全球卫星导航系统原理与应用

第六章全球卫星导航系统原理及应用

第一节卫星定位技术简介

一、概述

具有全球导航定位能力的卫星定位导航系统称为全球卫星导航系统，英文全称为Global Navigation Satellite System，简称为GNSS。目前已有的卫星导航系统包括美国的全球卫星定位系统（GPS）、俄罗斯的全球卫星导航系统GLONASS、正在发展研究的有欧盟的GALILEO系统、中国北斗卫星导航广域增强系统。

全球定位系统（GPS）是众多卫星导航系统之一，GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System的字头缩写词NAVSTAR/GPS的简称。它的含义是：利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。GPS具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，GPS技术在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了广泛的应用，在物探测量工作中广泛普及及应用。对于物理点的放样已经不再仅仅是采用测角和量距，而是借助GPS导航卫星信号来确定地面点的准确位置。

随着GLONASS系统、GALILEO系统以及中国的北斗系统逐步组网运营，综合各大导航系统的多星系统接收机逐步替代了先前的GPS定位的单一系统，其作业效率、定位精度、定位的稳定性与可靠性都得到了大幅度的改善。

二、卫星定位技术的发展

1957年10月4日，前苏联成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星后，人们就开始利用卫星进行定位和导航的研究，人类的空间科学技术研究和应用跨入了一个崭新的时代，世界各国争相利用人造地球卫星为军事、经济和科学文化服务。同时，卫星定位技术在大地测量学的应用也取得了惊人的发展，迅速跨入了一个崭新的时代。

（一）早期的卫星定位技术

卫星定位技术是指人类利用人造地球卫星确定测站点位置的技术。卫星大地测量就是利用人造地球卫星为大地测量服务的一门学科。它的主要内容是在地面上观测人造地球卫星，通过测定卫星位置的方法，来解决大地测量任务，例如测定地面点的相对位置，测定地球的形状和大小等。

早期，人造地球卫星仅仅作为一种空间观测目标，由地面上的观测站对卫星的瞬间位置进行摄影测量，测定测站点至卫星的方向，建立卫星三角网。同时也可利用激光技术测定观测站至卫星的距离，建立卫星测距三角网。通过这两种观测方法，均可以实现地面点的定位，也能进行大陆同海岛的联测定位，解决了常规大地测量难以实现的远距离联测定位问题，这是常规定位技术望尘莫及的。

1966至1972年期间，美国国家大地测量局在英国和联邦德国测绘部门的协作下，用卫星三角测量方法测设了一个具有45个测站点的全球三角网，获得了±5m的点位精度。然而，

由于卫星三角测量受天气和可见条件影响，观测和成果换算需耗费大量的时间，同时定位精度不甚理想，并且不能得到点位的地心坐标。因此，卫星三角测量技术成为一种过时的观测技术，很快就被卫星多普勒定位技术所取代。

（二）卫星多普勒定位系统

1958年12月，美国海军武器实验室和詹斯2霍普金斯（Johns Hopkins）大学物理实验室为了给美国海军“北极星”核潜艇提供全球性导航，开始研制一种卫星导航系统，称之为美国海军导航卫星系统（Navy Navigation Satellite System），简称NNSS系统。在这一系统中，由于卫星轨道面通过地极，所以又被称为子午卫星导航系统。1959年9月美国发射了第一颗实验性卫星，到1961年11月，先后发射了9颗试验性导航卫星。经过几年实验研究，解决了卫星导航的许多技术问题。从1963年12月起，陆续发射了由6颗卫星组成的子午卫星星座，1964年该系统建成并投入使用。该系统轨道接近圆形，卫星高度为1100Km，轨道倾角为90°左右，周期约为107min，在地球表面上的任何一个测站上，平均每隔2h便可观测到其中一颗卫星。

卫星多普勒定位系统即美国海军导航卫星系统，它由三部份组成：卫星星座、地面跟踪网和用户接收机。地面跟踪网由跟踪站、计算中心、注入站、海军天文台和控制中心五部份组成。它们的任务是测定各颗卫星的轨道参数，并定时将这些轨道参数和时间信号注入到相应的各颗卫星内，以便卫星按时向地面播发。接收机是用来接收卫星发射的信号、测量多普勒频移、解译卫星的轨道参数，以测定接收机所在位置的设备。由于接收机都是采用多普勒效应原理进行接收和定位的，所以也称为多普勒接收机。

1967年7月29日，美国政府宣布解密子午卫星的部份导航电文而提供民用，由于卫星多普勒定位具有经济、快速、精度较高、不受天气和时间限制等优点，只要能见到子午卫星，便可在地球表面的任何地方进行单点和联测定位，从而获得测站的三维地心坐标。因此，卫星多普勒定位迅速从美国传播到欧亚及美洲的许多国家。70年代中期，我国开始引进卫星多普勒接收机。西沙群岛的大地测量基准联测，是我国应用卫星多普勒定位技术的先例。自80年代初期以来，我国开展了几次较大规模的卫星多普勒定位实践：国家测绘局和总参测绘局联合测设的全国卫星多普勒大地网；由原武汉测绘科技大学与青海石油管理局、新疆石油管理局、原石油部地球物理勘探局合作测设西北地区卫星多普勒定位网；即使在远离我国一万七千余公里的南极乔治岛上，也用卫星多普勒定位技术精确测得我国长城站的地理位置为南纬62°12′59.811″±0.015″，西经50°57′52.665秒±0.119″，高程为43.58±0.67m，长城站至北京的距离为17501949.51m。

在美国子午卫星系统建立的同时，前苏联于1965年开始也建立了一个卫星导航定位系统，叫做CICADA。它与NNSS系统相似，也是第一代卫星定导航系统。该系统由12颗卫星组成CICADA星座，轨道高度为1000Km，卫星的运行周期为105min。

虽然子午卫星系统将导航和定位技术推向了一个崭新的发展阶段，但仍然存在着一些明显的缺陷。由于该系统卫星数目较少（6颗工作卫星），运行高度较低（平均约为1000km），从地面站观测到卫星的时间间隔也较长（平均约1.5小时），无法进行全球性的实时连续导航定位服务。从大地测量学来看，由于它的定位速度慢（测站平均观测1～2天），精度较低（单点定位精度3～5m，相对定位精度约为1m），因此，该系统在大地测量学和地球动力学研究方面受到了极大的限制。为了满足军事及民用部门对连续实时三维导航和定位的需求，第二代卫星导航系统——GPS便应运而生。子午卫星系统也于1996年12月31日停止发射导航及时间信息。

（三）全球卫星导航系统

1.GPS卫星定位系统

1973年12月，美国国防部在总结了NNSS系统的优劣之后，批准美国海陆空三军联合

研制新一代卫星导航系统——NAVSTAR GPS ，即为目前的“授时与测距导航系统/全球定位系统”（Navigation Satellite Timing And Ranging / Global Positioning System ）通常称之为全球定位系统，简称为GPS 系统。GPS 系统的全部投资为300亿美元。自1974年以来，系统的建立经历了方案论证、系统研制和生产实验等三个阶段，是继阿波罗计划、航天飞机计划之后的又一个庞大的空间计划。1978年2月22日，第一颗GPS 实验卫星发射成功。1989年2月14日，第一颗GPS 工作卫星发射成功，宣告GPS 系统进入了营运阶段。1994年3月28日完成第24颗工作卫星的发射工作。GPS 共发射了24颗卫星（其中，21颗为工作卫星，3颗为备用卫星，目前的卫星数已经超过32颗），均匀地分布在6个相对于赤道倾角为55°的近似圆形轨道上，卫星距离地球表面的平均高度

为20～200Km ，运行速度为 3 800m/ s ，运行周期

11时58分钟，见图6-1所示。每颗卫星可覆盖全

球约38%的面积。卫星的分布可保证在地球上任何

地点、任何时刻，同时能观测到4颗卫星。

在GPS 设计之初，美国国防部的主要目的是使

GPS 系统能够为海陆空三军提供实时、全天候和全

球性的导航服务，并用于情报收集、核暴监测和应

急通讯等一些军事目的。但随着GPS 系统的开发应

用，被广泛地应用于飞机、船舶和各种载运工具的

导航、高精度的大地测量、精密工程测量、地壳形

变测量、地球物理测量、航天发射和卫星回收等技

术领域。

为了使GPS 具有高精度的连续实时三维导航性能及良好的抗干扰性能，在卫星的设计上采取了若干重大改进措施。GPS 与NNSS 的主要特征比较见表6-1。

表6-1 GPS 与NNSS 主要特征 （四）GLONASS 卫星定位系统

GPS 系统的广泛应用，引起了世界各国的关注。前苏联在全面总结CICADA 第一代卫星导航系统优劣的基础上，认真吸收了美国GPS 系统的成功经验，自1982年10月，开始研制发射第二代导航卫星——GLONASS 卫星，至1996年共发射24+1颗卫星，经数据加载，调整和检验，于1996年1月18日系统正式运行，主要为军用。GLONASS 卫星均匀地分布在3个轨道平面内，轨道倾角为64.8°，每个轨道上等间隔地分布8颗卫星。卫星距离地面高度为19100Km ，卫星的运行周期为11时15分钟。GLONASS 系统可进行卫星测距。民用无任何限制，不收费。民用的标准精度为：水平精度为50～70m ，垂直精度75m ，测速精度15cm/s ，授时精度为1μs 。GLONASS 卫星的平均工作寿命超过4.5年。1999年底补网发射了3颗卫星，至2000年初，该系统只有7颗卫星保持连续工作。2000年10月补网又发射了3颗卫星。到2001年3月GLONASS 系统中有13颗健全的卫星。从2004年后，GLONASS 系统基本上进入了较好的运营状态。

（五）伽利略全球卫星导航系统

系统特征

GPS NNSS 载波频率/GHz

1.23，1.58 0.15，0.40 卫星平均高度/km

约20200 约1000 卫星数目/颗

24（3颗备用） 5～6 卫星运行周期/min

718 107 卫星钟稳定度 10-12 10-11

图6-1 GPS 卫星工作星座

GPS定位系统和GLONASS定位系统分别受到美国和俄罗斯两国军方的严密控制，其信号的可靠性无法得到保证，长期以来欧洲只能在美、俄的授权下从事接收机制造、导航服务等从属性的工作。为了能在卫星导航领域占有一席之地，欧洲认识到建立拥有自主知识产权的卫星导航系统的重要性。同时在欧洲一体化进程中，建立欧洲自主的卫星导航系统将会全面加强欧盟诸成员国之间的联系和合作。在这种背景下，欧盟启动一个军民两用、并与现有的卫星导航系统相兼容的全球卫星导航计划——“伽利略”（GALILEO）计划。

欧盟在1992年2月首次提出“伽利略”计划。计划分成四个阶段：论证阶段，时间为2000年；系统研制阶段，包括研制卫星及地面设施、系统在轨确认，时间为2001～2005年；星座布设阶段，包括制造和发射卫星，地面设施建设并投入使用，时间为2006～2007年；运营阶段，从2008年开始。“伽利略”计划投资预算约为32.5亿欧元，服务范围覆盖全球，可以提供导航、定位、时间、通信等项服务。其服务方式包括开放服务、商业服务和官方服务三个方面。

“伽利略”系统的基本结构包括星座与地面设施、服务中心、用户接收机等。卫星星座将由30个颗卫星（27颗工作卫星和3颗备用卫星）组成，卫星采用中等地球轨道，均匀分布在高度约为23616Km的3个中高度圆轨道面上，倾角56°。地面控制设施包括卫星控制中心和提供各项服务所必需的地面设施，用于管理卫星星座及测定和传播集成信号。卫星的设计寿命为20年，卫星信号将采用4种位于L波段的多载频来发射，其频率分别为：

E5a：1176.45MH2

E5b：1207.14MHz

Eb： 1278.75MHz；

E2-L1 -E1：1575.42MHz

“GALILEO”系统的主要特点是，向用户提供公开服务、安全服务、商业服务、政府服务等不同模式的多服务。它除具有与GPS系统相同的全球导航定位功能以外，还具有全球搜寻援救(SAR，search and rescue)功能。为此，每颗“GALILEO”卫星还装备一种援救收发器，接收来自遇险用户的求援信号，并将它转发给地面援救协调中心，后者组织对遇险用户的援救。与此同时，“GALILEO”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”接收机不仅可以接收本系统信号，而且可以接收GPS和GLONASS这两大系统的信号，并且实现导航功能和移动电话功能的结合。

我国政府与欧盟在“伽利略”导航定位系统方面进行了深层次的合作。2003年9月18日，我国科技部与欧盟能源交通司草签了合作协议。双方在伽利略计划的实施过程中将开展广泛的合作，合作领域包括卫星的制造和发射、无线电传播环境实验、地面系统、接收机标准等。

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

北斗卫星导航系统在物联网中的应用

XINYU UNIVERSITY 公选课论文 （2012 届） 题目北斗卫星导航系统在物联网中的应用 二级学院数学与计算机科学学院 专业计算机网络技术 班级12计网班 学号 学生姓名 指导教师 北斗卫星导航系统在物联网中的应用 摘要 在讨论了北斗导航和物联网的技术发展现状的基础之上，分析了北斗导航在物联网中的应用，主要的热点应用领域包括导弹制导、环境监测、智能交通、无人工厂、现代物流、灾害预警 关键词：北斗导航；物联网；通信技术 Beidou satellite navigation system in the application of the Internet of things Abstract In the beidou navigation is discussed and the Internet of things technology development present situation, on the basis of analysis of the beidou navigation in the application of Internet of things, the

main application fields of the hot spot of missile guidance, environmental monitoring, intelligent transportation, modern logistics, disaster warning, no one factory Key words:Beidou navigation; The Internet of things; Communication technology 第一章引言 北斗导航是我国具有独立自主知识产权的技术，物联网技术是一门新兴技术，在日趋成熟的理论基础支撑下，北斗导航将更好地服务于物联网，推进生产力发展，更好地服务于国民经济和国防建设。在物联网技术中，信号需要对网络中的每个物体进行精准的导航和位置服务。北斗导航准确的定位、导航和授时功能可以更好地促进物联网技术的发展。 第二章技术发展现状 北斗导航是我国自行研制、自行建设、自行管理，具有完全自主知识产权的全球卫星导航系统。该系统工作在2491.75MHz的频率上，可向用户提供全天候、高精度的即时定位服务，定位精度可达到纳秒级，与GPS相当。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，形成完善的国家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个行业的应用。 北斗导航是由太空的导航通信卫星、地面控制中心和用户终端三部分组成。组成北斗导航的三部分：太空段由5颗静止轨道卫星和

卫星导航产业应用领域分析

卫星导航产业应用领域分析 （一）前沿的定位技术 ①精密单点定位技术PPP（Precise Point Positioning）。即利用预报或事后精密星历（如IGS预报精密星历或IGS事后精密星历），同时利用某种方式得到的精密卫星钟差替代用户GPS单点定位方程中的卫星钟差参数，用户利用单台双频GPS接收机的非差相位和伪距观测值在数千万平方公里甚至全球范围内的任意位置进行分米级实时动态定位或事后厘米级快速静态定位。 ②网络RTK技术-VRS（Virtual Reference Station）。就是在一定区域内建立多个（一般为三个或三个以上）基准站，对该地区构成网状覆盖，并以这些基准站中的一个或多个为基准，计算和发播改正信息，对该地区内的卫星定位用户进行实时改正的定位方式，又称为多基准站RTK。与常规（即单基准站）RTK相比；该方法的主要优点：覆盖面广，定位精度高，可靠性高，可实时提供厘米级定位；网络RTK系统的结构包括3个部分：控制中心，固定站和用户部分。 （二）卫星导航定位在大型领域方面的应用。 中投顾问在《2016-2020年中国卫星导航行业深度调研及投资前景预测报告》中指出，正是由于全球卫星定位系统具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程建设、市政规划、海洋开发、资源勘察、地球动力学等多种学科。目前，导航定位技术已经渗透到国民经济建设、国防建设、科学研究和人民生活等方方面面。 （1）国家大型测绘项目领域 我国先后于1992年、1996年建立了由28个点组成的国家A级卫星定位控制网和由730个点组成的国家B级卫星定位控制网，首次整合和统一平差后形成了2000个国家卫星定位大地控制网，并于2004年完成与天文大地网的平差，成为我国现代测绘的基本框架。 进入21世纪，可以说GPS定位技术已完全取代了用测角，测距手段建立大地控制网的常规大地测量方法。我们一般将应用GPS卫星定位技术建立的控制网叫做GPS网。与此同时，建成了连续运行的卫星定位观测站30多个，其中7个纳入国际IGS（地理信息系统）网站，国家A级和B级GPS大地控制网的建成，标志着我国具有分米级绝对精度的三维大地控制坐标系统已基本建立，它将成为我国空间技术和空间基础数据、动态实时定位等技术提供一个精确可靠的参考系。此外，中国国家A级和B级GPS大地控制网中大部分点位，均用水准进行了联测，以确定它们的正常高。同时不少网点也和原有的用经典方法测定的大地点和沿海的验潮站等进行了联测。所有这些将成为我国地壳运动监测，中国局部大地水准面的求定、新老

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

国外卫星导航应用产业发展研究报告

国外卫星导航应用产业发展研究报告 一、全球卫星导航应用产业概况 经过近二十年的发展，北美、欧洲及日本卫星导航应用市场逐渐走向成熟，2010年后，全球民用卫星导航市场进入了平稳发展期，年复合增长率10%左右。对位置服务、交通运输、测量测绘与农业GNSS应用（本报告不包括金融、网络、电力等授时应用）的统计与研究表明，2013年全球民用卫星导航应用市场规模已经超过2200亿欧元（约2800亿美元），至2022年将达到3500亿欧元（约4460亿美元），全球在用卫星导航设备有望达到70亿部。 虽然，卫星导航民用市场的规模早已远远超过了军用市场，2013年全球军用卫星导航市场的规模不超过12亿美元，不足民用市场的0.5%。但其重要军事空间系统的角色不会改变。

图3 2012～2022年累计核心市场的收入份额 凭借技术与先发优势，美国一直处于卫星导航应用产业的领先或主导地位，是全球卫星导航应用基础设施最完善、应用最广泛、市场最成熟、技术水平最高的国家，形成了完整的卫星导航应用产业链，是全球卫星导航应用发展的最大受益者，也是卫星导航应用产业发展最重要的推动力量。 欧洲是全球卫星导航应用的第二大市场，其产业的规模与技术水平仅次于美国，是卫星导航应用发展的重要推动力量。在卫星导航芯片、模块、整机、软件及行业应用领域均具有可与美国媲美的能力。伽利略全球导航卫星系统的发展使欧洲卫星导航应用获得了获得了欧盟各国政府的全面支持，完整的卫星导航应用产业链基本形成。 俄罗斯是最早完成全球导航卫星系统建设的国家之一，但是因对卫星导航应用与产业的重视不足，2000年前，俄罗斯卫星导航应用产业几乎是一片空白。进入21世纪，特别是南奥塞梯战争后，卫星导航应用受到了俄政府的高度重视，加大了资金投入，卫星导航应用产业的发展全面启动。

国外卫星导航应用标准综述概论

国外卫星导航应用标准综述 一、引言 全球卫星导航系统已深入到各国安全、经济领域的方方面面，已成为现代高新技术民用的成功典范。以产业化程度最高的GPS为例，已逐步演变为一种世界性的高新技术产业，它使航空、航海、测绘、时间及机械控制等传统产业的工作方式发生了根本的转变，它开拓了个人移动位置服务等全新的信息服务领域。随着卫星导航应用的逐步深入及应用领域的逐渐拓展，国外发布了大量卫星导航应用标准，本文将主要针对目前检索到的国外卫星导航应用标准进行梳理和分析。 二、国际及国外卫星导航相关标准化组织 卫星导航应用范围非常广，涉及卫星导航相关的国际和国外标准化组织也非常多，它们共同研究制定各国在航空、航海等领域赖以遵循、统一通用的导航条约法规、规范等标准。与卫星导航相关的国际级标准化组织主要有国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）、国际电信联盟（ITU）。此外，还有其他比较权威的区域标准化组织和国际组织也参与制定和发布卫星导航技术标准。经过调研与分析，共整理出了24个与卫星导航相关的标准化组织，这些标准化组织并不能涵盖卫星导航应用的所有领域，但已反映了卫星导航应用主流领域的标准化组织情况，如表1所示。其中美国的标准化组织有8个，欧洲的标准化组织有4个，核心的标准化组织除ISO、IEC和ITU外，还有ARINC、ETSI、FAA、NMEA、RTCM 和RTCA。

三、国外卫星导航应用标准分析 通过对表1中24个组织和机构的调研，共检索到卫星导航应用相关标准191项。经过整理和分析， 表1 与卫星导航相关的国际、国外标准化组织和国际组织（双线分割）

可将其归纳为卫星导航系统标准、卫星导航应用基础标准、电子地图标准、接收设备数据格式标准、差分技术标准、接收设备性能要求与检测方法六类。其中，卫星导航系统标准主要是各卫星导航系统的接口标准、系统性能标准；卫星导航应用基础标准主要为术语类和时空系统类标准；接收设备数据格式主要为应用领域的接收设备通用数据格式要求标准，差分技术标准为增强导航定位精度采用的差分技术和格式标准；接收设备性能要求与检测方法主要是各类接收机的标准。 1.卫星导航系统标准 1.1系统接口标准 系统接口标准主要是各卫星导航系统研制国公布的接口控制文件。目前GPS系统、GLONASS系统和Galileo系统都已经公布了各自的接口控制文件。 以GPS系统为例，自20世纪90年代末美国政府提出GPS现代化计划以来，美国军方先后发布了IS-GPS-200、IS-GPS-705、IS-GPS-800和IS-GPS-870四类接口性能规范：IS-GPS-200对GPS空间段与GPS无线电频率链路1（L1）和2（L2）的用户接收机之间的接口要求进行了定义，最新版本为IS-GPS-200G； IS-GPS-705规定了GPS无线电频率链路5（L5）上全球定位系统空间段和导航用户段之间的接口要求，其最新版本为IS-GPS-705C； IS-GPS-800定义了无线电频率链路1（L1）上GPS卫星与导航接收机之间的信号传输特征。虽然广播频段L1内有多个信号，这个接口规范只定义了L1内的民用信号（L1C），其最新版本为IS-GPS-800C；

我国北斗卫星导航系统应用需求及效益分析_杨军

收稿日期:2004-05-12。 项目来源:国家自然科学基金资助项目(70271030)。 文章编号:1671-8860(2004)09-0775-04文献标识码:A 我国北斗卫星导航系统应用需求及效益分析 杨 军1 曹 冲1 (1 华中科技大学管理学院,武汉市珞喻璐1037号,430074) 摘 要:在介绍我国卫星导航系统应用概况的基础上,比较分析了北斗卫星导航系统民用的优势和劣势,对我国北斗卫星导航系统民用市场的用户数和产值进行了预测,并对其作了经济效益和社会效益分析。关键词:北斗卫星导航系统;市场预测;效益分析中图法分类号:P228.42 随着第三颗/北斗一号0导航定位卫星发射成功,它与前两颗/北斗一号0工作星组成了中国完整的卫星导航定位系统,确保全天候、全天时提供卫星导航信息,从而为我国今后卫星导航系统的发展打下了基础。它标志着中国已建立了完善的第一代卫星导航定位系统,对中国国民经济建设和国防建设的进一步发展将发挥重要的作用。/北斗一号0卫星导航系统现在已开始在军队使用,但目前民用的范围和深度还不是十分普遍,如果能加大卫星导航系统在民用上的步伐,将会有力推动我国卫星导航系统在各行各业的应用。本文介绍了我国卫星导航系统的应用概况,对我国卫星导航系统的民用市场进行了市场预测和效益分析 [1,2] 。 1 我国卫星导航系统应用概况 卫星导航技术在中国的应用与研究始于20世纪80年代中期,从90年代开始,随着GPS 从海湾战争后逐渐走向民用市场,特别是卫星导航系统在众多领域表现出的巨大优势与适应性,其中隐藏的巨大商机与诱人前景吸引大批公司纷纷涌入这一市场,大量技术人员纷纷研究这一课题,而通信技术与计算机技术又对卫星导航技术的应用推波助澜,以GPS 为核心的卫星导航定位技术应用在中国经过15a 左右的历程,正向更高层次、更广阔的领域发展。 中国卫星导航技术的应用领域十分广阔,传 统的测量应用及军工相关应用的比例正在逐年下降,已渗透到许多新的行业。现实的应用已经使卫星导航技术从专业化领域走向了大众化应用的广阔前景,这也使得卫星导航技术逐渐成为通信、互联网之后的第三个新的I T 增长点。 2 我国北斗卫星导航系统应用的市 场需求 经过对相关部门的调查,我国北斗卫星导航系统的市场需求体现在如下几方面[1,2]。 1)2003年前5个月,我国铁路的日均装车量为8.2万车,累计发送货物7.22亿吨,同比增长8%。铁路部门2002年铁路机车保有量为1万多台,基于铁路安全和运输安全保障体系的考虑,一直未采用GPS,而北斗卫星导航系统是我国自主知识产权的导航系统,具有定位、授时和双向短信功能,在铁路运输安全保障体系中具有其他定位手段无法替代的作用。 2)渔业船只20多万艘,海上渔业是我国卫星导航应用较早的领域,GPS 已经占领了比较大的市场。但由于受通信方式的限制,和陆地管理部门联系困难,而北斗系统则具有明显的优势。 3)根据2000年统计,我国运输部门在册登记运输车辆540多万辆,其中120万辆是客运车辆,420万辆是货运车辆。以长途运输为例,这是我国卫星导航系统在物流运输管理上能发挥重大作用的领域,其应用市场需求迫切,潜力巨大。从 第29卷第9期2004年9月武汉大学学报#信息科学版 Geomatics and Information Science of Wuhan Universi ty Vol.29No.9Sept.2004

北斗卫星导航系统与应用综述

北斗卫星导航系统及应用综述 0引言 北斗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，可在全球围全天候、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，定位精度优于20m，授时精度优于100ns。2012年12月27日，北斗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。 1 北斗卫星导航系统基本信息介绍 中国在2003年完成了具有区域导航功能的北斗卫星导航试验系统，之后开始构建服务全球的北斗卫星导航系统，于2012年起向亚太大部分地区正式提供服务，并计划至2020年完成全球系统的构建。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及欧盟伽利略定位系统一起，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 1.1 北斗卫星导航系统的定位原理 “北斗一号”卫星导航系统的定位原理与GPS系统不同,GPS采用的是被动式伪码单向测距三维导航,由用户设备独立解算自己的三维定位数据,而“北斗一号”卫星导航定位系统则采用主动式双向测距二维导航, 由地面中心控制系统解算供用户使用的三维定位数据。“北斗”卫星是中国“北斗”导航系统空间段组成部分,由两种基本形式的卫星组成,分别适应于GEO和MEO轨道。“北斗”导航卫星由卫星平台和有效载荷两部分组成。卫星平台由测控、数据管理、姿态与轨道控制、推进、热控、结构和供电等分系统组成。有效载荷包括导航分系统、天线分系统。GEO卫星还含有RDSS有效载荷。因此,“北斗”卫星为提供导航、通信、授时一体化业务创造了条件。“北斗”导航卫星分别在1559MH z～1610MH z、1200MH z～1300MH z两个频段各设计有两个粗码、两个精密测距码导航信号, 具有公开服务和授权服务两种服务模式[1]。 “北斗二号”导航卫星系统体制第二代导航卫星系统与第一代导航卫星系统在体制上的差别主要是: 第二代用户机可免发上行信号,不再依靠中心站电子高程图处理或由用户提供高程信息,而是通过直接接收卫星单程测距信号来自己定位, 系统的用户容量不受限制,并可提高用户位置隐蔽性。

教你更好的学习GPS原理及应用这门课程

教你更好的学习GPS原理及应用这门课程随着中国北斗事业的不断发展，国家北斗行业的人才缺失，国家正大力培养北斗卫星导航相关的人才，现各大高校已经开设了相关课程，最基础最入门的一个课程——《GPS原理及应用》 一、GPS原理 GPS卫星定位基本原理:卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。实际上是将卫星作为动态空间已知点，利用距离交会的原理确定接收机的三维位置。 GPS定位的各种常用的观测量: 1) L1载波相位观测值 2) L2载波相位观测值 3) 调制在L1上的C/A-code伪距 4) 调制在L2上的P-code伪距 5) Dopple观测值 GPS定位的分类： 1) 按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。 单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观

测量，可用于车船等的概略导航定位。 相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。 2) 按接收机的运动状态，可分为动态定位、静态定位。 在定位观测时，若接收机相对于地球表面运动，则称为动态定位； 在定位观测时，若接收机相对于地球表面静止，则称为静态定位。 二、GPS应用 1、GPS在控制测量中的应用 GPS定位技术以其精度高、速度快、费用省、操作简便等优良特性被广泛应用于控制测量中。时至今日，可以说GPS定位技术已完全取代了常规测角、测距手段建立控制网。我们一般将应用GPS卫星定位技术建立的控制网叫GPS网。归纳起来大致可以将GPS网分为两大类：一类是全球或全国性的高精度GPS网，这类GPS网中相邻点的距离在数千公里至上万公里，其中主要任务是作为全球高精度坐标框架或全国高精度坐标框架，为全球性地球动力学和空间科学方面的科学研究工作服务，或用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题。另一类是区域性的GPS网，包括城市或矿区GPS网，GPS工程网等，这这类网中的相邻点间的距离为几公里至几十公里，其主要任务是直接为国民经济建设服务。 1）全球或全国性的高精度GPS网； 2）区域性GPS控制网。 所谓区域GPS网是指国家C、D、E级GPS网或专为工程项目布测的工程GPS网。这类网的的特点是控制区域有限（或一个市或一个地区），边长短（一般从几百米到20km），观测时间短（从快速静态定位的几分钟至一两个小时）。由于GPS定位的高精度、快速度、省费用等优点，建立区域控制网的手段我国已基本被GPS技术所取代。就其作用而言分为建立新的地面控制网；检核和改善已有地面网；对已有的地面网进行加密；拟合区域水准面。

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，

卫星定位原理与应用试卷

卫星定位原理与应用2014—2015学年 山东科技大学测绘学院遥感12级 一填空题（每空一分，30分） 1 GPS是的英文简写；IGS是的英文简写。 2 L1载波的波长是，频率是；L2载波的波长是，频率是；L5载波的波长是，频率是。L1载波上调制的是，，。 3 GPS三大功能是，，。 4 GPS软件写出两个，。 5 卫星定位在建的和已经建成的四大系统，美国的，俄罗斯的，欧洲的，以及中国的。 6 协议天球坐标系转换到协议地球坐标系, , , 。 7 站间求差消去，星间求差消去，历元求差。 二判断题（20分） 1 测相应用于单点动态定位，精度10m。 2 3颗卫星即可求解接收机坐标。 3 GPST和UTC一样，都是原子时。 4 数据删除率是同一时段删除数据和剩余数据个数的比值。 5 RINEX是通用格式，常应用于多类型接收机联合作业。 6 卫星钟差Sti=a0+a1(t0-t)+a2(t0-t2) 。 7 同步环闭合差时独立基线组成的闭合环的误差。 8 站间求差可以消除卫星钟差和接收机钟差。 9 GPS解算的到是正常高 10 GPS高精度定位使用测距码。 三问答题（50分） 1 GPS相对于常规测量优越性。（5分） 2 电离层误差减小方法，推导双频改正公式。（10分） 3 测相观测方程。叙述GPS数据处理过程，以及使用某一GPS软件处理过程。（10分） 4 8个控制点分布如图，3台接收机，请做出接收机调度表。（10分） 5 40个点，2次，4台接收机，计算总观测时段，基线总数，独立基线数，必要基线数，多余基线数。（10分） 6 谈谈你对GPS与遥感专业的关系的看法，以及未来十年你可能应用到GPS的地方。 （5分）

GPS原理与应用复习总结

《GPS定位原理及应用》 第一章绪论 1.1 GPS卫星定位技术的发展 1.1.1 早期的卫星定位技术 1、无线电导航系统 罗兰--C：工作在100KHZ，由三个地面导航台组成，导航工作区域2000KM，一般精度200-300M。 Omega（奥米茄）：工作在十几千赫。由八个地面导航台组成，可覆盖全球。精度几英里。 多卜勒系统：利用多卜勒频移原理，通过测量其频移得到运动物参数（地速和偏流角），推算出飞行器位置，属自备式航位推算系统。误差随航程增加而累加。 缺点：覆盖的工作区域小；电波传播受大气影响；定位精度不高 2、早期的卫星定位技术 卫星三角网： 以人造地球卫星作为空间观测目标，由地面观测站对其进行摄影测量，测定测站至卫星的方向，来确定地面点的位置的三角网。 卫星测距网： 用激光技术测定测站至卫星的距离作为观测值的网则称为卫星测距网。 20世纪60～70年代，美国国家大地测量局在英国和德国测绘部门协助下，建立了一个共45个点的全球卫星三角网，点位精度5米。 卫星三角网的缺点： 易受卫星可见条件和天气条件影响，费时费力，定位精度低。 1.1.2 子午卫星导航（多普勒定位）系统及其缺陷 多普勒频移： 多普勒效应是为纪念Christian Doppler而命名的，他于1842年首先提出了这一理论。 他认为电磁波频率在电磁源移向观察者时变高，而在波源远离观察者时变低。因此可利用频率的变化多少来确定距离的变化量。 多普勒效应的一个常被使用的例子是火车，当火车接近观察者时，其汽鸣声会比平常更刺耳。你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。同样的情况还有：警车的警报声和赛车的发动机声。 子午卫星导航系统(NNSS)： 将卫星作为空间动态已知点，通过在测站上接受子午卫星发射的无线电信号，利用多普勒定位技术，进行测速、定位的卫星导航系统。 子午卫星导航系统的优点： 经济快速、精度均匀、不受天气和时间的限制，且可获得测站的三维地心坐标。 子午卫星导航系统的缺点： 由于卫星数量少，故不能实时定位、定位时间长、定位精度也低。 1958年，美国为解决北极星核潜艇在深海航行和执行军事任务而需要精确定位的问题，开始研制军用导航卫星，命名为“子午仪计划”。1960年4月，美国发射了世界第一颗子午导航卫星，传统的无线电导航系统从此被这种新的导航方式取代。美国1964年建成子午导航卫星系统，主要由美国海军使用，到1967年开始正式向民用开放。由于该系统卫星数目较小（5-6颗），运行高度较低（平均1000KM），从地面站观测到卫星的时间隔较长（平均1.5h），因而它无法提供连续的实时三维导航，而且精度较低。单点定位精度约为30—40米，每次定位约需8—10分钟。而各测站观测了公共的17次合格的卫星通过时，联测定位的精度才能达到0.5米左右。子午导航卫星系统是低轨道导航卫星，它集中了远程无线电导航台全球覆盖和近程无线电导航台定位精度高的优点，仅用4颗卫星组成的太空导航星座就能提供全天候全球导航覆盖和周期性二维（经纬度）定位能力，使全球用户统一于地心坐标系进行高精度定位，使导航技术产生了革命性突破。 70年代中期，我国利用引进的多普勒接收机进行了西沙群岛的大地测量基准联测，国家测绘总局和总参测绘局联合测设了全国卫星多普勒大地网，石油和地质勘探部门也在西北地区测设了卫星多普勒定位网。

GPS原理及应用题目及答案

GPS原理及应用题目及答案 GPS原理及应用复习题目 一．名词解释 1二体问题：2真近点角、平近点角、偏近点角：3多路径效应：4无约束平差和约束平差5．章动6．异步观测7．接收机钟差8．周跳9．三维平差10．岁差11．同步观测12．卫星钟差13．整周未知数14．二维平差 二．填空题 1.GPS工作卫星的地面监控系统包括__________、__________、__________。 2.GPS系统由__________、__________、__________三大部分组成。 3.按照接收的载波频率，接收机可分为__________和__________接收机。 4.GPS卫星信号由、、三部分组成。 5.接收机由、、三部分组成。 6.GPS卫星信号中的测距码和数据码是通过技术调制到载波上的。 7.1973年12月，GPS系统经美国国防部批准由陆海空三军联合研制。自1974年以来其经历了、、三个阶段。 8.GPS卫星星座基本参数为：卫星数目为、卫星轨道面个数为、卫星平均地面高度约20200公里、轨道倾角为度。

9.GPS定位成果属于坐标系，而实用的测量成果往往属于某国的国家或地方坐标系，为了实现两坐标系之间的转换，如果采用七参数模型，则该七个参数分别为，如果要进行不同大地坐标系之间的换算，除了上述七个参数之外还应增加反映两个关于地球椭球形状与大小的参数，它们是和。 10.真春分点随地球自转轴的变化而不断运动，其运动轨迹十分复杂，为了便于研究，一般将其运动分解为长周期变化的和短周期变化的。 11.GPS广播星历参数共有16个，其中包括1个，6个对应参考时刻的参数和9个反映参数。 12．GNSS的英文全称是。 13．载体的三个姿态角是、、。 14、GPS星座由颗卫星组成，分布在个不同的轨道上，轨道之间相距°，轨道的倾角是°，在地球表面的任何地方都可以看见至少颗卫星，卫星距地面的高度是km。 15、GPS使用L1和L2两个载波发射信号，L1载波的频率是MHZ，波长 是cm，L2载波的频率是MHZ，波长是cm。 16、GPS卫星除了受到引力之外，还受到地球引力场摄动力、光压摄动力、大气阻力、摄动力等的摄动力的影响，因此卫星的运动实际上是。 16、GPS卫星星历有两种，一种是，另一种是。前者包含时间二

卫星导航技术主要应用领域有哪些样本

卫星导航技术主要应用领域有哪些 以GPS为代表的卫星导航引用产业已逐步成为一个全球性的高新技术产业，普遍应用于地理数据采集、测绘、车辆监控调度和导航服务、航空航海、军用、时间和同步、机械控制、大众消费应用。 一、地理数据采集 人类80%勺活动与空间信息有关,地理数据采集是GNS最基本的专业应用, 用来确认航点、航线和航迹。国土、矿产和环境调查等需要确定采样的点位信息，铁路、公路、电力、石油、水利等需要确定管线位置信息，房地产、资产和设备巡检需要面积和航迹位置信息。GIS数据采集产品正在成为满足各行业对空间地理数据需求的常见工具。 二、高精度测量 卫星导航应用给测绘界带来了一场革命，现已广泛应用在大地测量、资源勘查、地壳运动、地籍测量及工程测量等领域,在海洋测量和海洋工程中的应用也已进兴起。与传统的测量手段相比，卫星导航应用有巨大的优势：测量精度高；操作简便，仪器体积小，便于携带；全天候操作；观测点之间无需通视。

三、车辆监控调度及导航服务 车辆监控调度应用系统经过GNS险球定位技术,利用通信信道，将移动车辆的位置数据传送到监控中心，实现GIS的图形化监视、查询、分析功能，对车辆进行调度和管理。 车载导航系统结合了卫星导航技术、地理信息技术和汽车电子技术，可在 显示器上精确显示汽车的位置、速度和方向，为驾驶者提供实时的道路引导。 四、航空和航海应用 ? 航空应用 为满足日益增长的空中运输量的需求，适应新型飞机航程的扩展与航速的 提高,克服陆基空中交通管理系统的局限性,国际民航组织(ICAO)决定实施基于卫星导航、卫星通信和数据通信技术的新的空中交通管理系统，即新航行系统。根据ICA0的要求，新系统和原系统在前同时使用，到全球范围内的陆基系统将逐步停止使用，以后新系统将作为唯一手段在全世界范围内运行。

《GPS定位原理与应用》习题集答案

第一篇《GPS定位原理与应用》习题集 一、名词解释 一、名词解释 I、卫星星历:是描述卫星运行轨道的信息。 2、天线高:指天线的相位中心至观测点标志中心顶面的垂直距离。 3,春分点:当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与地球赤道的交点。 4、开普勒第一定律:卫星运行的轨道是一个椭圆，而该椭圆的一个焦点与地球的月心相重合。这一定律表明，在中心引力场中，卫星绕地球运行的轨道面，是一个通过划球质心的静止平面。 5、同步环:由多台接收机同步观测的结果所构成的闭合环称为同步环。 6、多路朽效应:在GPS测量中，如果测站周围的反射物所反射的卫星信号(反射波)进入接收衫 天线，这就将和直接来自卫星的信号(直接波)产生干涉，从而使观测值偏离真值产且 所谓的多路径误差。这种山于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应称为多路径效应。 7、周跳:在接收机跟踪GPS卫星进行观测的过程中，常常山于多种原因(例如接 收机天线被阻挡、外界噪声信号的千扰等)，可能使载波相位观测值中的9周数不正确但其不足1整周的小数部分仍然是正确的，这种现象成为整周变跳，简称周跳。 8、绝对定位:利用GPS卫星和用户接收机间的距离观测值直接确定用户接收机天 线在在WGS-84坐标系中相对地球质心的绝对位置。 9,恒星时:以春分点为参考点，由春分点的周日视运动所确定的时间，称为恒星 时。恒星时是地方时。 10、卫星的无摄运动:卫星在轨运动受到中心力和摄动力的影响。假设地球为匀质球体，其对卫星的引力称为中心力(质量集中于球体的中心)。中心力决定着卫星运动的4本规律和特征，此时卫星的运动称为无摄运动，山此所决定的卫星轨道可视为理想的轨道，又称卫星的无摄运动轨道。 11,精密星历:是一些国家的某些部门，根据各自建立的跟踪站所获得的精密观测 资料，应用与确定预报星历相似的方法，而计算的卫星星历。它可以向用户提供在用户观测时间的卫星星历，避免了预报星历外推的误差。 12、相对定位:用两台或多台接收机分别安置在基线的两端，并同步观测相同的GPS 卫星，以确定4线端点在协议地球坐标系中的相对位置或4线向量的定位方法。 13、星历误差:卫星的在轨位置由广播星历或精密星历提供，山星历计算的卫星位置与其实际位置之差，称为卫星星历误差。 14,重复观测边:同一系线边，若观测了多个时段(>-2)，则可得到多个从线边长。这种具有多个独立观测结果的幕线边，称为重复边。 15,异步环:在构成多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测琴线向量， 则该多边形环路叫异步观测环，简称异步环。 16、定位星座:在用GPS卫星进行导航定位时，为了求得测站的三维位置，必须观测4颗GPS卫星，称之为定位星座。 17、间隙段: GPS卫星的星座，在个别地区仍可能在其一短时间内(例如数分钟)只

北斗卫星导航应用产业发展规划

湖北省北斗卫星导航应用产业发展规划 北斗卫星导航应用产业（以下简称北斗产业）是以卫星导航和地理空间信息为基础、以具有时空特征标识的各类数据为资源、以面向市场需求提供智能化服务产品为主要特征的战略性新兴产业。 随着全球信息技术特别是利用时空标识的信息技术不断创新，新产品、新服务、新业态大量涌现，不断激发新的消费需求，成为日益活跃的消费热点，市场发展潜力巨大。以基于位置的智能化服务为切入点，大力发展北斗产业，能有效拉动需求，加快居民消费升级，是一项既利当前又利长远、既稳增长又调结构的重要举措。 为促进我省北斗产业快速发展，根据《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》、《国家战略性新兴产业发展规划纲要》、《国家卫星导航产业中长期发展规划》，结合我省实际，编制本规划，规划期为2014年—2020年。 一、发展现状与面临形势 北斗卫星导航系统于2012年完成组网，实现亚太地区全覆盖并正式投入使用，2012年12月27日，我国正式公布北斗ICD文件，拉开了北斗产业化、全球化帷幕。目前在我国已形成五大有明显特征的发展区域，其中，以北京为中心的环渤海地区，依托国家部委、相关研究院所集中的优势，开始形成以引进技术设备、重大装备制造为主的产业格局；以西安为主的川渝陕地区，主要依托所在地航天、航空部门的技术、设备、人才等优势，发展以卫星零部件制造为主的产业格局；以上海、南京为主的长三角地区，利用资金、市场等优势，发展以芯片制造、天线制造为主的产业格局；以广州、深圳、中山为主的珠三角地区，依托区位、资金、机制等优势，发展以引进、组装、制造卫星导航终端产品为主的产业格局。 以我省为主的中部地区，依托测绘地理信息领域拥有的人才和技术优势，形成了以武汉为中心的高精度定位服务和地理信息采集、处理、分析等为主的产业发展格局，是全国五大区域中同时拥有人才优势、技术优势、产业优势的重要区域。 2012年，全国卫星导航与地理信息相关产业的总规模是2000亿元（国家测绘地理信息局统计），据我省不完全统计产值达到190亿元。由于我省人才

北斗卫星导航应用产业发展规划

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湖北省北斗卫星导航应用产业发展规划 北斗卫星导航应用产业（以下简称北斗产业）是以卫星导航和地理空间信息为基础、以具有时空特征标识的各类数据为资源、以面向市场需求提供智能化服务产品为主要特征的战略性新兴产业。 随着全球信息技术特别是利用时空标识的信息技术不断创新，新产品、新服务、新业态大量涌现，不断激发新的消费需求，成为日益活跃的消费热点，市场发展潜力巨大。以基于位置的智能化服务为切入点，大力发展北斗产业，能有效拉动需求，加快居民消费升级，是一项既利当前又利长远、既稳增长又调结构的重要举措。 为促进我省北斗产业快速发展，根据《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》、《国家战略性新兴产业发展规划纲要》、《国家卫星导航产业中长期发展规划》，结合我省实际，编制本规划，规划期为2014年—2020年。 一、发展现状与面临形势 北斗卫星导航系统于2012年完成组网，实现亚太地区全覆盖并正式投入使用，2012年12月27日，我国正式公布北斗ICD文件，拉开了北斗产业化、全球化帷幕。目前在我国已形成五大有明显特征的发展区域，其中，以北京为中心的环渤海地区，依托国家部委、相关研究院所集中的优势，开始形成以引进技术设备、重大装备制造为主的产业格局；以西安为主的川渝陕地区，主要依托所在地航天、航空部门的技术、设备、人才等优势，发展以卫星零部件制造为主的产业格局；以上海、南京为主的长三角地区，利用资金、市场等优势，发展以芯片制造、天线制造为主的产业格局；以广州、深圳、中山为主的珠三角地区，依托区位、资金、机制等优势，发展以引进、组装、制造卫星导航终端产品为主的产业格局。 以我省为主的中部地区，依托测绘地理信息领域拥有的人才和技术优势，形成了以武汉为中心的高精度定位服务和地理信息采集、处理、分析等为主的产业发展格局，是全国五大区域中同时拥有人才优势、技术优势、产业优势的重要区域。 2012年，全国卫星导航与地理信息相关产业的总规模是2000亿元（国家测绘地理信息局统计），据我省不完全统计产值达到190亿元。由于我省人才

全球卫星导航系统原理与应用

第六章全球卫星导航系统原理及应用 第一节卫星定位技术简介 一、概述 具有全球导航定位能力的卫星定位导航系统称为全球卫星导航系统，英文全称为Global Navigation Satellite System，简称为GNSS。目前已有的卫星导航系统包括美国的全球卫星定位系统（GPS）、俄罗斯的全球卫星导航系统GLONASS、正在发展研究的有欧盟的GALILEO系统、中国北斗卫星导航广域增强系统。 全球定位系统（GPS）是众多卫星导航系统之一，GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System的字头缩写词NAVSTAR/GPS的简称。它的含义是：利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。GPS具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，GPS技术在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了广泛的应用，在物探测量工作中广泛普及及应用。对于物理点的放样已经不再仅仅是采用测角和量距，而是借助GPS导航卫星信号来确定地面点的准确位置。 随着GLONASS系统、GALILEO系统以及中国的北斗系统逐步组网运营，综合各大导航系统的多星系统接收机逐步替代了先前的GPS定位的单一系统，其作业效率、定位精度、定位的稳定性与可靠性都得到了大幅度的改善。 二、卫星定位技术的发展 1957年10月4日，前苏联成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星后，人们就开始利用卫星进行定位和导航的研究，人类的空间科学技术研究和应用跨入了一个崭新的时代，世界各国争相利用人造地球卫星为军事、经济和科学文化服务。同时，卫星定位技术在大地测量学的应用也取得了惊人的发展，迅速跨入了一个崭新的时代。 （一）早期的卫星定位技术 卫星定位技术是指人类利用人造地球卫星确定测站点位置的技术。卫星大地测量就是利用人造地球卫星为大地测量服务的一门学科。它的主要内容是在地面上观测人造地球卫星，通过测定卫星位置的方法，来解决大地测量任务，例如测定地面点的相对位置，测定地球的形状和大小等。 早期，人造地球卫星仅仅作为一种空间观测目标，由地面上的观测站对卫星的瞬间位置进行摄影测量，测定测站点至卫星的方向，建立卫星三角网。同时也可利用激光技术测定观测站至卫星的距离，建立卫星测距三角网。通过这两种观测方法，均可以实现地面点的定位，也能进行大陆同海岛的联测定位，解决了常规大地测量难以实现的远距离联测定位问题，这是常规定位技术望尘莫及的。 1966至1972年期间，美国国家大地测量局在英国和联邦德国测绘部门的协作下，用卫星三角测量方法测设了一个具有45个测站点的全球三角网，获得了±5m的点位精度。然而，