四大全球卫星定位系统比较.ppt
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四大全球卫星定位系统四大全球卫星定位系统介绍及比较介绍及比较四大卫星导航系统美国的美国的GPS中国的北斗中国的北斗俄罗斯的俄罗斯的GLONASS欧盟的欧盟的Galileo四大系统参数应用比较四大系统参数应用比较GPSGPS概述概述GPSGPS即全球定位系统(即全球定位系统(GlobalPositioningSystemGlobalPositioningSystem)是美国)是美国从本世纪从本世纪7070年代开始研制,历时年代开始研制,历时2020年,耗资年,耗资200200亿美元,于亿美元,于19941994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
全球定位系统(全球定位系统(GlobalPositioningSystemGlobalPositioningSystem)是美国)是美国第二代卫星导航系统。
是在子午仪卫星导航系统的基础上发展第二代卫星导航系统。
是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的,它采纳了子午仪系统的成功经验。
和子午仪系统一样,起来的,它采纳了子午仪系统的成功经验。
和子午仪系统一样,全球定位系统由太空卫星部分、地面监控部分和用户接收机三全球定位系统由太空卫星部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
大部分组成。
GPSGPS综述综述GPSGPS由美国军方控制,星座由由美国军方控制,星座由2424颗卫星组成,分布在颗卫星组成,分布在66个轨个轨道面上,可以保证无论在世界什么地方,几乎随时都可以道面上,可以保证无论在世界什么地方,几乎随时都可以捕获到其中的捕获到其中的44颗卫星。
每颗颗卫星。
每颗GPSGPS卫星都发送两个频率的载卫星都发送两个频率的载波信号,一种信号是民码,抗干扰能力比较差,供民用用波信号,一种信号是民码,抗干扰能力比较差,供民用用户使用,用户可自由接收;另一种信号是军码,抗干扰能户使用,用户可自由接收;另一种信号是军码,抗干扰能力比较强,供军用接收机修正电离层误差,采取加密手段,力比较强,供军用接收机修正电离层误差,采取加密手段,不能随意接收不能随意接收。
GPS-GPS-发展历程发展历程GPS实施计划共分三个阶段:
第一阶段为方案论证和初步设计阶段。
从1973年到1979年,共发射了4颗试验卫星。
研制了地面接收机及建立地面跟踪网。
第二阶段为全面研制和试验阶段。
从1979年到1984年,又陆续发射了7颗试验卫星,研制了各种用途接收机。
实验表明,GPS定位精度远远超过设计标准。
第三阶段为实用组网阶段。
1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功,表明GPS系统进入工程建设阶段。
1993年底实用的GPS网即(21+3)GPS星座已经建成,之后根据计划更换失效的卫星。
GPSGPS定位系统由定位系统由GPSGPS卫星空间部分、地面控制部分和用户设备三部分组成。
卫星空间部分、地面控制部分和用户设备三部分组成。
GPS-GPS-系统组成系统组成GPS构成构成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颗以上的卫星监测站主控制站地面天线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、时间空间部分用户设备地面控制GPS-GPS-系统组成系统组成GPS-系统特点GPS全球定位系统高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛全球,全天候工作:
能为用户提供连续,实时的三维位置,三维速度和精密时间。
不受天气的影响。
定位精度高:
单机定位精度优于10米,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。
功能多,应用广:
随着人们对GPS认识的加深,GPS不仅在测量,导航,测速,测时等方面得到更广泛的应用.l车辆导航l应急反应l大气物理观测l地球资源勘探l工程测量l变形监测l地壳运动监测l市政规划控制l飞机导航l航空遥感姿态控制l低轨卫星定轨l导弹制导l航空救援l载人航天器防护探测l远洋船最佳航程航线测定l船只实时调度与导航l海洋救援l海洋探宝l水文地质测量l海洋平台定l海平面升降监测陆地应用陆地应用海洋应用海洋应用航空航天航空航天GPSGPS-定位系统的应用定位系统的应用GPS-GPS-定位定位单点定位GPS系统在每颗卫星上装置有十分精密的原子钟,并由监测站经常进行校准。
卫星发送导航信息,同时也发送精确时间信息。
单点定位精度1530米差分定位它实际上是在一个测站对两个目标的观测量、两个测站对一个目标的观测量或一个测站对一个目标的两次观测量之间进行求差。
其目的在于消除公共项,包括公共误差和公共参数。
在GPS定位过程中,存在三部分误差。
n第一部分是对每一个用户接收机所共有的,例如:
卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差等;n第二部分为不能由用户测量或由校正模型来计算的传播延迟误差;第三部分为各用户接收机所固有的误差,例如内部噪声、通道延迟、多径效应等。
利用差分技术第一部分误差可完全消除,第二部分误差大部分可以消除。
n第三部分误差则无法消除,只能靠提高GPS接收机本身的技术指标载波相位和差分定位技术的应用使测量定位精度可以达到毫米级精度四大卫星导航系统四大卫星导航系统美国的美国的GPS中国的北斗中国的北斗俄罗斯的俄罗斯的GLONASS欧盟的欧盟的Galileo北斗卫星总体规划北斗卫星总体规划北斗卫星导航系统按照三步走的总体规划分步实施:
第一步,1994年启动北斗卫星导航试验系统建设,2000年形成区域有源服务能力;第二步,2004年启动北斗卫星导航系统建设,2012年形成区域无源服务能力;第三步,2020年北斗卫星导航系统形成全球无源服务能力。
北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-发展路线图发展路线图北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-工程任务工程任务+主要任务:
研制生产5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星,在西昌卫星发射中心用CZ-3A系列运载火箭发射共35颗卫星,西安卫星测控中心提供卫星发射组网与运行测控支持。
2012年形成区域无源服务能力2020年形成全球无源服务能力北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-系统组成系统组成系统组成:
空间段:
由5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星组成Non-GEO卫星GEO卫星卫星星座系统组成:
地面段:
由主控站、上行注入站和监测站组成北斗系统地面段北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-系统组成系统组成北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-系统组成系统组成系统组成:
用户段:
由北斗用户终端以及与其它GNSS兼容的终端组成北斗系统的用户终端时间系统:
北斗时(BDT)溯源到协调世界时UTC(NTSC),与UTC的时间偏差小于100纳秒。
BDT的起算历元时间是2006年1月1日零时零分零秒(UTC)。
BDT与GPS时和Galileo时的互操作在北斗设计时间系统时已经考虑,BDT与GPS时和Galileo时的时差将会被监测和发播。
北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-时间系统时间系统坐标系统:
北斗系统采用中国2000大地坐标系(CGS2000)。
CGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5个厘米。
北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-坐标系统坐标系统北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-服务与性能服务与性能全球服务开放服务:
定位精度:
10m测速精度:
0.2m/s授时精度:
20ns授权服务区域服务广域差分服务定位精度:
1m短报文通信服务北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-系统介绍系统介绍北斗卫星导航系统BeiDou(COMPASS)NavigationSatelliteSystem是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、俄罗斯格洛纳斯、欧盟伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。
北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。
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、稳定可靠覆盖全球的导航系统。
该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务,并兼具短报文通信能力。
2011年12月27日起,开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。
北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-建设目标建设目标一代系统2000年以来,中国已成功发射了4颗“北斗导航试验卫星”,建成北斗导航试验系统(第一代系统)。
这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和GPS广域差分功能,并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥着重要作用。
二代系统中国正在建设的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,提供两种服务方式,即开放服务和授权服务(属于第二代系统)。
开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度02米/秒。
授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。
北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-发展计划发展计划第一步是试验阶段,即用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务,为“北斗”卫星导航系统建设积累技术经验、培养人才,研制一些地面应用基础设施设备等;第二步是到2012年,计划发射10多颗卫星,建成覆盖亚太区域的“北斗”卫星导航定位系统(即“北斗二号”区域系统);第三步是到2020年,建成由5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统。
北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统-建设原则建设原则北斗卫星导航系统的建设与发展,以应用推广和产业发展为根本目标,不仅要建成系统,更要用好系统,强调质量、安全、应用、效益,遵循以下建设原则:
开放性北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放,为全球用户提供高质量的免费服务,积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作,促进各卫星导航系统间的兼容与互操作,推动卫星导航技术与产业的发展。
自主性中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统,北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。
兼容性在全球卫星导航系统国际委员会(ICG)和国际电联(ITU)框架下,使北斗卫星导航系统与世界各卫星导航系统实现兼容与互操作,使所有用户都能享受到卫星导航发展的成果。
渐进性中国将积极稳妥地推进北斗卫星导航系统的建设与发展,不断完善服务质量,并实现各阶段的无缝衔接。
四大卫星导航系统美国的美国的GPS中国的北斗中国的北斗俄罗斯的俄罗斯的GLONASS欧盟的欧盟的Galileo四大系统参数应用比较四大系统参数应用比较+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GLOBALNAVIGATIONSATELLITESYSTE”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。
格洛纳斯卫星系统格洛纳斯卫星系统-概述概述GLONASSGLONASS包包括括2424颗颗卫卫星星(33颗颗备备用用),卫卫星星高高度度1910019100公公里里,均均匀匀分分布布在在个个轨轨道道面面上上,轨轨道道面面倾倾角角为为64.864.8度度,运运行行周周期期约约为为1111小小时时1515分分,卫卫星星信信号号采采用用了了两两种种载载波波,其其频频率率分分别别为为l.6l.6GHzGHz和和1.21.2GHzGHz。
目目前前的的卫卫星星状状况况已具备可用性。
已具备可用性。
数量:
数量:
24颗卫星组成颗卫星组成轨道:
三个轨道平面两两相隔轨道:
三个轨道平面两两相隔120度,同平面内的卫星之间相隔度,同平面内的卫星之间相隔45度。
度。
每颗卫星都在每颗卫星都在19100千米高、千米高、64.8度倾角的轨道上运行度倾角的轨道上运行精度:
精度:
10米左右米左右用途:
军民两用用途:
军民两用格洛纳斯卫星系统
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