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北斗卫星定位系统  

2014-03-07 10:32:01|  分类: 测天绘地 |  标签: |举报 |字号 订阅

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北斗卫星定位系统

   

     北斗卫星定位系统(COMPASS),是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS),是除美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。该系统由由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。

    

二颗导航定位卫星的发射时间分别为:

    2007414411分,一颗北斗导航卫星从西昌卫星发射中心被用"长征三号甲"运载火箭送入太空。
    2009
415016分,一颗(COMPASS-G2)由长征三号丙顺利发射,位于地球同步静止轨道。

    "北斗一号"卫星定位系统由两颗地球静止卫星、一颗在轨备份卫星、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。

     "北斗一号"的覆盖范围是北纬55°,东经70°140°之间的心脏地区,上打下小,最宽处在北纬35°左右。其定位精度为水平精度100(1σ),设立标校站之后为20(类似差分状态)。工作频率:2491.75MHz。系统能容纳的用户数为每小时540000户。

     
    
系统的工作过程是:首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号,然后根据用的申请服务内容进行相应的数据处理。

    定位申请,中心控制系统测出两个时间延迟:即从中心控制系统发出询问信号,经某一颗卫星转发到达用户,用户发出定位响应信号,经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟;和从中心控制发出询问信号,经上述同一卫星到达用户,用户发出响应信号,经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的,因此由上面两个延迟量可以算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,这个坐标经加密由出站信号发送给用户。

    缺点是不能覆盖两极地区,赤道附近定位精度差,只能二维主动式定位,且需提供用户高程数据,不能满足高动态和保密的军事用户要求,用户数量受一定限制。
    
北斗采用的是有源定位,GPS和GLONASS等都是无源定位,这是它们质上的不同点。
    所谓有源定位就用户需要通过地面中心站联系导航定位卫星,而无源定位
是用户直接与卫星联络确定自己的位置。我国采用有源定位是因为单靠双星定位只能确定用户所在的两维位置,不能同时得到用户所在地的海拔高度。而地面中心站在获得卫星返回的用户两维位置后,可以根据计算机里的数据对应确定用户所在地的海拔高度。

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