【正文】 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 85 中國北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng) ? 測距方法的類型 – 測距碼測距 – 載波測距 – 脈沖測距 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 86 導航衛(wèi)星系統(tǒng)的測距方法 ? 測距碼測距 – 偽隨機噪聲碼（ PRN碼） – 測距碼測距 – 特點 ? 能瞬時完成無模糊度的測距 ? 精密度低，分米級 ~厘米級 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 87 導航衛(wèi)星系統(tǒng)的測距方法 ? 載波碼測距 – 測距原理 – 特點 ? 精密度高，毫米級 ~亞毫米級 ? 所測距離含有模糊度 ?S?R? ()tR? ()tS接收機根據(jù)自身的鐘在 時刻復制信號的相位tR接收機根據(jù)自身的鐘在 時刻所接收到衛(wèi)星在時刻所發(fā)送信號的相位tRtS? ? ? ? ? ? ? ? ?tR? ? ?tSit?jt?it?ijttR ??? ??( c ) 2 0 0 2 , 黃勁松。 – 融合北斗導航定位系統(tǒng)和衛(wèi)星增強系統(tǒng)兩大資源，提供更豐富的增值服務。 – 覆蓋中國及周邊國家和地區(qū)， 24小時全天候服務，無通訊盲區(qū)。 ? 中心站再經(jīng)衛(wèi)星把處理后的信息發(fā)送給用戶設備。 ? 兩顆衛(wèi)星收到應答信號，再將它們轉發(fā)到地面中心站。 ? 詢問信號經(jīng)導航衛(wèi)星轉發(fā)給用戶設備。 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 82 中國北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng) ? 定位原理 – 三球交會。 – 精密授時 ? 北斗系統(tǒng)具有精密授時功能，可向用戶提供 20ns時間同步精度。 1秒內完成定位。 – 2022年 12月 21日 發(fā)射了第二顆試驗衛(wèi)星。 – 由于系統(tǒng)由兩顆地球靜止衛(wèi)星構成，又被稱為雙星系統(tǒng)。 ? PRS Data – Public Regulated Service（公共管制服務）：調制在 E6和 E2L1E1上，加密。 ? CS Data – Commercial Service （商業(yè)服務） ：調制在 E5b, E6和 E2L1E1上，加密。E6： 1260–1300 MHz 187。 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 74 國外衛(wèi)星導航系統(tǒng) Galileo ? Galileo – 信號組成 ? 載波 – 4個頻率 187。多用途、兼容型（ Galileo+GPS+Glonass）接收機。 ? 地面段 – 包括全球地面控制段、全球地面任務段、全球域網(wǎng)、導航管理中心、地面支持設施、地面管理機構。100 Hz的輔助信號 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 72 國外衛(wèi)星導航系統(tǒng) Galileo ? Galileo – 簡介 ? Galileo – 歐洲的民用全球衛(wèi)星導航系統(tǒng) ? 計劃 2022年建成 ? 總投資約 32~34億歐元 ? 目前處于系統(tǒng)試驗階段，計劃 2022年發(fā)射 1~2顆試驗衛(wèi)星 ? 坐標參照系： GTRF ? 時間系統(tǒng)： GST 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 73 國外衛(wèi)星導航系統(tǒng) Galileo ? Galileo – 系統(tǒng)組成 ? 空間段 – 三個軌道面， 30顆 MEO（ 27+3），每軌道面 10顆衛(wèi)星， 9顆正式工作衛(wèi)星， 1顆活動備用衛(wèi)星，軌道傾角 56176。100 Hz的輔助信號 – L2： 187。511 kbps的偽隨機測距信號 187。 ? 原計劃 1991年成為一個完全運行系統(tǒng)，但直到1995/1996年星座才部署完成。輸入輸出設備 187。存儲器 187。接收天線 – 接收單元 187。 負責各部分間的通訊及數(shù)據(jù)傳送 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 60 國外衛(wèi)星導航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – 用戶部分（ User Segment） ? 組成 – 用戶 – 接收設備 ? 接收設備 – GPS信號接收機 – 其它儀器設備 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 61 國外衛(wèi)星導航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – 用戶部分（ User Segment） ? GPS信號接收機的組成 – 天線單元 187。 將數(shù)據(jù)傳送到主控站 – 注入站 187。 對衛(wèi)星進行跟蹤觀測 187。 調整衛(wèi)星狀態(tài) 187。 管理、協(xié)調地面監(jiān)控系統(tǒng)各部分的工作 187。 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 50 國外衛(wèi)星導航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – GPS的系統(tǒng)組成 空間部分 地面監(jiān)控部分 用戶部分 GPS 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 51 國外衛(wèi)星導航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – GPS衛(wèi)星星座 ? 設計星座 – 21(工作衛(wèi)星 )+3(活動的備用衛(wèi)星 ) ? 軌道 – 6個軌道面 – 平均軌道高度 20200km – 軌道傾角 55? – 周期 11h 58min（顧及地球自轉，地球 衛(wèi)星的幾何關系每天提前 4min重復一次） ? 特點 – 保證在任何時刻，高度角 15?以上，能同時觀測到 4至 8顆衛(wèi)星 ? 當前星座 – 29顆 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 52 國外衛(wèi)星導航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – GPS衛(wèi)星星座 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 53 國外衛(wèi)星導航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – GPS衛(wèi)星 ? 作用： – 接收、存儲導航電文 – 生成用于導航定位的信號（測距碼、載波） – 發(fā)送用于導航定位的信號（采用雙相調制法調制在載波上的測距碼和導航電文） – 接受地面指令，進行相應操作 – 其他特殊用途，如通訊、監(jiān)測核暴等。 ? 2022年 5月 1日，美國宣布， GPS停止實施 SA – 一種人為降低GPS導航定位精度的措施。 ? 1995年 4月 27日（ 7月 17日宣布）， 系統(tǒng)達到全運行能力（ FOC Full Operational Capability）。 ? 1991年，在海灣戰(zhàn)爭中， GPS首次大規(guī)模用于實戰(zhàn)。 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 46 國外衛(wèi)星導航系統(tǒng) 子午衛(wèi)星導航系統(tǒng) ? 子午衛(wèi)星導航系統(tǒng) – 系統(tǒng)的局限性 ? 一次定位所需時間長 ? 不是一個連續(xù)的導航定位系統(tǒng) – 所有衛(wèi)星都使用相同頻率的信號，未采用多址通訊技術，接收機在同一時間只能對一顆衛(wèi)星進行觀測 ? 導航定位精度低 – 衛(wèi)星和接收機的鐘頻穩(wěn)定度不高 – 衛(wèi)星信號頻率低，不利于消除電離層折射 – 衛(wèi)星軌道低，不利于獲得高精度的軌道 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 47 國外衛(wèi)星導航系統(tǒng) 子午衛(wèi)星導航系統(tǒng) ? 前蘇聯(lián)類似的系統(tǒng) – 前蘇聯(lián)海軍于 1965年開始也建立了一個衛(wèi)星導航系統(tǒng)，稱之為 CICADA ? 軍用系統(tǒng) PARUS ? 民用系統(tǒng) Tsikada TSYKLON (或 TSIKLON）衛(wèi)星 衛(wèi)星應用概論 – 衛(wèi)星導航 48 國外衛(wèi)星導航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – 概況 ? NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System – NAVSTAR GPS。在短弧法平差中卻將其視為未知參數(shù)，通過平差計算同時求得精確的衛(wèi)星軌道及測站坐標和其它參數(shù)。