所有监测与控制卫星的设施。
(3)用户部分GPS用户部分包括GPS接收机和用户团体。
主要功能:导航测量授时标准:全球定位系统(GPS)测量规范GB/T 18314-2001 Specifications for global positioning system (GPS) surveys种类:GPS卫星接收机种类很多,根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型;根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。
北斗卫星导航系统中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,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。
段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户度0.2米/秒,授时精度10纳秒。
系统构成北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,中国计划2012年左右,“北斗”系统将覆盖亚太地区,2020年左右覆盖全球。
中国正在实施北斗卫星导航系统建设,已成功发射16颗北斗导航卫星。
根据系统建设总体规划,2012年左右,系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力。
全球四大卫星定位系统PPT课件
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实际应用——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。
“北斗”卫星导航定位系统的军事功能与GPS类似,如:飞机 、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航;弹道导弹机动发射车、自 行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位,以缩 短反应时间;人员搜救、水上排雷定位等。 这项功能用在军 事上,意味着可主动进行各级部队的定位,也就是说大陆各级部 队一旦配备“北斗”卫星导航定位系统,除了可供自身定位导航 外,高层指挥部也可随时通过“北斗”系统掌握部队位置,并传 递相关命令,对任务的执行有相当大的助益。换言之,大陆可利 用“北斗”卫星导航定位系统执行部队指挥与管制及战场管理。
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数量:24颗卫星 组成; 精度:10米左右; 用途:军民两用;
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GLONASS在定位、测速及定时精度上则优于施加选择 可用性(SA)之后的GPS,由于俄罗斯向国际民航和海事 组织承诺将向全球用户提供民用导航服务,并于1990年5 月和1991年4月两次公布GLONASS的ICD,为GLONASS的广 泛应用提供了方便。GLONASS的公开化,打破了美国对卫 星导航独家经营的局面,既可为民间用户提供独立的导航 服务,又可与GPS结合,提供更好的精度几何因子 (GDOP);同时也降低了美国政府利用GPS施以主权威慑 给用户带来的后顾之忧,因此,引起了国际社会的广泛关 注。
除此之外,北斗导航卫星系统的气象应用对推动北斗导航卫星 创新应用和产业拓展也具有重要的影响。
全球四大导航系统
全球四大卫星定位系统目前,世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。
当前全球有四大卫星定位系统,分别是美国的全球卫星导航定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯GLONASS系统、欧洲在建的"伽利略"系统、和中国的北斗卫星导航系统。
一、美国GPS长期垄断美国国防部从1973年开始实施的GPS系统,这是世界上第一个全球卫星导航系统,在相当长的一段时间内垄断了全球军用和民用卫星导航市场。
GPS全球定位系统计划自1973年至今,先后共发射了41颗卫星,总共耗资190亿美元。
GPS原来是专门用于为洲际导弹导航的秘密军事系统,在1991年的海湾战争中首次得到实战应用。
随后,在科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中大显身手。
从克林顿时代起,该系统开始应用在了民用方面。
现运行的GPS系统由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。
美国利用GPS获得了巨大的经济利益,多年来在出售信号接收设备方面赚取了巨额利润。
以1986年为例,当时一台一般精度的GPS定位仪价格5万美元,高精度的则达到10万美元。
现在价格虽然有所下降,但也可推算出20年来GPS"收获颇丰"。
以GPS为代表的卫星导航定位应用产业,已成为八大无线产业之一。
据美国国家公共管理研究院进行的调查评估表明,GPS的全球销售额将以每年38%的速度增长,2005年全球GPS市场已达到310亿美元。
长期以来,美国对本国军方提供的是精确定位信号,对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号--也就是说,地球上任何一个目标的准确位置,只有美国人掌握,其他国家只知道个"大概"。
在海湾战争时,美国还曾置欧盟各国利益不顾,一度关闭对欧洲GPS服务。
2003年3月20日,伊拉克战争爆发。
大批轰炸机、战斗机猛扑向伊拉克首都巴格达,用炸弹准确地将一座建筑彻底摧毁,行动代号:"斩首行动";4月,一架B-1B"枪骑兵"轰炸机临时接到任务,用炸弹摧毁了另一座建筑。
全球四大卫星导航系统介绍分析讲义
应用范围(1)
卫星导航首先是在军事需求的推动下发 展起来的,GLONASS与GPS一样可为 全球海陆空以及近地空间的各种用户提 供全天候、连续提供高精度的各种三维 位置、三维速度和时间信息(PVT信 息),这样不仅为海军舰船、空军飞机、 陆军坦克、装甲车、炮车等提供精确导 航。
全球四大卫星导航系统介绍分析
全球四大卫星导航系统介绍分析
主要内容
卫星通信、卫星导航简介 全球四大卫星导航系统
全球四大卫星导航系统介绍分析
卫星通信
• 卫星通信是指利用人造地球卫星作为中 继站转发无线电信号,在多个地面站之 间进行的通信
全球四大卫星导航系统介绍分析
全球四大卫星导航系统介绍分析
全球四大卫星导航系统介绍分析
系统概述
数量 24颗卫星组成 精度 10米左右 用途 军民两用 进展 目前已有17颗卫星在轨运行,计
划2008年全部部署到位
全球四大卫星导航系统介绍分析
研制历程 第一阶段(1982-1990年)
到1984-1985年,由4颗卫星组成的试验 系统达到验证系统的基本性能指标。空间 星座从1986年开始逐步扩展,到1990年 系统第一阶段的测试计划已经完成,当时 空间星座已有10颗卫星, “格洛纳斯” 系统示意图布置在轨道面1(6颗)和轨道 面3(4颗)上。该星座每天至少能提供 15小时的二维定位覆盖,而三维覆盖至少 可达8小时。
全球四大卫星导航系统介绍分析
应用范围(2)
卫星导航在大地和海洋测绘、邮电通信、 地质勘探、石油开发、地震预报、地面 交通管理等各种国民经济领域有越来越 多的应用。GLONASS的出现,打破了 美国对卫星导航独家笼断的地位,消除 了美国利用GPS施以主权威慑给用户带 来的后顾之忧,GPS/GLONASS兼容使 用可以提供更好的精度几何因子,消除 GPS的SA影响,从而提高定位精度。
四大全球卫星定位系统比较 ppt课件
➢ 美国的GPS
➢ 中国的北斗
➢ 俄罗斯的GLONASS
➢ 欧盟的Galileo
➢ 四大系统参数应用比较
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+ 格洛纳斯卫星系统是“格洛纳斯GLONASS”是俄语中 “全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的缩写。最早开发于苏联时期,后由俄罗斯继 续该计划。俄罗斯 1993年开始独自建立本国的全球 卫星导航系统。按计划,该系统将于2007年年底之 前开始运营,届时只开放俄罗斯境内卫星定位及导 航服务。到2009年年底前,其服务范围将拓展到全 球。该系统主要服务内容包括确定陆地、海上及空 中目标的坐标及运动速度信息等。
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GPS-系统组成
GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制部分和用户设备三部分组成。
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GPS-系统组成
GPS构成
空间部分
•24颗工作卫星组成 •距地表20200km上 空
•全球任何地方、任 何时间都可观测到4 颗以上的卫星
地面控制
•监测站 •主控制站 •地面天线
用户设备
•测量出接收天线至 卫星的伪距离和距 离的变化率 •计算出用户所在经 纬度、高度、速度、 时间
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+ 数量:30颗中高度圆轨道卫星组成,27颗 为工作卫星,3颗为候补;
+ 轨道:高度为24126公里,位于3个倾角为 56度的轨道平面内;
每颗卫星都在19100千米高、64.8度倾角的轨道上运行 ➢ 精度:10米左右 ➢ 用途:军民两用
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格洛纳斯卫星系统GLONASS-概述
+ GLONASS提供两种导航信号:标准精密导航 信号(SP)和高精密导航信号(HP)。SP 定位与授时服务适用所有GLONASS 的国内 用户。其水平定位精度为57-70米(99.7%置 信),垂直定位精度为70米(99.7%置信), 速度矢量测量精度15 cm/s (99.7%置信), 时间测量精度在1 mks (99.7%置信)
全球四大导航系统
全球四大卫星定位系统目前,世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。
当前全球有四大卫星定位系统,分别是美国的全球卫星导航定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯GLONASS系统、欧洲在建的“伽利略”系统、和中国的北斗卫星导航系统。
一、美国GPS长期垄断美国国防部从1973年开始实施的GPS系统,这是世界上第一个全球卫星导航系统,在相当长的一段时间内垄断了全球军用和民用卫星导航市场。
GPS全球定位系统计划自1973年至今,先后共发射了41颗卫星,总共耗资190亿美元。
GPS 原来是专门用于为洲际导弹导航的秘密军事系统,在1991年的海湾战争中首次得到实战应用。
随后,在科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中大显身手。
从克林顿时代起,该系统开始应用在了民用方面。
现运行的GPS系统由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。
美国利用GPS获得了巨大的经济利益,多年来在出售信号接收设备方面赚取了巨额利润。
以1986年为例,当时一台一般精度的GPS定位仪价格5万美元,高精度的则达到10万美元。
现在价格虽然有所下降,但也可推算出20年来GPS“收获颇丰”。
以GPS为代表的卫星导航定位应用产业,已成为八大无线产业之一。
据美国国家公共管理研究院进行的调查评估表明,GPS的全球销售额将以每年38%的速度增长,2005年全球GPS市场已达到310亿美元。
长期以来,美国对本国军方提供的是精确定位信号,对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号——也就是说,地球上任何一个目标的准确位置,只有美国人掌握,其他国家只知道个“大概”。
在海湾战争时,美国还曾置欧盟各国利益不顾,一度关闭对欧洲GPS服务。
2003年3月20日,伊拉克战争爆发。
大批轰炸机、战斗机猛扑向伊拉克首都巴格达,用炸弹准确地将一座建筑彻底摧毁,行动代号:“斩首行动”;4月,一架B-1B“枪骑兵”轰炸机临时接到任务,用炸弹摧毁了另一座建筑。
他们的目标都是一个人:萨达姆侯赛因,他们所使用的炸弹都是一种:联合攻击炸弹(JDAM),这些炸弹之所以都能够精确的打击目标,是因为他们都是通过卫星定位来实现定位,提供这种定位服务的正是由24颗美国卫星组成的全球定位系统--GPS。
四大全球卫星导航系统比较课件
随着科技的不断进步,全球卫星导航系统面临着技术更新迭代的挑战。
为了保持竞争优势,各系统需要不断进行技术升级和创新。
02 03
兼容性和互操作性
全球卫星导航系统需要与其他系统具有良好的兼容性和互操作性,以确 保用户在不同系统间无缝切换。这需要各系统在技术标准、信号频段等 方面进行协调和合作。
抗干扰和抗欺骗能力
格洛纳斯是俄罗斯的全球卫星导航系统,最早于1976年开始建设,比GPS还要早 。它由30颗卫星组成,覆盖俄罗斯全境及其周边地区,具备较强的抗干扰能力和 在极端天气条件下的稳定运行能力。
北斗卫星导航系统(BDS)
后起之秀
北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统,于2000年开始建设。它由5颗静止轨道卫星 和30颗非静止轨道卫星组成,具备短报文通信功能,不仅覆盖中国全境,还可覆盖周边地区。
兼容性和互操作性
为了实现更广泛的应用和更好的用户 体验,各系统都在加强与其他系统的 兼容性和互操作性。例如,美国的 GPS系统已经实现了与其他系统的兼 容。
市场拓展与合作
市场拓展
各卫星导航系统都在积极拓展市场,扩大应 用领域。例如,除了传统的导航和定位服务 外,还应用于智能交通、农业、气象等领域 。
全球定位系统(GPS)
行业翘楚
全球定位系统(GPS)由美国建设和维护,最早于1973年开始建设。它由30颗卫星组成,覆盖全球,是应用最广泛的卫星导 航系统。GPS具有较高的定位精度和速度,广泛应用于军事、民用等领域。
伽利略卫星导航系统(Galileo)
技术先锋
伽利略卫星导航系统由欧盟建设和维护,于1999年开始建设 。它由30颗卫星组成,覆盖全球,定位精度和可靠性较高。 伽利略系统采用了多种信号频段和技术,以提高定位精度和 抗干扰能力,是技术较为先进的卫星导航系统之一。
美国GPS,伽利略,格洛纳斯 ,北斗星
• 北斗卫星导航系统是我国自行研制生产的, 不仅具备在任何时间、任何地点为用户确 定其所在的地理经纬度和海拔高度的能力, 而且在定位性能上有所创新。 • 北斗导航卫星是世界上第一个区域性卫星 导航系统。 • 北斗导航卫星的应用范围十分广泛,可用 于监控救援、信息采集、精确授时和导航 通讯。
GPS是美国历经20年(1978年 10月6日发射,1993年12月完成24 颗卫星组网,1995年4月27日达到 完全运行能力)。耗资超过300亿美 元建立的全球卫星定位系统,该系 统在20000km的高空,共有分布在6 个轨道上的24颗卫星。能使地球上 任何地方的用户在任何时候都能看 到至少4颗卫星,因此,这是一个全 天候、实时性的导航定位系统。
• 伽利略卫星导航系统简介
• 数量:30颗中高度圆轨道卫星组成,27颗 为工作卫星,3颗为候补; • 轨道:高度为24126公里,位于3个倾角为 56度的轨道平面内; • 精度:最高精度小于1米; • 用途:主要为民用;
•
格洛纳斯卫星系统“格洛纳斯GLONASS” 是俄语中“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的缩 写。作用类似于美国的GPS、欧洲的伽利 略卫星定位系统。最早开发于苏联时期, 后由俄罗斯继续该计划。俄罗斯 1993年 开始独自建立本国的全球卫星导航系统。 按计划,该系统将于2007年年底之前开始 运营,届时只开放俄罗斯境内卫星定位及 导航服务。到2009年年底前,其服务范围 将拓展到全球。该系统主要服务内容包括 确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动 速度信息等。
• 格洛纳斯卫星导航系统简介
• 数量:24颗卫星组成; • 轨道:三个轨道平面两两相隔120度,同平面内 的卫星之间相隔45度。每颗卫星都在19100千米 高、64.8度倾角的轨道上运行 • 精度:10导航卫星系统是 一种全天候、全天时 提供卫星导航信息的 区域性导航系统。
四大卫星定位系统介绍
GPS,GLONASS,GALILEO,北斗四大卫星定位系统介绍北斗卫星导航定位系统(Compass Navigation Satellite System)始于2000年,是中国自行研制开发的区域性有源卫星定位与通信系统,是除美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。
中国的北斗分为两代。
第一代是区域系统,包含4颗卫星,已经发挥20世纪60年代末70年代初,美国和前苏联分别开始研制全天候、全天时、连续实时提供精确定位服务的新一代全球卫星导航系统,至90年代中期全球卫星导航系统GPS和GLONASS 均已建成并投入运行。
中国也开始建设自主知识产权的北斗卫星导航系统,2003年底正式开通运行。
欧盟筹建的GALILEO伽利略全球卫星导航系统正在计划实施之中。
GPS全球卫星定位系统GPS(Global Positioning System) 全球卫星定位系统是美国第二代空间卫星导航定位系统。
具体来说即通过 GPS接收设备,接受美国发射的24颗卫星中任意3颗以上卫星所发射的导航信号,在任何时候、任何地点都能准确地测量到物体瞬时位置的一种定位系统(包括物体的经纬度、高度、速度等位置信息)。
它是一个基于被动式定位原理的卫星导航定位系统,由美国陆海空三军于20世纪70年代联合研制。
经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星己布设完成并投入运营。
它不仅成为军事的重要技术手段,而且也成为车辆导航、交通管理(海、陆、空)、物流、救助、娱乐业、安保市场等民用产业必不可少的通信手段。
GPS全球卫星定位系统所有权、控制权和运营权均属于美国国防部。
为了限制不同用户对GPS 的应用,GPS通过发射不同的无线电信号来分别为军事部门和民间用户提供两种不同的定位服务。
GLONASS全球卫星定位系统俄罗斯于2002年12月25日在哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场用一枚“质子-K”火箭成功发射了3颗GLONASS全球导航系统卫星。
全球四大卫星定位系统
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3、格洛纳斯
3.1 ‘格洛纳斯’的概述 3.2 ‘格洛纳斯’的简介 3.3 ‘格洛纳斯’的组成 3.4 ‘格洛纳斯’的研制历程
3.5 ‘格洛纳斯’的应用范围
3.6 ‘格洛纳斯’与其它系统的对比
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3、格洛纳斯 GLONASS星座 GLONASS星座由27颗工作星和3颗备份星组成;27颗星均匀地分布 在3个近圆形的轨道平面上,这三个轨道平面两两相隔120度,每个轨 道面有8颗卫星,同平面内的卫星之间相隔45度, 轨道高度2.36万公 里; 地面支持系统 地面支持系统由系统控制中心、中央同步器、遥测遥控站(含激光跟 踪站)和外场导航控制设备组成;系统控制中心和中央同步处理器位 于莫斯科, 遥测遥控站位于圣彼得堡、捷尔诺波尔、埃尼谢斯克和共 青城; 用户设备 GLONASS用户设备(即接收机)能接收卫星发射的导航信号,并测量 其伪距和伪距变化率,同时从卫星信号中提取并处理导航电文;接收 机处理器对上述数据进行处理并计算出用户所在的位置、速度和时间 信息;
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3)、用户设备部分—GPS信号接收机
GPS系统的用户设备部分由GPS接收机硬件和相应的数据处理软件以及 微处理机及其终端设备组成,GPS接收机硬件包括接收机主机,天线和 电源,它的主要功能是接收卫星发播的信号,获取定位的观测值,提取 导航电文中的广播星历、卫星钟改正等参数,经数据处理而完成导航定 位工作;GPS软件是指各种后处理软件包,它通常由厂家提供,其主要 作用是对观测数据进行精加工,以便获得精密定位结果;
1.5 GPS在中国导航市场的发展
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1、 GPS GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称;在机械 领域GPS则有另外一种含义:产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称GPS; GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制 的新一代空间卫星导航定位系统 ;其主要目的是 为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球 性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急 通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要 组成; 经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高 达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成; GPS是目前世界上最先进、最完善的卫星导航系统与定位系统;
全球四大导航系统
全球四大卫星定位系统目前,世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。
当前全球有四大卫星定位系统,分别是美国的全球卫星导航定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯GLONASS系统、欧洲在建的“伽利略”系统、和中国的北斗卫星导航系统。
一、美国GPS长期垄断美国国防部从1973年开始实施的GPS系统,这是世界上第一个全球卫星导航系统,在相当长的一段时间内垄断了全球军用和民用卫星导航市场。
GPS全球定位系统计划自1973年至今,先后共发射了41颗卫星,总共耗资190亿美元。
GPS 原来是专门用于为洲际导弹导航的秘密军事系统,在1991年的海湾战争中首次得到实战应用。
随后,在科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中大显身手。
从克林顿时代起,该系统开始应用在了民用方面。
现运行的GPS系统由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。
美国利用GPS获得了巨大的经济利益,多年来在出售信号接收设备方面赚取了巨额利润。
以1986年为例,当时一台一般精度的GPS定位仪价格5万美元,高精度的则达到10万美元。
现在价格虽然有所下降,但也可推算出20年来GPS“收获颇丰”。
以GPS为代表的卫星导航定位应用产业,已成为八大无线产业之一。
据美国国家公共管理研究院进行的调查评估表明,GPS的全球销售额将以每年38%的速度增长,2005年全球GPS市场已达到310亿美元。
长期以来,美国对本国军方提供的是精确定位信号,对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号——也就是说,地球上任何一个目标的准确位置,只有美国人掌握,其他国家只知道个“大概”。
在海湾战争时,美国还曾置欧盟各国利益不顾,一度关闭对欧洲GPS服务。
2003年3月20日,伊拉克战争爆发。
大批轰炸机、战斗机猛扑向伊拉克首都巴格达,用炸弹准确地将一座建筑彻底摧毁,行动代号:“斩首行动”;4月,一架B-1B“枪骑兵”轰炸机临时接到任务,用炸弹摧毁了另一座建筑。
他们的目标都是一个人:萨达姆侯赛因,他们所使用的炸弹都是一种:联合攻击炸弹(JDAM),这些炸弹之所以都能够精确的打击目标,是因为他们都是通过卫星定位来实现定位,提供这种定位服务的正是由24颗美国卫星组成的全球定位系统--GPS。
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欧洲“伽利略”系统
伽利略定位系统(Galileo Positioning System), 是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统,有“欧洲版GPS” 之称,也是继美国现有的“全球定位系统”(GPS)及俄 罗斯的GLONASS系统外,第三个可供民用的定位系统。伽 利略系统的基本服务有导航、定位、授时;特殊服务有 搜索与救援;扩展应用服务系统有在飞机导航和着陆系 统中的应用、铁路安全运行调度、海上运输系统、陆地 车队运输调度、精准农业。2010年1月7日,欧盟委员会 称,欧盟的伽利略定位系统将从2014年起投入运营。
数量:24颗卫星 组成;
精度:10米左右;
用途:军民两用;
GLONASS在定位、测速及定时精度上则优于施加选择 可用性(SA)之后的GPS,由于俄罗斯向国际民航和海事 组织承诺将向全球用户提供民用导航服务,并于1990年5 月和1991年4月两次公布GLONASS的ICD,为GLONASS的广 泛应用提供了方便。GLONASS的公开化,打破了美国对卫 星导航独家经营的局面,既可为民间用户提供独立的导 航服务,又可与GPS结合,提供更好的精度几何因子 (GDOP);同时也降低了美国政府利用GPS施以主权威慑 给用户带来的后顾之忧,因此,引起了国际社会的广泛 关注。
伽利略系统由空间段、地面段、用户三部分组成。空间段由分 布在3个轨道上的30颗中等高度轨道卫星(MEO)构成,每个轨道面 上有10颗卫星,9颗正常工作,1颗运行备用;轨道面倾角56度。地 面段包括全球地面控制段、全球地面任务段、全球域网、导航管理 中心、地面支持设施、地面管理机构。用户端主要就是用户接收机 及其等同产品,伽利略系统考虑将与GPS、GLONASS的导航信号一起 组成复合型卫星导航系统,因此用户接收机将是多用途、兼容性接 收机。
“伽利略”定位系统的优势
“伽利略”系统是世界上第一个基于民用的全球卫星导航定位系统, 投入运行后,全球的用户将使用多制式的接收机,获得更多的导航定位 卫星的信号,将无形中极大地提高导航定位的精度,这是“伽利略”计 划给用户带来的直接好处。
“伽利略”首颗实验卫星假想画面“伽利略”计划是欧洲自主、独 立的全球多模式卫星定位导航系统,提供高精度,高可靠性的定位服务, 实现完全非军方控制、管理,可以进行覆盖全球的导航和定位功能。
船舶远洋导航和进港引水 飞机航路引导和进场降落
汽车自主导航 地面车辆跟踪和城市智能
交通管理 紧急救生 个人旅游及野外探险 个人通讯终端
GPS的其他应用
1.电力,邮电,通讯等网络的时间同步 2.准 确时间的授入 3.准确频率的授入 1.各种 等级的大地测量,控制测量 2.道路和各种线 路放样 3.水下地形测量 4.地壳形变测量 ,大坝和大型建筑物变形监测 5.GIS应用 6.工程机械(轮胎吊,推土机等)控制 7.精 细农业
俄罗斯“格洛纳斯”系统
莫斯科时间2011年11月4日16时51分(北京时间20 时51分),俄罗斯航天部门使用一枚“质子-M”重型运 载火箭,将3颗“格洛纳斯-M”全球导航卫星成功送入 太空。俄航天署署长波波夫金说,该系统在轨卫星群 已有28颗卫星,达到了设计水平。随着地面设施的发 展,“格洛纳斯”系统预计将在2015年完全建成。届 时,其定位和导航误差范围将从目前的5米至6米缩小 为1米左右,就精度而言该系统将处于全球领先地位。
发展前景
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,该型号卫星完成后,Glonass系统将 与GPS不相上下,用户可以使用两套系统。系统目前使用 的卫星为两种型号卫星——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。在2007联邦预算中共分配给 Glonass 3.8亿美元,2006年则为1.81亿美元。
“伽利略”系统可以发送实时的高精度定位信息,这是现有的卫星 导航系统所没有的,同时“伽利略”系统能够保证在许多特殊情况下提 供服务,如果失败也能在几秒钟内通知客户。
中国“北斗”系统
北斗卫星导航系统是是中国自行研制开发的区 域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS),是除 美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的GLONASS之 后第三个成熟的卫星导航系统。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,其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容 性、渐进性这4项原则。
北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是北斗卫星导航系统示意图。中国正在实施的自主研发、独立运 行的全球卫星导航系统。与美国GPS、俄罗斯格罗纳斯、欧盟伽利略系统 并称全球四大卫星导航系统。
全球四大卫星定位系统演示文稿美国全球定位系统(GPS) 俄罗斯“格洛纳斯”系统
欧洲“伽利略”系统 中国“北斗”系统
美国全球定位系统(GPS)
有24颗卫星组成,分布在6条交点互隔60度的 轨道面上,精度约为10米,军民两用,目前正 在试验第二代卫星系统。 主要是为船舶,汽车,飞机等运动物体进行定 位导航。
欧洲“伽利略”系统的目的
•为用户提供更准确的 数据 •加强对高纬度地区的 覆盖,包括挪威、瑞 典等地区。 •减低对现有GPS系统 的依赖,尤其是在战 争发生时。
欧洲“伽利略”系统的组成
该系统计划将由30颗中高度圆轨道卫星和2个地面 控制中心组成,其中27颗卫星为工作卫星,3颗为候补。 卫星高度为24126km,位于3个倾角为56度的轨道平面内, 该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外,还有2个地面控 制中心。当时预计系统于2008年建成,总投资36亿欧元, 以商业运营的模式全部民用。
GPS卫星接收机种类很多,根据型号分为测地型、全 站型、定时型、手持型、集成型;根据用途分为车载式、 船载式、机载式、星载式、弹载式。 全球定位系统具有 性能好、精度高、应用广的特点,是迄今最好的导航定 位系统。
随着全球定位系统的不断改进,硬、软件的不断完 善,应用领域正在不断地开拓,目前已遍及国民经济各 种部门,并开始逐步深入人们的日常生活。