衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)分類及其作用

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1、1.蘇聯(lián)是第一個(gè)探月。2.第一個(gè)登上月球的人是美國(guó)人。3.世界上第一個(gè)發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國(guó)家是蘇聯(lián)。4.人類載人航天已有42年歷史（1961前蘇聯(lián)實(shí)現(xiàn)世界首次載人航天）衛(wèi)星導(dǎo)航采用導(dǎo)航衛(wèi)星對(duì)地面、海洋、空中和空間用戶進(jìn)行導(dǎo)航定位的技術(shù)。目錄1簡(jiǎn)要介紹2組成部分3主要原理4導(dǎo)航定位5導(dǎo)航分類?北斗導(dǎo)航?GPS導(dǎo)航?區(qū)別6發(fā)展趨勢(shì)1簡(jiǎn)要介紹采用導(dǎo)航衛(wèi)星對(duì)地面、海洋、空中和空間用戶進(jìn)行導(dǎo)航定位的技術(shù)。利用太陽(yáng)、月球和其他自然天體導(dǎo)航已有數(shù)千年歷史，由人造天體導(dǎo)航的設(shè)想雖然早在19世紀(jì)后半期就有人提出，但直到20世紀(jì)6

2、0年代才開(kāi)始實(shí)現(xiàn)。1964年美國(guó)建成“子午儀”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，并交付海軍使用，1967年開(kāi)始民用。1973年又開(kāi)始研制“導(dǎo)航星”全球定位系統(tǒng)。蘇聯(lián)也建立了類似的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。法國(guó)、日本、中國(guó)也開(kāi)展了衛(wèi)星導(dǎo)航的研究和試驗(yàn)工作。衛(wèi)星導(dǎo)航綜合了傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)了各種天氣條件下全球高精度被動(dòng)式導(dǎo)航定位。特別是時(shí)間測(cè)距衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，不但能提供全球和近地空間連續(xù)立體覆蓋、高精度三維定位和測(cè)速，而且抗干擾能力強(qiáng)。2組成部分衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由導(dǎo)航衛(wèi)星、地面臺(tái)站和用戶定位設(shè)備三個(gè)部分組成。①導(dǎo)航衛(wèi)星：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間部分

3、，由多顆導(dǎo)航衛(wèi)星構(gòu)成空間導(dǎo)航網(wǎng)。②地面臺(tái)站：跟蹤、測(cè)量和預(yù)報(bào)衛(wèi)星軌道并對(duì)衛(wèi)星上設(shè)備工作進(jìn)行控制管理，通常包括跟蹤站、遙測(cè)站、計(jì)算中心、注入站及時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)等部分。跟蹤站用于跟蹤和測(cè)量衛(wèi)星的位置坐標(biāo)。遙測(cè)站接收衛(wèi)星發(fā)來(lái)的遙測(cè)數(shù)據(jù)，以供地面監(jiān)視和分析衛(wèi)星上設(shè)備的工作情況。計(jì)算中心根據(jù)這些信息計(jì)算衛(wèi)星的軌道，預(yù)報(bào)下一段時(shí)間內(nèi)的軌道參數(shù)，確定需要傳輸給衛(wèi)星的導(dǎo)航信息，并由注入站向衛(wèi)星發(fā)送。③用戶定位設(shè)備：通常由接收機(jī)、定時(shí)器、數(shù)據(jù)預(yù)處理器、計(jì)算機(jī)和顯示器等組成。它接收衛(wèi)星發(fā)來(lái)的微弱信號(hào),從中解調(diào)并譯出衛(wèi)星軌道參數(shù)和定時(shí)

4、信息等,同時(shí)測(cè)出導(dǎo)航參數(shù)（距離、距離差和距離變化率等），再由計(jì)算機(jī)算出用戶的位置坐標(biāo)（二維坐標(biāo)或三維坐標(biāo)）和速度矢量分量。用戶定位設(shè)備分為船載、機(jī)載、車載和單人背負(fù)等多種型式。3主要原理衛(wèi)星導(dǎo)航按測(cè)量導(dǎo)航參數(shù)的幾何定位原理分為測(cè)角、時(shí)間測(cè)距、多普勒測(cè)速和組合法等系統(tǒng)，其中測(cè)角法和組合法因精度較低等原因沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用。導(dǎo)航衛(wèi)星①多普勒測(cè)速定位:“子午儀”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采取這種方法。用戶定位設(shè)備根據(jù)從導(dǎo)航衛(wèi)星上接收到的信號(hào)頻率與衛(wèi)星上發(fā)送的信號(hào)頻率之間的多普勒頻移測(cè)得多普勒頻移曲線，根據(jù)這個(gè)曲線和衛(wèi)星軌道參數(shù)即可算出用

5、戶的位置②時(shí)間測(cè)距導(dǎo)航定位：“導(dǎo)航星”全球定位系統(tǒng)采用這種體制。用戶接收設(shè)備精確測(cè)量由系統(tǒng)中不在同一平面的4顆衛(wèi)星(為保證結(jié)果唯一，4顆衛(wèi)星不能在同一平面)發(fā)來(lái)信號(hào)的傳播時(shí)間，然后完成一組包括4個(gè)方程式的模型數(shù)學(xué)運(yùn)算，就可算出用戶位置的三維坐標(biāo)以及用戶鐘與系統(tǒng)時(shí)間的誤差。用戶利用導(dǎo)航衛(wèi)星所測(cè)得的自身地理位置坐標(biāo)與其真實(shí)的地理位置坐標(biāo)之差稱定位誤差，它是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最重要的性能指標(biāo)。定位精度主要決定于軌道預(yù)報(bào)精度、導(dǎo)航參數(shù)測(cè)量精度及其幾何放大系數(shù)和用戶動(dòng)態(tài)特性測(cè)量精度。軌道預(yù)報(bào)精度主要受地球引力場(chǎng)模型影響和其他軌

6、道攝動(dòng)力影響；導(dǎo)航參數(shù)測(cè)量精度主要受衛(wèi)星和用戶設(shè)備性能、信號(hào)在電離層、對(duì)流層折射和多路徑等誤差因素影響，它的幾何放大系數(shù)由定位期間衛(wèi)星與用戶位置之間的幾何關(guān)系圖形決定；用戶的動(dòng)態(tài)特性測(cè)量精度是指用戶在定位期間的航向、航速和天線高度測(cè)量精度。4導(dǎo)航定位導(dǎo)航定位分二維和三維。二維定位只能確定用戶在當(dāng)?shù)厮矫鎯?nèi)的經(jīng)、緯度坐標(biāo)；三維定位還能給出高度坐標(biāo)。多普勒導(dǎo)航衛(wèi)星的均方定位精度在靜態(tài)時(shí)為20～50米（雙頻）及80～400米（單頻）。在動(dòng)態(tài)時(shí),受航速等誤差影響較大，定位精度會(huì)降低。時(shí)間測(cè)距導(dǎo)航衛(wèi)星的三維定位精度可達(dá)十

7、幾米（軍用）,粗定位精度100米左右（民用），測(cè)速精度優(yōu)于0.1米/秒，授時(shí)精度優(yōu)于1微秒。5導(dǎo)航分類北斗導(dǎo)航北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)想象圖北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（BDS），是繼美全球定位系統(tǒng)（GPS）和俄GLONASS之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)能力，定位精度優(yōu)于20m，授時(shí)精度優(yōu)于100ns。2012年12月27日，北斗

8、系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件正式版正式公布，北斗導(dǎo)航業(yè)務(wù)正式對(duì)亞太地區(qū)提供無(wú)源定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。GPS導(dǎo)航GPS是英文GlobalPositioningSystem（全球定位系統(tǒng)）的簡(jiǎn)稱。GPS起始于1958年美國(guó)軍方的一個(gè)項(xiàng)目，1964年投入使用。20世紀(jì)70年代，美國(guó)陸?？杖娐?lián)合研制了新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS。主要目的是為陸?？杖箢I(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情