北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
日期：2016-06-20 / 人氣： / 來(lái)源：未知
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）和美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航委員會(huì)已認(rèn)定的供應(yīng)商。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類(lèi)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健⒍ㄎ缓褪跁r(shí)能力，定位精度10米，測(cè)速精度0.2米/秒，授時(shí)精度10納秒。
2012年12月27日，北斗系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件正式版1.0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)。
2013年12月27日，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)一周年新聞發(fā)布會(huì)在國(guó)務(wù)院新聞辦公室新聞發(fā)布廳召開(kāi)，正式發(fā)布了《北斗系統(tǒng)公開(kāi)服務(wù)性能規(guī)范（1.0版）》和《北斗系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件（2.0版）》兩個(gè)系統(tǒng)文件。
2014年11月23日，國(guó)際海事組織海上安全委員會(huì)審議通過(guò)了對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)認(rèn)可的航行安全通函，這標(biāo)志著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式成為全球無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的組成部分，取得面向海事應(yīng)用的國(guó)際合法地位。
2016年6月16日，國(guó)務(wù)院新聞辦公室召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)，正式發(fā)布《中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)》白皮書(shū)。
中國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已獲得國(guó)際海事組織的認(rèn)可。
定位原理
35顆衛(wèi)星在離地面2萬(wàn)多千米的高空上，以固定的周期環(huán)繞地球運(yùn)行，使得在任意時(shí)刻，在地面上的任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星。
由于衛(wèi)星的位置精確可知，在接收機(jī)對(duì)衛(wèi)星觀測(cè)中，我們可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方程式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置（X,Y,Z）?？紤]到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差，實(shí)際上有4個(gè)未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程。
事實(shí)上，接收機(jī)往往可以鎖住4顆以上的衛(wèi)星，這時(shí)，接收機(jī)可按衛(wèi)星的星座分布分成若干組，每組4顆，然后通過(guò)算法挑選出誤差最小的一組用作定位，從而提高精度。
衛(wèi)星定位實(shí)施的是“到達(dá)時(shí)間差”（時(shí)延）的概念：利用每一顆衛(wèi)星的精確位置和連續(xù)發(fā)送的星上原子鐘生成的導(dǎo)航信息獲得從衛(wèi)星至接收機(jī)的到達(dá)時(shí)間差。
衛(wèi)星在空中連續(xù)發(fā)送帶有時(shí)間和位置信息的無(wú)線電信號(hào)，供接收機(jī)接收。由于傳輸?shù)木嚯x因素，接收機(jī)接收到信號(hào)的時(shí)刻要比衛(wèi)星發(fā)送信號(hào)的時(shí)刻延遲，通常稱之為時(shí)延，因此，也可以通過(guò)時(shí)延來(lái)確定距離。衛(wèi)星和接收機(jī)同時(shí)產(chǎn)生同樣的偽隨機(jī)碼，一旦兩個(gè)碼實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步，接收機(jī)便能測(cè)定時(shí)延；將時(shí)延乘上光速，便能得到距離。
每顆衛(wèi)星上的計(jì)算機(jī)和導(dǎo)航信息發(fā)生器非常精確地了解其軌道位置和系統(tǒng)時(shí)間，而全球監(jiān)測(cè)站網(wǎng)保持連續(xù)跟蹤。
衛(wèi)星導(dǎo)航原理
蹤衛(wèi)星的軌道位置和系統(tǒng)時(shí)間。位于地面的主控站與其運(yùn)控段一起，至少每天一次對(duì)每顆衛(wèi)星注入校正數(shù)據(jù)。注入數(shù)據(jù)包括：星座中每顆衛(wèi)星的軌道位置測(cè)定和星上時(shí)鐘的校正。這些校正數(shù)據(jù)是在復(fù)雜模型的基礎(chǔ)上算出的，可在幾個(gè)星期內(nèi)保持有效。
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)間是由每顆衛(wèi)星上原子鐘的銫和銣原子頻標(biāo)保持的。這些星鐘一般來(lái)講精確到世界協(xié)調(diào)時(shí)（UTC）的幾納秒以內(nèi)，UTC是由美國(guó)海軍觀象臺(tái)的“主鐘”保持的，每臺(tái)主鐘的穩(wěn)定性為若干個(gè)10^-13秒。衛(wèi)星早期采用兩部銫頻標(biāo)和兩部銣頻標(biāo)，后來(lái)逐步改變?yōu)楦嗟夭捎勉滎l標(biāo)。通常，在任一指定時(shí)間內(nèi)，每顆衛(wèi)星上只有一臺(tái)頻標(biāo)在工作。
衛(wèi)星導(dǎo)航原理：衛(wèi)星至用戶間的距離測(cè)量是基于衛(wèi)星信號(hào)的發(fā)射時(shí)間與到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間之差，稱為偽距。為了計(jì)算用戶的三維位置和接收機(jī)時(shí)鐘偏差，偽距測(cè)量要求至少接收來(lái)自4顆衛(wèi)星的信號(hào)。
由于衛(wèi)星運(yùn)行軌道、衛(wèi)星時(shí)鐘存在誤差，大氣對(duì)流層、電離層對(duì)信號(hào)的影響，使得民用的定位精度只有數(shù)十米量級(jí)。為提高定位精度，普遍采用差分定位技術(shù)（如DGPS、DGNSS），建立地面基準(zhǔn)站 (差分臺(tái))進(jìn)行衛(wèi)星觀測(cè)，利用已知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo)，與觀測(cè)值進(jìn)行比較，從而得出一修正數(shù)，并對(duì)外發(fā)布。接收機(jī)收到該修正數(shù)后，與自身的觀測(cè)值進(jìn)行比較，消去大部分誤差，得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的位置。實(shí)驗(yàn)表明，利用差分定位技術(shù)，定位精度可提高到米級(jí)
定位精度
中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是繼美國(guó)GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略之后的全球第四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。定位效果分析是導(dǎo)航系統(tǒng)性能評(píng)估的重要內(nèi)容。此前，由于受地域限制，對(duì)北斗全球大范圍的定位效果分析只能通過(guò)仿真手段。
由武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院和中國(guó)南極測(cè)繪研究中心杜玉軍、王澤民等科研人員進(jìn)行的這項(xiàng)研究，在2011—2012年中國(guó)第28次南極科學(xué)考察期間，沿途大范圍采集了北斗和GPS連續(xù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，跨度北至中國(guó)天津，南至南極內(nèi)陸昆侖站。同時(shí)還采集了中國(guó)南極中山站的靜態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)。為對(duì)比分析不同區(qū)域靜態(tài)定位效果，在武漢也進(jìn)行了靜態(tài)觀測(cè)。
科研人員利用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鲅芯糠椒?，從信噪比、多路徑、可?jiàn)衛(wèi)星數(shù)、精度因子、定位精度等多個(gè)方面，對(duì)比分析了北斗和GPS在航線上不同區(qū)域、尤其是在遠(yuǎn)洋及南極地區(qū)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的定位效果。
結(jié)果表明，北斗系統(tǒng)信號(hào)質(zhì)量總體上與GPS相當(dāng)。在45度以內(nèi)的中低緯地區(qū)，北斗動(dòng)態(tài)定位精度與GPS相當(dāng)，水平和高程方向分別可達(dá)10米和20米左右；北斗靜態(tài)定位水平方向精度為米級(jí)，也與GPS相當(dāng)，高程方向10米左右，較GPS略差；在中高緯度地區(qū)，由于北斗可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)較少、衛(wèi)星分布較差，定位精度較差或無(wú)法定位。
“現(xiàn)階段的北斗已經(jīng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域定位，但還不具備全球定位能力，北斗與GPS在定位效果上的差異，主要是由衛(wèi)星數(shù)量和分布造成的。”武漢大學(xué)中國(guó)南極測(cè)繪研究中心副主任王澤民教授說(shuō)，“截至文中研究數(shù)據(jù)采集結(jié)束時(shí)，北斗系統(tǒng)在軌衛(wèi)星數(shù)為11顆。上個(gè)月，我國(guó)成功發(fā)射了新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗系統(tǒng)在軌衛(wèi)星數(shù)達(dá)到了17顆。隨著北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)拉開(kāi)帷幕，相信今后的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)一定會(huì)更加精彩。”
系統(tǒng)功能
四大功能
短報(bào)文通信：北斗系統(tǒng)用戶終端具有雙向報(bào)文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個(gè)漢字的短報(bào)文信息。
可以達(dá)到一次傳送達(dá)120個(gè)漢字的信息。在遠(yuǎn)洋航行中有重要的應(yīng)用價(jià)值。
精密授時(shí)：北斗系統(tǒng)具有精密授時(shí)功能，可向用戶提供20ns-100ns時(shí)間同步精度。
定位精度：水平精度100米（1σ），設(shè)立標(biāo)校站之后為20米（類(lèi)似差分狀態(tài)）。工作頻率：2491.75MHz。
系統(tǒng)容納的最大用戶數(shù)：540000戶/小時(shí)。
軍用功能
“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的軍事功能與GPS類(lèi)似，如：運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的定位導(dǎo)航；為縮短反應(yīng)時(shí)間的武器載具發(fā)射位置的快速定位；人員搜救、水上排雷的定位需求等。
這項(xiàng)功能用在軍事上，意味著可主動(dòng)進(jìn)行各級(jí)部隊(duì)的定位，也就是說(shuō)大陸各級(jí)部隊(duì)一旦配備“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，除了可供自身定位導(dǎo)航外，高層指揮部也可隨時(shí)通過(guò)“北斗”系統(tǒng)掌握部隊(duì)位置，并傳遞相關(guān)命令，對(duì)任務(wù)的執(zhí)行有相當(dāng)大的助益。換言之，大陸可利用“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)執(zhí)行部隊(duì)指揮與管制及戰(zhàn)場(chǎng)管理。
民用功能
個(gè)人位置服務(wù)
氣象應(yīng)用
道路交通管理
鐵路智能交通
海運(yùn)和水運(yùn)
航空運(yùn)輸
應(yīng)急救援
指導(dǎo)放牧
中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）和美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航委員會(huì)已認(rèn)定的供應(yīng)商。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類(lèi)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健⒍ㄎ缓褪跁r(shí)能力，定位精度10米，測(cè)速精度0.2米/秒，授時(shí)精度10納秒。
2012年12月27日，北斗系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件正式版1.0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)。
2013年12月27日，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)一周年新聞發(fā)布會(huì)在國(guó)務(wù)院新聞辦公室新聞發(fā)布廳召開(kāi)，正式發(fā)布了《北斗系統(tǒng)公開(kāi)服務(wù)性能規(guī)范（1.0版）》和《北斗系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件（2.0版）》兩個(gè)系統(tǒng)文件。
2014年11月23日，國(guó)際海事組織海上安全委員會(huì)審議通過(guò)了對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)認(rèn)可的航行安全通函，這標(biāo)志著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式成為全球無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的組成部分，取得面向海事應(yīng)用的國(guó)際合法地位。
2016年6月16日，國(guó)務(wù)院新聞辦公室召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)，正式發(fā)布《中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)》白皮書(shū)。
中國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已獲得國(guó)際海事組織的認(rèn)可。
| 北斗衛(wèi)星發(fā)射列表 | ||||
| 發(fā)射時(shí)間 | 火箭 | 衛(wèi)星編號(hào) | 衛(wèi)星類(lèi)型 | 發(fā)射地點(diǎn) |
| 2000年10月31日 | 北斗-1A | 北斗1號(hào) | 西昌 | |
| 2000年12月21日 | 北斗-1B | |||
| 2003年5月25日 | 北斗-1C | |||
| 2007年2月3日 | 北斗-1D | |||
| 2007年4月14日04時(shí)11分 | 長(zhǎng)征三號(hào)甲 | 第一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（M1） | 北斗2號(hào) | |
| 2009年4月15日 | 長(zhǎng)征三號(hào)丙 | 第二顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（G2） | ||
| 2010年1月17日 | 第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（G1） | |||
| 2010年6月2日 | 第四顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（G3） | |||
| 2010年8月1日05時(shí)30分 | 長(zhǎng)征三號(hào)甲 | 第五顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（I1） | ||
| 2010年11月1日00時(shí)26分 | 長(zhǎng)征三號(hào)丙 | 第六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（G4） | ||
| 2010年12月18日04時(shí)20分 | 長(zhǎng)征三號(hào)甲 | 第七顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（I2） | ||
| 2011年4月10日04時(shí)47分 | 第八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（I3） | |||
| 2011年7月27日05時(shí)44分 | 第九顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（I4） | |||
| 2011年12月2日05時(shí)07分 | 第十顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（I5） | |||
| 2012年2月25日0時(shí)12分 | 長(zhǎng)征三號(hào)丙 | 第十一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星 | ||
| 2012年4月30日4時(shí)50分 | 長(zhǎng)征三號(hào)乙 | 第十二、第十三顆北斗導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi)星（“一箭雙星”） | ||
| 2012年9月19日3時(shí)10分 | 長(zhǎng)征三號(hào)乙 | 第十四、十五顆北斗導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi)星“一箭雙星”[3] ） | ||
| 2012年10月25日23時(shí)33分 | 長(zhǎng)征三號(hào)丙 | 第十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星[4] | ||
| 2016年2月1日15時(shí)29分 | 長(zhǎng)征三號(hào)丙 | 第五顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星[5] |
|
|
| 2016年6月12日23時(shí)30分 | 長(zhǎng)征三號(hào)丙 | 第二十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星[6] | ||
定位原理
35顆衛(wèi)星在離地面2萬(wàn)多千米的高空上，以固定的周期環(huán)繞地球運(yùn)行，使得在任意時(shí)刻，在地面上的任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星。
由于衛(wèi)星的位置精確可知，在接收機(jī)對(duì)衛(wèi)星觀測(cè)中，我們可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方程式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置（X,Y,Z）?？紤]到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差，實(shí)際上有4個(gè)未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程。
事實(shí)上，接收機(jī)往往可以鎖住4顆以上的衛(wèi)星，這時(shí)，接收機(jī)可按衛(wèi)星的星座分布分成若干組，每組4顆，然后通過(guò)算法挑選出誤差最小的一組用作定位，從而提高精度。
衛(wèi)星定位實(shí)施的是“到達(dá)時(shí)間差”（時(shí)延）的概念：利用每一顆衛(wèi)星的精確位置和連續(xù)發(fā)送的星上原子鐘生成的導(dǎo)航信息獲得從衛(wèi)星至接收機(jī)的到達(dá)時(shí)間差。
衛(wèi)星在空中連續(xù)發(fā)送帶有時(shí)間和位置信息的無(wú)線電信號(hào)，供接收機(jī)接收。由于傳輸?shù)木嚯x因素，接收機(jī)接收到信號(hào)的時(shí)刻要比衛(wèi)星發(fā)送信號(hào)的時(shí)刻延遲，通常稱之為時(shí)延，因此，也可以通過(guò)時(shí)延來(lái)確定距離。衛(wèi)星和接收機(jī)同時(shí)產(chǎn)生同樣的偽隨機(jī)碼，一旦兩個(gè)碼實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步，接收機(jī)便能測(cè)定時(shí)延；將時(shí)延乘上光速，便能得到距離。
每顆衛(wèi)星上的計(jì)算機(jī)和導(dǎo)航信息發(fā)生器非常精確地了解其軌道位置和系統(tǒng)時(shí)間，而全球監(jiān)測(cè)站網(wǎng)保持連續(xù)跟蹤。
衛(wèi)星導(dǎo)航原理
蹤衛(wèi)星的軌道位置和系統(tǒng)時(shí)間。位于地面的主控站與其運(yùn)控段一起，至少每天一次對(duì)每顆衛(wèi)星注入校正數(shù)據(jù)。注入數(shù)據(jù)包括：星座中每顆衛(wèi)星的軌道位置測(cè)定和星上時(shí)鐘的校正。這些校正數(shù)據(jù)是在復(fù)雜模型的基礎(chǔ)上算出的，可在幾個(gè)星期內(nèi)保持有效。
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)間是由每顆衛(wèi)星上原子鐘的銫和銣原子頻標(biāo)保持的。這些星鐘一般來(lái)講精確到世界協(xié)調(diào)時(shí)（UTC）的幾納秒以內(nèi)，UTC是由美國(guó)海軍觀象臺(tái)的“主鐘”保持的，每臺(tái)主鐘的穩(wěn)定性為若干個(gè)10^-13秒。衛(wèi)星早期采用兩部銫頻標(biāo)和兩部銣頻標(biāo)，后來(lái)逐步改變?yōu)楦嗟夭捎勉滎l標(biāo)。通常，在任一指定時(shí)間內(nèi)，每顆衛(wèi)星上只有一臺(tái)頻標(biāo)在工作。
衛(wèi)星導(dǎo)航原理：衛(wèi)星至用戶間的距離測(cè)量是基于衛(wèi)星信號(hào)的發(fā)射時(shí)間與到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間之差，稱為偽距。為了計(jì)算用戶的三維位置和接收機(jī)時(shí)鐘偏差，偽距測(cè)量要求至少接收來(lái)自4顆衛(wèi)星的信號(hào)。
由于衛(wèi)星運(yùn)行軌道、衛(wèi)星時(shí)鐘存在誤差，大氣對(duì)流層、電離層對(duì)信號(hào)的影響，使得民用的定位精度只有數(shù)十米量級(jí)。為提高定位精度，普遍采用差分定位技術(shù)（如DGPS、DGNSS），建立地面基準(zhǔn)站 (差分臺(tái))進(jìn)行衛(wèi)星觀測(cè)，利用已知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo)，與觀測(cè)值進(jìn)行比較，從而得出一修正數(shù)，并對(duì)外發(fā)布。接收機(jī)收到該修正數(shù)后，與自身的觀測(cè)值進(jìn)行比較，消去大部分誤差，得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的位置。實(shí)驗(yàn)表明，利用差分定位技術(shù)，定位精度可提高到米級(jí)
定位精度
中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是繼美國(guó)GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略之后的全球第四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。定位效果分析是導(dǎo)航系統(tǒng)性能評(píng)估的重要內(nèi)容。此前，由于受地域限制，對(duì)北斗全球大范圍的定位效果分析只能通過(guò)仿真手段。
由武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院和中國(guó)南極測(cè)繪研究中心杜玉軍、王澤民等科研人員進(jìn)行的這項(xiàng)研究，在2011—2012年中國(guó)第28次南極科學(xué)考察期間，沿途大范圍采集了北斗和GPS連續(xù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，跨度北至中國(guó)天津，南至南極內(nèi)陸昆侖站。同時(shí)還采集了中國(guó)南極中山站的靜態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)。為對(duì)比分析不同區(qū)域靜態(tài)定位效果，在武漢也進(jìn)行了靜態(tài)觀測(cè)。
科研人員利用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鲅芯糠椒?，從信噪比、多路徑、可?jiàn)衛(wèi)星數(shù)、精度因子、定位精度等多個(gè)方面，對(duì)比分析了北斗和GPS在航線上不同區(qū)域、尤其是在遠(yuǎn)洋及南極地區(qū)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的定位效果。
結(jié)果表明，北斗系統(tǒng)信號(hào)質(zhì)量總體上與GPS相當(dāng)。在45度以內(nèi)的中低緯地區(qū)，北斗動(dòng)態(tài)定位精度與GPS相當(dāng)，水平和高程方向分別可達(dá)10米和20米左右；北斗靜態(tài)定位水平方向精度為米級(jí)，也與GPS相當(dāng)，高程方向10米左右，較GPS略差；在中高緯度地區(qū)，由于北斗可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)較少、衛(wèi)星分布較差，定位精度較差或無(wú)法定位。
“現(xiàn)階段的北斗已經(jīng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域定位，但還不具備全球定位能力，北斗與GPS在定位效果上的差異，主要是由衛(wèi)星數(shù)量和分布造成的。”武漢大學(xué)中國(guó)南極測(cè)繪研究中心副主任王澤民教授說(shuō)，“截至文中研究數(shù)據(jù)采集結(jié)束時(shí)，北斗系統(tǒng)在軌衛(wèi)星數(shù)為11顆。上個(gè)月，我國(guó)成功發(fā)射了新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗系統(tǒng)在軌衛(wèi)星數(shù)達(dá)到了17顆。隨著北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)拉開(kāi)帷幕，相信今后的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)一定會(huì)更加精彩。”
系統(tǒng)功能
四大功能
短報(bào)文通信：北斗系統(tǒng)用戶終端具有雙向報(bào)文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個(gè)漢字的短報(bào)文信息。
可以達(dá)到一次傳送達(dá)120個(gè)漢字的信息。在遠(yuǎn)洋航行中有重要的應(yīng)用價(jià)值。
精密授時(shí)：北斗系統(tǒng)具有精密授時(shí)功能，可向用戶提供20ns-100ns時(shí)間同步精度。
定位精度：水平精度100米（1σ），設(shè)立標(biāo)校站之后為20米（類(lèi)似差分狀態(tài)）。工作頻率：2491.75MHz。
系統(tǒng)容納的最大用戶數(shù)：540000戶/小時(shí)。
軍用功能
“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的軍事功能與GPS類(lèi)似，如：運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的定位導(dǎo)航；為縮短反應(yīng)時(shí)間的武器載具發(fā)射位置的快速定位；人員搜救、水上排雷的定位需求等。
這項(xiàng)功能用在軍事上，意味著可主動(dòng)進(jìn)行各級(jí)部隊(duì)的定位，也就是說(shuō)大陸各級(jí)部隊(duì)一旦配備“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，除了可供自身定位導(dǎo)航外，高層指揮部也可隨時(shí)通過(guò)“北斗”系統(tǒng)掌握部隊(duì)位置，并傳遞相關(guān)命令，對(duì)任務(wù)的執(zhí)行有相當(dāng)大的助益。換言之，大陸可利用“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)執(zhí)行部隊(duì)指揮與管制及戰(zhàn)場(chǎng)管理。
民用功能
個(gè)人位置服務(wù)
氣象應(yīng)用
道路交通管理
鐵路智能交通
海運(yùn)和水運(yùn)
航空運(yùn)輸
應(yīng)急救援
指導(dǎo)放牧
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