北斗卫星导航系统抗干扰技术研究与实现
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1 北斗卫星导航系统抗干扰技术概述
1.1 北斗卫星导航系统的概述
北斗卫星导航系统是一项高效的定位、导航技术,目前已被应用于我国的很多城市中。然而,由于我国领土面积广阔,不同省市地区的地形地貌等方面存在一定的差异,而卫星导航会在一定程度上受到环境条件、电磁波变化等因素的影响,因此在北斗卫星导航系统运行过程中,很容易受到干扰影响。相关技术人员应不断加强对导航系统抗干扰技术的研究,确保该系统能够正常稳定地运行下去,为使用者提供更加安全的定位导航服务。
1.2 北斗卫星导航系统受到的干扰类型
目前来看,北斗卫星导航系统所受到的干扰类型可以大致分为两种类型:(1)欺骗型的干扰方式,即通过对非正式基站进行操作,向北斗卫星导航系统发送一系列错误的信号,从而导致导航终端的定位信息发生错误。(2)压制型的干扰方式,即通过操作干扰能力较强的干扰机,发出具有一定的干扰性信号来对导航终端进行干扰,从而导致卫星导航系统无法对正确信号进行科学的处理,进而对接收设备的功能受到极大的破坏。
1.3 北斗卫星导航系统抗干扰技术类型
当前国内外已存在的卫星导航抗干扰技术类型主要包括几种[1]:(1)空域滤波抗干扰技术,该技术通过对大量阵元进行排列,从而将正确信号与错误信号有效进行分隔,进而将干扰程度降到最低。(2)时域滤波抗干扰技术。该技术通过对数字信号进行科学的处理,从而对分贝较大的干扰信号产生较强的削弱效果,该技术能够对单频、窄带等类型的干扰信号产生很好的抑制效果,但与此同时,该技术也会对原本的信号产生一定的影响,从而对信号的接收产生较大的不良影响。(3)空时自适应滤波抗干扰技术。该技术的原理就是在二维空间内对干扰信号进行抑制和处理,很好地弥补了空域滤波抗干扰技术中所存在的缺陷。
2 北斗卫星导航系统抗干扰技术当前应用状况
2.1 滤波技术的应用情况
滤波技术分为以阵列天线为基础的空域滤波抗干扰技术及空时二维滤波抗干扰技术,以及以单天线为基础的频域滤波抗干扰技术和时域滤波抗干扰技术。在应用过程中,滤波技术当前所存在的优缺点如下:
(1)空域滤波技术的应用。该技术通过处理器与天线阵之间的连接,来实现降低干扰信号的功能,然而该技术存在的缺陷为其自身
移项机的精准度有限,因此会对最终所测得的相位结果产生一定的影响。此外,该技术所能处理的干扰信号数量有限,在高强度的工作环境下,其自身的性能损耗相对来说比较明显。(2)空时二维滤波技术的应用。该技术相对于空域滤波技术来说做出了一定的调整,即在各阵源内加设一定量的延迟抽头。这样一来,能够使整个天线阵的自由度得到明显的增强,进而有效提高系统的抗干扰能力。(3)频域滤波技术的应用。该技术是利用傅立叶变换来对信号进行处理,相较于其他抗干扰技术来说,此类技术的处理过程更加简便,所能提供的零态深度及处理范围也更加广泛。然而频域滤波技术对带宽不同的干扰信号来说,其抑制效果往往也不同,对于窄带的抑制能力明显要强于对宽带的抑制。(4)时域滤波技术的应用。该技术是通过对数字信号进行接收和处理,从而完成对三十分贝以上窄带干扰信号的抑制。该技术往往可以同时对大量的窄带信号进行处理,但是在对宽带信号的处理方面明显不具有优势。
2.2 波束形成技术的应用情况
波束形成技术是通过对阵列天线进行利用,以提高正确信号在传播过程能够受到增益的效果,进而对其他干扰信号起到很好的抑制作用。相较于滤波抗干扰技术的应用,波束形成技术具有更强大的性能,能够明显降低滤波技术应用过程中所出现的误差,从而做到更加精准地导航。除此之外,波束形技术还能减小设备自身的受损程度,确保卫星导航系统能够具有更加强大的抗干扰能力。
3 北斗卫星导航系统抗干扰技术的实现
3.1 波束形成抗干扰技术的实现
干扰信号及卫星信号混合而成的信号在经过微波电路中以后,会共同经过一系列的数字变换,最后通过波束形成技术使得干扰信号被分离出来。与此同时,系统通过对相关数据进行处理能够获取相应的控制权值,进而对多重数据信息进行分析组合,确保正确的卫星信号能够得到明显的加强,并同时在干扰信号的方向产生较大的抑制效果。最后,系统通过对混合信号再次进行变换,从而输出相应的中频信号。波束形成抗干扰技术能够同时对大量的卫星信号进行控制,在其应用过程中,技术人员需要对相关的动态放大器进行设计,并选择能够对增益进行自动控制的技术,从而确保微波射频通路能够持续呈现饱和的状态,进而能够对信干噪比进行优化[2]。
3.2 滤波抗干扰技术的实现
滤波抗干扰技术需要通过频域窄带及空时自适应宽带干扰抑制技术的应用来实现,其中频域窄带干扰技术能够对变化较快的干
收稿日期:2019-07-06
作者简介:张高巍(1978—),男,宁夏隆德人,硕士研究生,毕业于北京理工大学,工程师,研究方向:卫星导航定位和惯性导航定位系统的测量。
北斗卫星导航系统抗干扰技术研究与实现
张高巍
(中国人民解放军92785部队,河北秦皇岛 066000)
摘要:本文探讨了北斗卫星导航系统抗干扰技术概述,分析了北斗卫星导航系统抗干扰技术当前应用状况,研究了北斗卫星导航系统
抗干扰技术的实现。
关键词:北斗卫星；导航系统；抗干扰技术中图分类号:TN967.1文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2019)08-0109-02
应用研究
DOI:10.19695/https://www.360docs.net/doc/845926943.html,12-1369.2019.08.59
北斗卫星导航接收机抗窄带干扰技术研究
北斗卫星导航接收机抗窄带干扰技术研究 抗干扰技术一直是卫星导航通信方向研究的前沿,特别是在军事领域的应用,是决定信息化战争成败的关键因素之一。虽然我国卫星导航系统起步晚,但发展迅速。 对干扰抑制技术的不断研究会在更加完善的第三代北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)中发挥不可或缺的作用。接收机天线收到的导航信号微弱,容易受到周围电磁波和干扰的破坏。 窄带干扰(Narrowband Interference,NBI)是接收机常见的干扰类型。为了提高接收机抗窄带干扰的性能,有必要在接收机中加入窄带干扰抑制模块。 本文主要深入的研究了时域和频域的自适应抑制窄带干扰的方法,并选择了一种频域自适应门限算法进行了硬件实现。以接收机收到的卫星导航信号和噪声、干扰的混合信号为前提,本文主要完成了以下工作:(1)介绍了卫星导航系统中采用的扩频通信技术,以直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)系统为例,对窄带干扰下扩频前后的误码率曲线进行了仿真,由结果对比分析了 其抗干扰性能。 接着根据北斗信号和窄带干扰的结构,给出了数学模型,并阐述了导航接收 机原理和自适应滤波技术理论。(2)从自适应预测估计角度,研究了时域抑制窄带干扰技术。 详细介绍了最小均方(Least Mean Square,LMS)、递归最小二乘(Recursion Least Square,RLS)以及改进的可变步长最小二乘(Variable Step-size Least Mean Square,VSLMS)算法,对比了各算法抑制窄带干扰前后的仿真结果图,分析 了算法的收敛性。从滤波器结构角度对IIR陷波器进行了改进,并对改进前后进
北斗卫星导航系统介绍整理材料
北斗卫星导航系统 （一）概述 北斗卫星导航系统（以下简称北斗系统）是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。 随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。 卫星导航系统是全球性公共资源，多系统兼容与互操作已成为发展趋势。中国始终秉持和践行“中国的北斗，世界的北斗”的发展理念，服务“一带一路”建设发展，积极推进北斗系统国际合作。与其他卫星导航系统携手，与各个国家、地区和国际组织一起，共同推动全球卫星导航事业发展，让北斗系统更好地服务全球、造福人类。 （二）发展历程 20世纪后期，中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路，逐步形成了三步走发展战略：2000年年底，建成北斗一号系统，向中国提供服务；2012年年底，建成北斗二号系统，向亚太地区提供
服务；计划在2020年前后，建成北斗全球系统，向全球提供服务。2035年前还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。 （三）发展目标 建设世界一流的卫星导航系统，满足国家安全与经济社会发展需求，为全球用户提供连续、稳定、可靠的服务；发展北斗产业，服务经济社会发展和民生改善；深化国际合作，共享卫星导航发展成果，提高全球卫星导航系统的综合应用效益。 （四）建设原则 中国坚持“自主、开放、兼容、渐进”的原则建设和发展北斗系统。 ——自主。坚持自主建设、发展和运行北斗系统，具备向全球用户独立提供卫星导航服务的能力。 ——开放。免费提供公开的卫星导航服务，鼓励开展全方位、多层次、高水平的国际合作与交流。 ——兼容。提倡与其他卫星导航系统开展兼容与互操作，鼓励国际合作与交流，致力于为用户提供更好的服务。 ——渐进。分步骤推进北斗系统建设发展，持续提升北斗系统服务性能，不断推动卫星导航产业全面、协调和可持续发展。 （五）发展计划 目前，我国正在实施北斗三号系统建设。根据系统建设总体规划，2018年底，完成19颗卫星发射组网，完成基本系统建设，向全球提
最新北斗卫星导航系统详解
北斗卫星导航系统详 解
北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号两代系统，是中国研发的卫星导航系统。北斗一号是一个已投入使用的区域性卫星导航系统，北斗二号则是一个正在建设中的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统、欧盟伽利略定位系统被联合国确认为全球4个卫星导航系统核心供应商。 北斗一号 北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。美国的GPS三维定位精度P码目前己
由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。。北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥“双保险”作用。北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。 系统工作原理 “北斗一号”卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。 “北斗一号”的覆盖范围是北纬5°一55°，东经70°一140°之间的心脏地区，上大下小，最宽处在北纬35°左右。其定位精度为水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。工作频率：2491.75MHz。系统能容纳的用户数为每小时540000户。 北斗系统三大功能 快速定位：北斗系统可为服务区域内用户提供全天候、高精度、快速实时定位服务，定位精度20—100m；
中国北斗卫星导航系统(全文)
中国北斗卫星导航系统 （2016年6月） 中华人民共和国 国务院新闻办公室 目录 前言 一、发展目标与原则 二、持续建设和发展北斗系统 三、提供可靠安全的卫星导航服务 四、推动北斗系统应用与产业化发展 五、积极促进国际合作与交流 结束语
前言 北斗卫星导航系统（以下简称北斗系统）是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。 20世纪后期，中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路，逐步形成了三步走发展战略：2000年年底，建成北斗一号系统，向中国提供服务；2012年年底，建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务；计划在2020年前后，建成北斗全球系统，向全球提供服务。 随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。 卫星导航系统是全球性公共资源，多系统兼容与互操作已成为发展趋势。中国始终秉持和践行“中国的北斗，世界的北斗”的发展理念，服务“一带一路”建设发展，积极推进北斗系统国际合作。与其他卫星导航系统携手，与各个国家、地区和国际组织一起，共同推动全球卫星导航事业发展，让北斗系统更好地服务全球、造福人类。 一、发展目标与原则 中国高度重视北斗系统建设，将北斗系统列为国家科技重大专项，支撑国家创新发展战略。 （一）发展目标 建设世界一流的卫星导航系统，满足国家安全与经济社会发展需求，为全球用户提供连续、稳定、可靠的服务；发展北斗产业，服务经济社会发展和民生改善；深化国际合作，共享卫星导航发展成果，提高全球卫星导航系统的综合应用效益。 （二）发展原则 中国坚持“自主、开放、兼容、渐进”的原则建设和发展北斗系统。 ——自主。坚持自主建设、发展和运行北斗系统，具备向全球用户独立提供卫星导航服务的能力。 ——开放。免费提供公开的卫星导航服务，鼓励开展全方位、多层次、高水平的国际合作与交流。 ——兼容。提倡与其他卫星导航系统开展兼容与互操作，鼓励国际合作与交流，致力于为用户提供更好的服务。
北斗卫星导航系统定位原理及应用
xxxx导航系统定位原理及其应用 北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。。 北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。四颗导航定位卫星的发射时间分别为： 2000年10月31日； 2000年12月21日； 2003年5月25日， 2007年4月14日，第三、四颗是备用卫星。2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥?双保险?作用。北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。北斗二代卫星定位系统的英文为Compass（即指南针），在ITU登记的无线电频段为L波段。北斗一号系统的基本功能包括： 定位、通信（短消息）和授时。北斗二代系统的功能与GPS相同，即定位与授时。 其工作原理如下： ?北斗一号?卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标
北斗导航接收机的抗干扰算法研究
北斗导航接收机的抗干扰算法研究 发表时间：2017-08-02T15:10:40.303Z 来源：《电力设备》2017年第9期作者：罗希刘万军卓仁伟[导读] 摘要：本次研究主要分析的内容是北斗导航接收机的抗干扰算法，其基础分析内容为多级的维纳滤波器实现算法（云南省昆明市77256部队云南省昆明市 650000）摘要：本次研究主要分析的内容是北斗导航接收机的抗干扰算法，其基础分析内容为多级的维纳滤波器实现算法，在实际工作中，选择正确的相减算法，之后从根本上改进阻塞矩阵，在实际使用的过程中没实现多级分解特性构造的递推，在递推出空的时候产生二维干扰子空间，在上述的基础上分别子空间投影方法进行结合，实现空-时抗干扰最优的权值大小的进一步求出。相比传统形式的相减结构多级维 纳滤波方法，但是其数据精度具有非常明显的限制性，相比其他的抗干扰性能方法其具备明显的优越性，所以其可行性以及实用性非常的显著。对其进行仿真，得到的结果证明了上述方法具有非常显著的有效性。 关键词：北斗导航接收机；抗干扰；算法 1前言 对于北斗导航接收机维纳滤波器来说，多级维纳滤波器是一种多级等效的实现形式，多级维纳滤波器主要使用的是一序列的正交投影方法，在上述的基础上多级分解阵列信号矢量，进而实现多级标量的维纳滤波，在对其进行综合处理之后，维纳滤波器会明显的存在误差信号的输出。在维纳滤波器替代求解的过程中一般使用的是一系列标量维纳滤波器，这是多级维纳滤波器的一项主要作用，在此过程中，不需进行相关的矩阵求逆，其主要的原因是因为，在北斗导航接收机计算实际操作的过程中标量维纳滤波器只需要完成标量倒数求取就可以了[1]。但是需要重点关注的就是，在使用多级维纳滤波器的过程中，需要重视其带有的新型的降秩处理措施，在r级处截断多级维纳滤波器，这样一来就可以得到想要的降秩多级维纳滤波器，在其过程中，r则主要表现为降秩多级维纳滤波器所涉及到的秩，同时其代表的级数。因为其阻塞矩阵是不一致的，所以在实现多级维纳滤波器的过程中使用的方法就是不一致的[2]。相关相减结构多级维纳滤波方法是目 前多级维纳滤波器实现的主要算法。
北斗卫星导航系统常识简介
北斗卫星导航系统常识 简介 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
北斗卫星导航系统常识简介一、北斗卫星导航系统现状 中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（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。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星（又称24小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象等方面）和30颗非静止轨道卫星组成，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，截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。 2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统，覆盖范围东经约70°-140°，北纬5°-55°。北斗
中国北斗卫星导航系统——世界第三套全球卫星导航系统(图)来自网络
北斗卫星导航系统 ——世界第三套全球卫星导航系统 工程总投资：100亿元 工程期限：1994年——2020年 北京时间2007年2月3日凌晨零时28分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第四颗北斗导航试验卫星送入太空。 北斗卫星导航定位系统是由中国自行研发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），
是继美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）定位系统之后世界第三个成熟的卫星导航系统。 该系统分为“北斗一代”和“北斗二代”，分别由4颗（两颗工作卫星、两颗备用卫星）和35颗北斗定位卫星、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，定位精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，其精度与GPS相当。中国在2000年至2007年先后发射了四颗“北斗一号”卫星，这种区域性(中国境内)的卫星导航定位系统，正在为中国陆地交通、航海、森林防火等领域提供着良好服务。 北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造,四颗导航定位卫星的发射时间分别为： 日期火箭卫星轨道 2000年10月31日长征三号甲北斗-1A 地球静止轨道140°E 2000年12月21日长征三号甲北斗-1B GEO 80°E 2003年05月25日长征三号甲北斗-1C GEO 110.5°E 第三颗是备用卫星 2007年02月03日长征三号甲北斗-1D GEO 86°E 第四颗是备用卫星 2007年04月14日长征三号甲北斗-2A 中地球轨道(21500KM) 北斗二代首颗卫星
军用新型北斗卫星导航手持机 北斗卫星导航系统的历史 我国早在60年代末就开展了卫星导航系统的研制工作，但由于多种原因而夭折。在自行研制“子午仪”定位设备方面起步较晚，以致后来使用的大量设备中，基本上依赖进口。70年代后期以来，国内开展了探讨适合国情的卫星导航定位系统的体制研究。先后提出过单星、双星、三星和3-5星的区域性系统方案，以及多星的全球系统的设想，并考虑到导航定位与通信等综合运用问题，但是由于种种原因，这些方案和设想都没能够得到实现。 1983年，“两弹一星”功勋奖章获得者陈芳允院士和合作者提出利用两颗同步定点卫星进行定位导航的设想，经过分析和初步实地试验，证明效果良好，这一系统被称为“双星定位系统”。双星定位导航系统为我国“九五”列项，其工程代号取名为“北斗一号”。 双星定位导航系统是一种全天候、高精度、区域性的卫星导航定位系统，可实现快速导航定位、双向简短报文通信和定时授时3大功能，其中后两项功能是全球定位系统(GPS)所不能提供的，且其定位精度在我国地区与GPS定位精度相当。整个系统由两颗地球同步卫星(分别定点于东经80度和东经140度36000公里赤道上空)、中心控制系统、标校系统和用户机4大部分组成，各部分间由出站链路(即地面中心至卫星至用户链路)和入站链路(即用户机至卫星
《“北斗卫星导航系统”》阅读练习及答案
阅读下面的文字，完成各题。 材料一： 材料二： 2005年，当时正在建设的北斗二号系统的“原子钟”突遇问题。 原子钟就如同一块“手表”，为卫星导航用户提供精确的时间信息服务。事实上，高精度的时间基准技术是卫星导航系统最核心的技术， 直接决定着系统导航定位精度，对整个工程成败起着决定性作用，其重要性如同人的心脏。 当时还想引进，但人家就不给你。因为这是个高精度的东西，他 们要对我们进行技术控制。没有原子钟，这个系统基本上就是空中楼阁。 国外的技术封锁，坚定了科研人员自力更生的信念。大家有了一 个共识，核心关键技术必须要自已突破，不能受制于人。当时北斗人 有一句话，“六七十年代有原子弹，我们北斗人一定要有我们自己的原子钟”。 他们成立了三支队伍同时开展研发，并在基础理论、材料、工程 等领域同步推进。就这样，仅仅用了两年的时间，科研团队就攻克了
原子钟这个最大技术屏障。不仅如此，现在用在北斗三号上的原子钟，已提升到每300万年才会出现1秒误差的精度，完全满足了我国的定位精度要求。 （摘编自“央视网”）材料三： 2018年7月29日9时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火费，以“一箭双星”的方式成功发射第33、34颗北斗导航卫星。 这是北斗三号全球组网卫星的第四次发射。两颗卫星均属于中圆 地球轨道卫星，是我国北斗三号系统第9、10颗组网卫星。 根据计划，2018年年底前将建成由18颗北斗三号卫星组成的基本系统，为“一带一路”沿线国家提供服务。从这次发射开始，北斗 卫星组网发射进入前所未有的高密度期。 （摘编自“新华网”）材料四： 据俄罗斯《劳动报》网站2018年8月26日报道，中国已与美国的全球定位系统（GPS）和俄罗斯的“格洛纳斯”全球卫星导航系统 展开激烈竞争。今年北斗系统将开始向“一带一路”沿线国家和地区 提供基本导航服务。两年之后，北斗将向全球提供导航服务。 报道认为，中国对太空领先地位的积极争夺令美国等太空强国感 到不安。尽管中国每年对太空项目的60亿美元投入与美国的400亿美元相差甚远，但中国发射的卫星数量却与美国不相上下。此外，中
北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统- 简介 北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国独立发 展、自主运行，并与世界其他卫星导航系统兼容互用的全球卫星导航系统。 北斗卫星导航系统既能提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，还具备短报文通信、差分服务和完好性服务特色，是中国国家安全、经济和社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施。 北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号两代导航系统。其中北斗一号用于中国及其周边 地区的区域导航系统，北斗二号是类似美国GPS的全球卫星导航系统。[1] 北斗卫星导航系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的中国卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。[2] 三步走 按照“质量、安全、应用、效益”的总要求，坚持“自主、开放、兼容、渐进”的发展原则，北斗卫星导航系统按照“三步走”的发展战略稳步推进。具体如下： 第一步，2000年建成北斗卫星导航试验系统，使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。 第二步，建设北斗卫星导航系统，2012年左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。 第三步，2020年左右，北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。[3][4] 北斗卫星导航系统- 系统组成
北斗导航卫星应用战略图 北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号的2代系统，由空间段，地面段，用户段三部分 组成。 空间段 空间段包括五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星。地球静止轨道卫星分别位于东经5 8.75度、80度、110.5度、140度和160度。非静止轨道卫星由27颗中圆轨道卫星和3颗同步 轨道卫星组成。 地面站 地面段包括主控站、卫星导航注入站和监测站等若干个地面站。 主控站主要任务是收集各个监测站段观测数据，进行数据处理，生成卫星导航电文和差分完好性信息，完成任务规划与调度，实现系统运行管理与控制等。 注入站主要任务是在主控站的统一调度下，完成卫星导航电文、差分完好性信息注入和有效载荷段控制管理。 监测站接收导航卫星信号，发送给主控站，实现对卫星段跟踪、监测，为卫星轨道确定和时间同步提供观测资料。 用户段 用户段包括北斗系统用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。系统采用卫星无线电测
北斗二号卫星导航系统介绍与应用.
北斗二号卫星导航系统介绍及应用 南京工业大学工业工程 北斗二号卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS ,是继美全球定位系统(GPS 和俄 GLONASS 之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度 10m ,授时精度优于 100ns 。 2012年 12月 27日,北斗二号系统空间信号接口控制文件正式版正式公布,北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。 北斗二号卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括 5颗静止轨道卫星和 30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国 GPS 、俄罗斯 GLONASS 、欧盟 GALILEO 等其他卫星导航系统兼容的终端组成。 北斗二号卫星导航系统是在北斗一号的基础上建设的卫星导航系统, 但其并不是北斗一号的简单延伸, 完整构成的北斗二号卫星导航系统是一个类似于 GPS 和GLONASS 的全球导航系统。 一.研发背景 1. 重要的战略意义 战略意义一:建设北斗卫星导航系统, 是提高我国国际地位的重要载体战略意义二:是促进和推动经济社会发展的强大动力。战略意义三:是推动我国信息化建设的重要保证。战略意义四:是应对重大自然灾害的生命保障。战略意义五:是增强武器效能,维护国家安全的根本命脉 v 战略意义七:是我国履行航天国家国际责任的需要。战略意义八:对提升中国航天的能力, 推动航天强国建设意义重大。 2. 北斗一号卫星导航系统及其不足
北斗卫星导航系统测量型终端通用规范
北斗卫星导航系统位置报告/短报文型终端通用规 范（预） 2014.08.14 1 范围 本通用规范规定了北斗卫星导航系统位置报告/短报文型终端（简称为北斗通信终端）的技术要求（包括一般要求、功能要求、性能要求、环境适应性要求）、试验方法、检验规则、以及包装、运输和储存等要求。 本标准适用于北斗通信终端的研制、生产和使用，也是制定北斗通信终端产品标准、检验产品质量和产品应用选型的依据。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 ?GB/T 191 包装储运图示标志 ?GB 2312—1980 信息交换用汉字编码字符集基本集 ?GB/T 2828.1—2003 计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划 ?GB 4208—2008 外壳防护等级(IP代码) ?GB/T 4857.5 包装运输包装件跌落试验方法 ?GB/T 5080.1—1986 设备可靠性试验总要求 ?GB/T 5080.7—1986 设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案 ?GB/T 5296.1—1997 消费品使用说明总则 ?GB/T 12267—1990 船用导航设备通用要求和试验方法 ?GB/T 12858—1991 地面无线电导航设备环境要求和试验方法 ?GB/T 13384—2008 机电产品包装通用技术条件 ?GB 15702—1995 电子海图技术规范
?GB 15842—1995 移动通信设备安全要求和试验方法 ?GB/T 17626.3—2006 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1.1 北斗卫星导航系统 BeiDou navigation satellite system 中国的全球卫星导航系统，简称北斗系统（BeiDou）。具有卫星无线电测定（RDSS）和卫星无线电导航（RNSS）两种业务，可以提供导航、定位、授时、位置报告和短报文服务。 3.1.2 北斗终端 BeiDou terminal 北斗系统各种用户应用终端的总称。北斗终端按照应用北斗卫星业务的不同服务模式，分为北斗RDSS终端和北斗RNSS终端两种类型；按其用途主要分为导航型终端、测量型终端、定时型终端和位置报告/短报文型终端。 3.1.3 北斗RDSS终端 BeiDou RDSS terminal 利用北斗RDSS业务，可以提供定位、导航、定时、位置报告和短报文通信全部或部分功能的终端。 3.1.4 指挥管理型终端 command and management terminal 利用北斗RDSS业务兼收下属用户的定位和通讯信息的多用户地址码，一般具有用户信息管理、通播、组播、单播、查询、调阅、指挥调度和管理功能的北斗通信终端。
北斗卫星导航抗干扰接收系统技术的分析
北斗卫星导航抗干扰接收系统技术的分析 发表时间：2019-01-04T11:56:02.057Z 来源：《科技研究》2018年10期作者：褚怡 [导读] 卫星导航系统具有连续性和实时性的特点，它能够实现精确定位，因而在军事及其他领域具有广泛的应用。 （北京卫星导航中心北京 100094） 摘要：卫星导航系统具有连续性和实时性的特点，它能够实现精确定位，因而在军事及其他领域具有广泛的应用。但是，随着科技的不断发展与进步，卫星导航系统所处的工作环境也越来越复杂化，卫星信号很容易受到各种因素的干扰。北斗卫星导航系统的抗干扰接收技术，是我国卫星导航的最为关键的抗干扰接收系统技术之一。开展关于卫星导航抗干扰接收系统技术的分析，实现北斗卫星导航系统的抗干扰接收技术科学性和全面性的有效提升，可以为卫星导航抗干扰接收工作在新时期的改革和发展奠定稳定的基础和提供强大的推动力。 关键词：卫星导航；抗干扰接收系统；北斗卫星导航系统；技术分析 现代化信息技术在当今社会获得了长足的发展，期间，北斗卫星导航技术得到应用与发展，是一种崭新的无线导航方式之一。北斗卫星导航系统有着很大优势，例如实时连续性、精准定位等。在科技不断更新换代、不断发展的今天，我国北斗卫星导航所处的工作环境面临着更多更复杂的问题。北斗卫星导航系统在工作时可能会受到外界因素的干扰，如何去克服这些干扰，提高卫星导航抗干扰能力是当前的任务之一。 1 常用卫星导航抗干扰技术分析 所谓抗干扰技术就是利用一定的方法对卫星信息接收和传递方式及功率进行处理，使卫星接收自己所需的信号。常见的卫星导航抗干扰技术主要有以下几种： 1. 利用虚拟卫星法。虚拟卫星法就是在地面上设定一个发射装置或小卫星来模拟卫星发射信号，或者通过无人驾驶飞行器，阻止干扰方分清真正的导航卫星，增加干扰的难度及成本。这种方法一般适用于军事领域，特别是在战争的时候。 2. 利用天线抗干扰法。天线抗干扰法是卫星通信中最常用的方法，具体分为智能天线技术、自适应调零天线以及多波速天线等。智能天线是一种新型天线，他安装在卫星信号接收处。能够产生很多波速，依照制定的工作区，使系统达到完美的工作状态。自适应调零天线是对天线的阵元进行加权处理，使干扰源方向调零，从而减少或者降低干扰的程度。多波速天线是通过改变光速的方向和范围，依照自身的需要来调整光速，从而达到提升抗干扰能力的目的。 3. 利用扩展谱频来抗干扰法。由于卫星的干扰源具有不固定的特点，扩展谱频在无线电子应用上具有明显的优势，因此，该种方法尤为重要。扩展谱频主要有两种方法，一种是调频抗干扰，另外一种是直接序列扩频。 4. 利用光通信。光通信是卫星导航目前很热门的一项技术，与电磁传输相比，光传递具有不易被干扰的明显优势，容量可以达到 1G/t，目前，许多国家都积极研究光通信技术，一些国家已经将之成功应用于卫星导航系统中，在抗干扰能力上表现突出。 5. 利用编码调制法。采用编码调制的方法可以纠正卫星的差错，每当卫星受到干扰的时候，系统会优先选择级联编码技术，这种编码相对与其他编码具有明显的组合优势。常用的编码有自正交卷积码门译码、vitebi译码、BCH码等。随着近年来数字技术的飞速发展，级联编码技术的使用越来越广泛。 6. 限幅技术。限幅技术作为目前十分普遍的一种卫星抗干扰技术，无论是在科技和经济发达的美国的GPS系统里中，还是在俄罗斯一些国家的卫星导航系统中都有广泛的使用，这种技术的原理是为了提防卫星发射器出现饱和，而产生无法发射信号的情况。 开展卫星导航抗干扰接收系统技术应用分析可知，虚拟卫星法和天线干扰法被广泛应用于卫星导航抗干扰接收工作的进程中，拓展谱频抗干扰法的应用可以有效实现卫星导航抗干扰接收工作的完成，同时，光通信和编码调制法也开始被逐步应用于卫星导航抗干扰接收工作中。通过开展卫星导航抗干扰接收系统技术应用分析可知，我国的卫星导航抗干扰接收系统技术应用广泛，具有多元性和多样性，因此，开展卫星导航抗干扰接收系统的技术改革，对国家的整体发展有重要意义。 2 北斗卫星导航系统的抗干扰接收技术 北斗-1系统具有三个主要特点：（1）区域覆盖。采用静止轨道卫星，覆盖区域包括我国领土及周边地区。（2）采用有源定位导航体制，即用户终端需要发射入站（返程）信号。系统具有定位、授时功能，但不具备测速功能。（3）具有短信报文通信功能。这些特点对北斗-1系统的应用和产业化产生了重要的影响。 2.1 具体算法 最小均方算法，即LMS，其以“最小均方误差”为准则，递推公式为： w（n+1）=w（n）=2ue×（n）x（n）. （1） 递推最小二乘算法，即RLS，其递推公式为： w（n）=w（n-1）+g（n）[d（n）-xT（n）w（n-1）. （2） 2.2 具体技术 星导航系统中，北斗卫星导航系统的抗干扰接收技术是当下卫星导航抗干扰接收系统技术领域的关键性技术之一，可以将分析内容总结归纳如下。 2.2.1 仪表脚本驱技术的应用分析 仪表脚本驱技术的应用主要是参照不同的生产工程所生产的仪表的编码分析和确定相应的仪表驱动代码，进而实?F系统的抗干扰能力的提升。 2.2.2 数字式仿真技术的应用分析 数字仿真技术的应用是通过对同一构成内的各组数字的解析，实现对数据以及数据变化情况的宏观调控。根据我国当下北斗卫星导航系统的抗干扰接收技术应用状况，主要进行了北斗卫星导航系统的抗干扰接收技术中的仪表脚本驱技术和数字式仿真技术的应用分析。卫
北斗卫星导航系统常识简介
北斗卫星导航系统常识简介一、北斗卫星导航系统现状 中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（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。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可 在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、 定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星（又称24小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性 空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对 保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象 等方面）和30颗非静止轨道卫星组成，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，截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。
2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之 后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。北斗导航系统是 覆盖中国本土的区域导航系统，覆盖范围东经约70°-140°，北纬5°-55°。北斗卫星系统已经对实现全覆盖。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等 诸多领域，产生显着的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。 北斗产业应用前景广阔，预计到2020年，仅北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币，年复合增长率达到40%以上。”中国科学院院士、中国工程院院士、着名测量与遥感学家李德仁介 绍说 二、卫星定位原理 北斗卫星导航系统35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而
北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统 公开服务性能规范 （1.0版） 中国卫星导航系统管理办公室二〇一三年十二月
引言 北斗卫星导航系统空间星座由35颗卫星组成，可为全球各类用户提供公开服务。系统于2012年12月27日完成区域阶段部署，可为亚太大部分地区提供公开服务。 本规范规定了现阶段的北斗卫星导航系统公开服务性能。 .
目录 1范围 (1) 2引用文件 (2) 3术语和定义、缩略语 (3) 3.1术语和定义 (3) 3.2缩略语 (3) 4北斗系统概述 (4) 4.1空间段 (4) 4.2地面控制段 (4) 4.3用户段 (5) 4.4北斗系统公开服务区 (5) 5北斗系统空间信号特征 (7) 5.1空间信号接口特征 (7) 5.1.1空间信号射频特征 (7) 5.1.2导航电文特征 (7) 5.2空间信号性能特征 (8) 5.2.1空间信号覆盖范围 (8) 5.2.2空间信号精度 (8) 5.2.3空间信号连续性 (9) 5.2.4空间信号可用性 (9) 6北斗系统服务性能特征 (10) 6.1用户使用条件 (10) 6.2服务精度 (10) 6.3服务可用性 (10) 7北斗系统公开服务空间信号性能指标 (12) 7.1空间信号覆盖范围指标 (12) 7.2空间信号精度指标 (12) 7.2.1空间信号URE 精度指标 (12) 7.2.2空间信号URRE 精度指标 (12) 7.2.3空间信号URAE 精度指标 (13) 7.2.4空间信号UTCOE 精度指标 (13) 7.3空间信号连续性指标 (14) 7.4空间信号可用性指标 (14) 8北斗系统公开服务性能指标 (15) 8.1服务精度指标 (15) 8.2服务可用性指标 (15) 8.2.1PDOP可用性指标 (15) 8.2.2定位服务可用性指标 (15) 9其他说明 (17)
北斗卫星导航系统主要应用领域
北斗卫星导航系统主要应用领域 1、交通运输重点运输监控管理、公路基础设施、港口高精度实时定位调度监控； 2、海洋渔业船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理； 3、水文监测多山地域水文测报信息的实时传输； 4、气象监测气象测报型北斗终端设备，大气监测预警系统应用解决方案； 5、森林防火定位、短报文通信； 6、通信时统开展北斗双向授时，研制出一体化卫星授时系统； 7、电力调度基于北斗的电力时间同步； 8、救灾减灾提供实时救灾指挥调度、应急通信、信息快速上报、共享； 9、军工领域定位导航；发射位置的快速定位；搜救、排雷定位等。 国家积极推动北斗民用化进程，一系列的鼓励政策，为北斗的应用发展提供了广阔的空间。北斗卫星导航系统解决了精准定位的问题，靠一个北斗终端就能走遍大江南北。北斗系统的定位服务将在未来智慧生活中发挥巨大作用。 如今的北斗卫星导航系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，北斗卫星导航系统在使用中产生显着的经济效益和社会效益。 在气象行业，北斗卫星导航系统广泛应用于气象观测、灾害监测和气象信息的收集与发布，包括大气风向风速、水汽含量、海风海浪、雷电观测和预警等，极大提升气象观测、预报和灾害预警发布水平，增强气象领域防灾减灾能力。 中国海洋渔业水域面积300多万平方公里，现有渔船100多万艘、渔业人口2000多万，海洋渔业涉及渔民生命安全、国家海洋经济安全、海洋资源保护和海上主权维护，现已成为北斗民用规模最大的行业。北斗卫星海洋渔业安全生产信息服务系统的应用极大地保障了渔船的出海安全，巩固和发展了渔业生产，推动了“平安渔业”建设。以赴南沙生产作业的渔船为例。农业部南海区渔政局建立了“南沙渔船船位监控指挥管理系统”，系统建成后，监控中心能随时获知渔船方位，大大方便了相关职能部门对渔业生产的管理，实现看得见的管理调度。当渔民在海上遇险时，可以通过渔船上的卫星导航通信系统向监控中心发送遇险报告，监控中心收到报告时就可以根据卫星定位确定距离遇险渔船最近的船只，
北斗卫星导航系统概述
北斗卫星导航系统概述 00钟恩彬 引言 自从 1960 年美国发射第一颗导航卫星并于1964年组成美国海军导航卫星系 统(NNSS)以来，导航卫星经过了从多普勒定位技术到伪码扩频测距定位，从间断、部分覆盖导航到全天候、全天时、全覆盖导航，从单纯广播式导航到通信导航融合 技术的发展，其中运行了近二十年的美国 GPS 系统是卫星导航技术发展 的结晶。随着卫星导航系统应用价值的不断扩展， GPS 也暴露了一些不足，比如，GPS 能够解决单一用户的精确定位导航问题，但由于它是广播式的导航，用户不能与导航卫星建立通信，定位信息不能传输给用户中心，这一缺点使得它若在战场上运用时虽然能给导弹导航，但不能向指挥中心回传打击效果。我国充分吸收 GPS 的经验，于上世纪 80 年代开始研究设计自己的卫星导航系统—北斗卫星导 航系统。截至目前，我国已经发射了 16 颗组网卫星，基本实现了亚太区域覆盖，我们很快就将用上国产的北斗终端设备了。在此背景下，本文将主要从北斗卫星导航系统的基本原理、与其它系统的比较两个方面简要介绍北斗卫星导航系统。 一、北斗卫星导航系统的基本原理 卫星定位说白了就是测出几颗卫星到定位点的距离，然后在建立的三维空间坐标系中以这些距离为半径画几个球，球的交点即为定位点的坐标，至于导航就是选定一个参考点，测算出它的坐标，引导用户到该参考坐标点就是导航。 关键的问题是如何测量出实时的距离，这就需要利用电磁波在卫星与用户之间的来回传播来测算。不过实际的系统远不止这么简单，例如必须保证发射和接受同步，这就好比要使卫星和用户接收机同时开始播放同一首歌，这时站在接收机旁的人会停到两个版本的歌声，滞后的就是来自卫星的歌声，这个时延乘上光速 c 即为卫星到定位点的距离，当然，这个时延的测量也必须用精准的时钟。为了保证这些，电磁波上必须加载复杂的导航电文。导航电文不是由卫星单独产生的，而要有地面主控站来控制完成，所以为了不受制于人，我国决定开发自己的卫星导航系统。 北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端组成，空间端包括 35 颗组网卫星，其中 5 颗为静止轨道 (GEO)卫星，地面端主要有主控站、注入站
(完整版)北斗卫星导航系统常识简介
北斗卫星导航系统常识简介 一、北斗卫星导航系统现状 中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（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。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星（又称24小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象等方面）和30颗非静止轨道卫星组成，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，截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。 2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。北斗导航系统是覆
盖中国本土的区域导航系统，覆盖范围东经约70°-140°，北纬5°-55°。北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。 北斗产业应用前景广阔，预计到2020年，仅北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币，年复合增长率达到40%以上。”中国科学院院士、中国工程院院士、著名测量与遥感学家李德仁介绍说 二、卫星定位原理 北斗卫星导航系统35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。