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世界上有几种卫星导航系统?

归档日期:07-07       文本归类:导航设备      文章编辑:爱尚语录

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  全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

  经过20余年的实践证明,GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。GPS系统由空间部分、地面测控部分和用户设备三部分组成。

  空间部分GPS系统的空间部分由空间GPS卫星星座组成。GPS卫星星座原计划是将24颗卫星均匀分布在6个不同的轨道平面上,而发展到今天,在轨道上运行的卫星数量已经达到27颗。每个轨道平面与赤道平面的倾角大约55度。在地球上任何地点任何时刻都能观测到5-8颗卫星。每颗卫星都利用两个L载频传送信号,即L1和L2。每颗卫星都在完全相同的频率上传送信号,但每颗卫星的信号在到达用户之前都经过了多普勒颇移。L1承载精密(P)码和粗/捕获(C/A)码,L2仅承载P码。导航的数据报文叠加在这些码上,两个载频上承载着相同的导航数据报文。P码通常是加密的,只有C/A码可供民用。主要由GPS接收机和卫星天线组成,GPS接收机,根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型,根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。

  3 、技术原理 24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上,以12小时的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。

  由于卫星的位置精确可知,在GPS观测中,卫星到接收机的距离,利用三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星,就可以组成3个方程式,解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。

  事实上,接收机往往可以锁住4颗以上的卫星,这时,接收机可按卫星的星座分布分成若干组,组4颗,然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位,从而提高精度。

  由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差,大气对流层、电离层对信号的影响,以及人为的SA保护政策,使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度,普遍采用差分GPS(DGPS)技术,建立基准站(差分台)进行GPS观测,利用已知的基准站精确坐标,与观测值进行比较,从而得出一修正数,并对外发布。接收机收到该修正数后,与自身的观测值进行比较,消去大部分误差,得到一个比较准确的位置。实验表明,利用差分GPS,定位精度可提高到5米。

  联邦无线电导航计划中规定的GPS定位服务包括精密定位服务(PPS)和标准定位服务(SPS)。

  ⑴PPS 授权的精密定位系统用户需要密码设备和特殊的接收机,包括美国军队、某些政府机构以及批准的民用用户。

  ⑵SPS 对于普通民用用户,美国政府对于定位精度实施控制,仅提供SPS服务。SPS服务可供全世界用户免费、无限制地使用。

  (1)陆地应用,主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等;

  (2)海洋应用,包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等;

  (3)航空航天应用,包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。

  推荐于2017-11-26展开全部很多人都知道美国的全球卫星导航系统“GPS”,却不知道俄罗斯的全球卫星导航系统“格洛纳斯(GLONASS)”,中国的全球卫星导航系统“北斗系统”(严格说,北斗系统还不能称为全球卫星导航系统,只能称卫星定位系统),和欧洲的全球卫星导航系统“伽利略(Galileo)”。在这里给大家做一个简单的介绍和比较,好让大家更好的了解全球卫星导航系统的历史,现状和未来。

  GPS:20世纪70年代,随着美苏军备竞赛的升级,美国的军事领域迫切需要能够在世界范围精确定位的系统。美国国防部不惜斥资120亿美元研制军用定位系统。1978年,美国成功发射了第一颗用于GPS系统的卫星,经过20多年的建设,1994年建设完毕。

  伽利略:99年提出计划,05年末头一颗卫星升空,预计2008年投入初步使用。

  北斗系统:覆盖我国本土及周边国家。覆盖范围东经约70°一140°,北纬5°一55°

  格洛纳斯:24颗(因经费问题,经常运行的数量达不到设计数量,最少时仅仅有6颗在运行,目前有17颗正在运行)

  GPS:GPS 是单向测距系统,用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位,因此可容纳无限多用户

  北斗系统:由于北斗导航系统由于是主动双向测距的询问--应答系统,用户数量不能超过100万

  另外还有各系统的工作原理也各不相同,使用目的也有细微的差别,各自都有一些独自的特点。因太过专业就不多做介绍了。

  全球定位系统的研制和应用是各个大国和地区实力的象征,到现在还只有美俄中欧有这种实力,另外日本也有研发计划。它除了在军事上的应用以外还能为拥有国带来巨额的财富和很多的就业机会,因此就成为了大家争相投资的对象,从以上的分析我们不难看出现在的全球定位技术还是以美国最为先进和全面;俄国由于经费和民用市场开发较晚紧随其后;中国由于战略目的和美俄的不同仅限于东亚的局部;欧洲不甘落后,不愿受制于美国,以及想成长为能和美国平起平坐的一极的愿望使欧洲采取更为开放的理念更为先进的技术迎头赶上。

  因此我们不难看出全球定位系统不单单只限于技术的层面,更是各国在政治,军事,科技,经济等层面的较量和竞争。现在欧洲的“伽利略”还没建成,美国已经开始着手“GPS”的升级换代,俄罗斯开始与印度合作对格洛纳斯进行修补,中国也在秘密进行“北斗系统”扩充研究。就连日本也偷偷的在搞自己的全球定位系统。

  当我们已经依赖于老美的卫星信号的时候,我们也不得不提防突然有一天它对我们不开放了,这就是我们自己研制“北斗系统”和加入“伽利略”计划的原动力。当然在世界和平发展的今天,我们更要考虑的是相互合作,共同发展.如果有朝一日四大系统实现相互兼容,GPS装置就象今天的手机一样普及的时候,你也不要吃惊。

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