卫星导航定位读书报告.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,卫星导航定位读书报告,随着全球卫星导航系统,GPS,、,GLONASS,的建成及使用,不仅促进了导航定位理论与应用的变革,也促进了相关产业的长足发展。为提高卫星导航定位的自主性、安全性、完好性,中国和欧盟先后启动了北斗和,Galileo,卫星导航系统的建设。之后,日本启动了伪天顶卫星系统,QZSS,，印度也启动了,IRNSS,导航系统。中国正在运行和正在建设的北斗系统是全球导航卫星系统,(GNSS),的重要组成部分。我国自,19,世纪,80,年代决定建设独立自主的卫星导航系统,(,北斗,),2003,年北斗卫星导航验证系统建成,并在多个领域得到了广泛的应用。,1,北斗系统的发展,1.,第一步,:,验证系统。,2000,年以来,中国已成功发射,3,颗,GEO,卫星,初步建成北斗卫星导航试验系统。该系统能够提供基本的定位、授时和短报文通信服务。北斗卫星导航试验验证系统的服务区域为东经,70,140,北纬,5,55,定位精度优于,20 m,。,2.,第二步,:,扩展的区域导航系统。在验证系统的基础上,北斗卫星导航系统将进行区域导航能力拓展。即由,12,颗卫星组成扩展区域卫星导航系统,采取有源与无源相结合体制,兼容北斗验证系统的全部功能。,2011,年左右覆盖亚太地区,即服务拓展到南北纬,55,东经,55,至,180,。,3.,第三步,:,北斗全球卫星导航系统。在扩展区域导航系统,12,颗卫星基础上,北斗导航系统的服务将由区域拓展到全球,设计性能优于俄罗斯的,GLONASS,与第三代,GPS,性能相当。将在,2020,年左右为全球用户提供服务。,2,北斗导航系统建设的基本原则：,开放性,:,北斗卫星导航系统将为用户免费提供高质量的开放服务,将与其他国家就卫星导航有关问题进行广泛深入的交流与合作,以推动,GNSS,及其相关技术和产业的发展。,自主性,:,中国将独立自主地发展和运行北斗系统。北斗系统能独立为全球用户提供服务,尤其是为亚太地区提供高质量的服务。,兼容性,:,北斗卫星导航系统使用卫星无线电导航业务频段,与其他卫星导航系统间存在频谱重叠。我国愿意在国际电联有关规则、建议的指导下通过频率协调,实现与其他系统的兼容和互操作。,渐进性,:,北斗系统将依据中国的技术和经济发展实际,遵循循序渐进的模式建设。通过改进系统性能,确保系统建设平稳过渡,为用户提供长期连续的服务。,3,北斗时间系统的兼容性与互操作,北斗时,(BDT),溯源到协调世界时,U TC(N T2SC),与,U TC,的时间偏差小于,100 ns,。,BDT,的起,算历元时间是,2006,年,1,月,1,日零时零分零秒,(U TC)5,。在设计北斗时间系统时,已经考虑到,BDT,与,GPS,时,(GPST),、,Galileo,时,(GST),和,GLONASST,的互操作问题,并将监测和发播,BDT,与,GPST,、,GST,、,GLONASST,及,GST,的时差。北斗导航系统的时间系统与其他导航系统的时间系统关系见图,1,。,4,5,北斗坐标系统的兼容性与互操作,北斗卫星导航系统相应的坐标系统为中国,2000,大地坐标系统,(CGCS 2000),。,CGCS 2000,的定义与国际地球参考系统,(ITRS),一致。,CGCS2000,的实现称为,CTRF 20009212,。,CTRF 2000,参考于,ITRF 97,历元为,2000.0,。,CTRF 2000,由三个层次框架点组成。第一层次,:,连续运行参考站,(28,个点,),形成,CGCS 2000,基本骨架,精度约为,3 mm;,第二层次,:“2000,国家,GPS,大地控制网”,(2 500,多点,),精度约为,3 cm,级,;,第三层次,:,全国天文大地网,(,约,50 000,个点,),大地经纬度精度约为,0.3 m,大地高精度优于,0.5 m,。理论上,一个完整的坐标系统,应包含坐标框架的变化速率,但在目前情况下,暂不能提供高精度的,CTRF,的点位速度信息,也暂不能提供点位坐标更新信息,6,从冗余度方面分析北斗导航系统的贡献,7,分析图,2,可以看出,北斗卫星导航系统及其相应的地面跟踪站建设,对全球导航用户的贡献应该是显著的,可归纳如下,:,1.,由于卫星星座的不同,有利于改善,DOP(,精度因子,),值,;,2.,由于信号频谱的不同,有利于削弱多路径效应的影响,并有利于抵制信号干扰带来的影响,;,3.,由于北斗自身的多频体制,有利于削弱电离层和对流层误差,从而有利于弱化基准站距离,的限制,有利于固定载波相位模糊度,有利于缩短首次定位时间,;,4.,由于冗余观测的大量增加,有利于减弱局部环境因素带来的影响,显然有利于削弱偶然误,差影响,;,5.,由于观测几何结构改善,有利于异常误差诊断,提高导航及授时结果的抗差性,(,或稳健性,);,6.,由于北斗导航卫星系统实现了与其他卫星系统的兼容,于是有利于减弱信号有色噪声和,系统误差影响,;,7.,由于星座体系不同,可视卫星的增加,有利于提高可用性,;,8.,由于各卫星导航系统的守时钟组不同,有利于发现单一系统的时间系统误差,有利于改善,U TC,的精度,;,9.,由于卫星体系不同,有利于卫星轨道精度的校核,发现轨道系统误差,进而改善卫星轨道,精度,;,10.,由于各卫星导航系统地面跟踪站的分布及观测不同,有利于改善全球坐标系统的精度。,8,北斗卫星导航系统重要作用,北斗卫星导航验证系统已在多个领域得到成功应用,并发挥了重要作用,包括,:,通信、水利、减灾、海事、海洋渔业、交通、勘探、森林防火等等。其应用的显著特点是集定位、授时、短报文通信及用户监测于一体。,9,北斗导航面临的问题,国际竞争,首先,北斗面临频率资源短缺问题,;,其次,很难实现全球均匀建站,;,第三,卫星导航定位市场竞争也十分激烈,GPS,导航定位用户在国际市场上占有绝对垄断地位。,政策问题,为了掌握卫星导航的主导权,北斗卫星导航系统一方面需要构建独立自主的导航定位与时间系统,又要实现与其他卫星导航系统兼容与互操作,所以需要尽快制定较完备的卫星导航发展政策。,10,政策。,服务观念问题,中国的导航体制要求有主动服务观念。特别需要北斗导航服务管理部门增强主动服务观念,迅速扩大北斗导航系统的用户群体。,技术问题,卫星系统性能与稳定性需要提高,;,原子钟技术、接收机技术、信号调制与捕获技术等都有很大的发展空间,;,与北斗导航系统相关的坐标系统和时间系统还有改进的余地,;,北斗地面跟踪站相对偏少,几何结构不够合理,;,数据服务中心,(,类似于,IGS),几乎处于空白。,11,感想,北斗卫星导航定位系统是国家重要的基础设施,也是国际导航系统的重要组成部分。北斗卫星导航系统集导航定位、授时、用户监测、短报文通信于一体,技术体制上有创新。在我国国防建设、森林防火、抗震救灾、海洋渔业、交通、水利等行业已发挥了重要作用。但北斗全球卫星导航系统也面临十分严峻的挑战,包括频率资源、有效载荷、用户系统、技术问题、市场占有率等。但是我想经过我们前辈和我们的共同努力,北斗导航体系和应用技术会取得新的突破。我们也会随着北斗的发展找到我们的方向，在这个行业占一席之地。,12,谢谢！,13,