全球四大卫星定位系统课件.ppt

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1、全球四大卫星定位系统,1,2023/1/24,美国全球定位系统（GPS）,俄罗斯“格洛纳斯”系统,欧洲“伽利略”系统,中国“北斗”系统,2,2023/1/24,北 斗,GPS,伽利略,格洛纳斯,3,2023/1/24,有24颗卫星组成，分布在6条交点互隔60度的轨道面上，精度约为10米，军民两用，目前正在试验第二代卫星系统。主要是为船舶，汽车，飞机等运动物体进行定位导航。,美国全球定位系统（GPS）,4,2023/1/24,船舶远洋导航和进港引导 飞机航路引导和进场降落 汽车自主导航 地面车辆跟踪和城市智能交通管理 紧急救生 个人旅游及野外探险 个人通讯终端,5,2023/1/24,1.电力，

2、邮电，通讯等网络的时间同步 2.准确时间的授入 3.准确频率的授入 4.各种等级的大地测量，控制测量 5.道路和各种线路放样 6.水下地形测量 7.地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测 8.GIS应用 9.工程机械（轮胎吊，推土机等）控制 10.精细农业,GPS的其他应用,6,2023/1/24,7,2023/1/24,GPS卫星接收机种类很多，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。全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目

3、前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。,8,2023/1/24,莫斯科时间2011年11月4日16时51分(北京时间20时51分)，俄罗斯航天部门使用一枚“质子-M”重型运载火箭，将3颗“格洛纳斯-M”全球导航卫星成功送入太空。俄航天署署长波波夫金说，该系统在轨卫星群已有28颗卫星，达到了设计水平。随着地面设施的发展，“格洛纳斯”系统预计将在2015年完全建成。届时，其定位和导航误差范围将从目前的5米至6米缩小为1米左右，就精度而言该系统将处于全球领先地位。,俄罗斯“格洛纳斯”系统,9,2023/1/24,10,2023/1/24,数量：24颗卫星组成精度：10米左右用途：军

4、民两用,11,2023/1/24,GLONASS在定位、测速及定时精度上则优于施加选择可用性（SA）之后的GPS，由于俄罗斯向国际民航和海事组织承诺将向全球用户提供民用导航服务，并于1990年5月和1991年4月两次公布GLONASS的ICD，为GLONASS的广泛应用提供了方便。GLONASS的公开化，打破了美国对卫星导航独家经营的局面，既可为民间用户提供独立的导航服务，又可与GPS结合，提供更好的精度几何因子（GDOP）；同时也降低了美国政府利用GPS施以主权威慑给用户带来的后顾之忧，因此，引起了国际社会的广泛关注。,12,2023/1/24,13,2023/1/24,Glonass-K卫

5、星是完全基于非压力式平台的新型卫星，使用寿命达到十年，该型号卫星完成后，Glonass系统将与GPS不相上下，用户可以使用两套系统。系统目前使用的卫星为两种型号卫星Glonass卫星与其升级型号Glonass-M。Glonass-M卫星使用寿命更长，为七年，装有先进的天线馈电系统，并为民用客户增加了一个额外的导航频率。Glonass系统为军民两用而设计，可使用户实时标明位置。在2007联邦预算中共分配给Glonass 3.8亿美元，2006年则为1.81亿美元。,发展前景,14,2023/1/24,伽利略定位系统（Galileo Positioning System），是欧盟一个正在建造中的卫

6、星定位系统，有“欧洲版GPS”之称，也是继美国现有的“全球定位系统”（GPS）及俄罗斯的GLONASS系统外，第三个可供民用的定位系统。伽利略系统的基本服务有导航、定位、授时；特殊服务有搜索与救援；扩展应用服务系统有在飞机导航和着陆系统中的应用、铁路安全运行调度、海上运输系统、陆地车队运输调度、精准农业。2010年1月7日，欧盟委员会称，欧盟的伽利略定位系统将从2014年起投入运营。,欧洲“伽利略”系统,15,2023/1/24,为用户提供更准确的数据加强对高纬度地区的覆盖，包括挪威、瑞典等地区。减低对现有GPS系统的依赖，尤其是在战争发生时。,欧洲“伽利略”系统的目的,16,2023/1/2

7、4,17,2023/1/24,该系统计划将由30颗中高度圆轨道卫星和2个地面控制中心组成，其中27颗卫星为工作卫星,3颗为候补。卫星高度为24126km，位于3个倾角为56度的轨道平面内，该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外，还有2个地面控制中心。当时预计系统于2008年建成，总投资36亿欧元，以商业运营的模式全部民用。,欧洲“伽利略”系统的组成,18,2023/1/24,伽利略系统由空间段、地面段、用户三部分组成。空间段由分布在3个轨道上的30颗中等高度轨道卫星（MEO）构成，每个轨道面上有10颗卫星，9颗正常工作，1颗运行备用；轨道面倾角56度。地面段包括全球地面控制段、全球地面任务段、全球

8、域网、导航管理中心、地面支持设施、地面管理机构。用户端主要就是用户接收机及其等同产品，伽利略系统考虑将与GPS、GLONASS的导航信号一起组成复合型卫星导航系统，因此用户接收机将是多用途、兼容性接收机。,19,2023/1/24,20,2023/1/24,“伽利略”系统是世界上第一个基于民用的全球卫星导航定位系统，投入运行后，全球的用户将使用多制式的接收机，获得更多的导航定位卫星的信号，将无形中极大地提高导航定位的精度，这是“伽利略”计划给用户带来的直接好处。“伽利略”首颗实验卫星假想画面“伽利略”计划是欧洲自主、独立的全球多模式卫星定位导航系统，提供高精度，高可靠性的定位服务，实现完全非军

9、方控制、管理，可以进行覆盖全球的导航和定位功能。“伽利略”系统可以发送实时的高精度定位信息，这是现有的卫星导航系统所没有的，同时“伽利略”系统能够保证在许多特殊情况下提供服务，如果失败也能在几秒钟内通知客户。,“伽利略”定位系统的优势,21,2023/1/24,北斗卫星导航系统是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。北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性这4项原则。,中国“北斗”系统,22,2023/1/2

10、4,23,2023/1/24,北斗卫星导航系统BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System是北斗卫星导航系统示意图。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、俄罗斯格罗纳斯、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。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）、欧洲“伽利略”（GALILEO）等其他卫星导航系统兼容的终端组成。,24,2023/1/24,短

11、报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送4060个汉字的短报文信息。精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供20ns100ns时间同步精度。定位精度：水平精度100米(1)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。工作频率：2491.75MHz。系统容纳的最大用户数：每小时540000户。,中国“北斗”系统四大功能,25,2023/1/24,.“北斗”具有定位和通信双重作用,具备的 短信通讯功能就是GPS所不具备的。2.“北斗”定位精度一点二米。3.“北斗”终端价格两万元左右。4.采用接收终端不需铺设地面基站。5.灾难中心的船只一秒钟就可以发出信息。,中国“北斗

12、”系统自身的特点,26,2023/1/24,27,2023/1/24,“北斗”卫星导航定位系统的军事功能与GPS类似，如：飞机、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航；弹道导弹机动发射车、自行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位，以缩短反应时间；人员搜救、水上排雷定位等。这项功能用在军事上，意味着可主动进行各级部队的定位，也就是说大陆各级部队一旦配备“北斗”卫星导航定位系统，除了可供自身定位导航外，高层指挥部也可随时通过“北斗”系统掌握部队位置，并传递相关命令，对任务的执行有相当大的助益。换言之，大陆可利用“北斗”卫星导航定位系统执行部队指挥与管制及战场管理。,实际应用军用功能,28,20

13、23/1/24,个人位置服务：当你进入不熟悉的地方时，你可以使用装有北斗卫星导航接收芯片的手机或车载卫星导航装置找到你要走的路线。气象应用：北斗导航卫星气象应用的开展，可以促进我国天气分析和数值天气预报、气候变化监测和预测，也可以提高空间天气预警业务水平，提升我国气象防灾减灾的能力。除此之外，北斗导航卫星系统的气象应用对推动北斗导航卫星创新应用和产业拓展也具有重要的影响。,实际应用民用功能,29,2023/1/24,道路交通管理：卫星导航将有利于减缓交通阻塞，提升道路交通管理水平。通过在车辆上安装卫星导航接收机和数据发射机，车辆的位置信息就能在几秒钟内自动转发到中心站。这些位置信息可用于道路交

14、通管理。铁路智能交通：卫星导航将促进传统运输方式实现升级与转型。例如，在铁路运输领域，通过安装卫星导航终端设备，可极大缩短列车行驶间隔时间，降低运输成本，有效提高运输效率。未来，北斗卫星导航系统将提供高可靠、高精度的定位、测速、授时服务，促进铁路交通的现代化，实现传统调度向智能交通管理的转型。,实际应用民用功能,30,2023/1/24,应用推广,2003年北斗卫星导航试验系统正式提供服务以来，在 交通、渔业、水文、气象、林业、通信、电力、救援 等诸多领域得到广泛应用，注册用户已达6万，产生了显著的社会效益和经济效益。,31,2023/1/24,基于北斗系统的“新疆公众交通卫星监控系统”、“公

15、路基础设施安全监控系统”、“港口高精度实时定位调度监控系统”等应用推广工作，取得了良好的示范效果。,应用推广 交通运输,32,2023/1/24,基于北斗系统的海洋渔业综合信息服务平台，实现了向渔业管理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务。,基于北斗系统的海洋渔业综合信息服务网络,海洋渔业应用分布,33,2023/1/24,基于北斗系统的水文监测系统，实现了多山地域水文测报信息的实时传输，大大提高了灾情预报的准确性，为制定防洪抗旱调度方案提供重要的保障。,34,2023/1/24,基于北斗的高原地区气象监测站,基于北斗的珠峰气象监测站,研制成功了一系列气象测报型北斗终端设

16、备，提出了实用可行的系统应用解决方案，解决了国家气象局和各地气象中心气象站的数字报文自动传输和可视化问题。,35,2023/1/24,基于北斗的森林防火系统已成功用于实战，目前已经配备700多台套。,36,2023/1/24,TD-SCDMA抗干扰螺旋天线,北斗/GPS光纤拉远授时示意图,成功开展了北斗/GPS双模授时应用示范，突破了光纤拉远、抗干扰螺旋天线等关键技术，研发了一体化卫星授时系统。,37,2023/1/24,北斗/GPS高精度电力授时服务器,成功开展了基于北斗系统的电力时间同步应用示范，为电力事故分析、电力预警系统、保护系统等高精度时间应用创造了条件。,38,2023/1/24,减灾中心工作人员在玉树现场利用北斗用户机报告灾情,汶川地震救灾现场,基于北斗系统的导航定位、短报文通信以及位置报告功能，提供全国范围的实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等服务，极大地提高了灾害应急救援的快速反应能力和决策能力。,39,2023/1/24,40,2023/1/24,谢谢!,41,2023/1/24,42,2023/1/24,