衛(wèi)星應(yīng)用概論導(dǎo)航衛(wèi)星課件

1、衛(wèi)星應(yīng)用概論 衛(wèi)星導(dǎo)航武漢大學(xué) 測繪學(xué)院 黃勁松11. 概述2概述導(dǎo)航定義安全、高效地從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的方法或科學(xué)。要求了解的信息起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置由起點(diǎn)到終點(diǎn)需要經(jīng)過的路徑當(dāng)前的位置所需工具定位的方法或工具（系統(tǒng)）地圖3概述導(dǎo)航簡史導(dǎo)航的起源航海導(dǎo)航方法羅盤天文導(dǎo)航雷達(dá)導(dǎo)航地基無線電導(dǎo)航慣性導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航42.地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)5地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)無線電導(dǎo)航無線電導(dǎo)航利用無線電設(shè)備測定船舶、飛機(jī)及其它運(yùn)動載體的地理坐標(biāo)，引導(dǎo)它們有目的地從一地向另一地運(yùn)動的一門技術(shù)。地基無線電導(dǎo)航無線電導(dǎo)航信號發(fā)射臺安設(shè)在地球表面的導(dǎo)航系統(tǒng)，稱為地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)?？栈鶡o線電導(dǎo)航若將無線電導(dǎo)航信號發(fā)射臺安置在人造地

2、球衛(wèi)星上，就構(gòu)成導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。6地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)常用地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)無線電導(dǎo)航臺康索爾(CONSOL)VOR(VHF Omni-Range)雙曲無線電導(dǎo)航系統(tǒng)羅蘭C（Loran-C LOng RAnge Navigation) 奧米伽導(dǎo)航系統(tǒng)（ OMEGA Navigation System ）塔康（TACAN Tactical Air Navigation，TACAN）7地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)無線電導(dǎo)航臺原理無線電導(dǎo)航臺向外發(fā)射信號，用戶接收該信號以確定到導(dǎo)航臺的方向或方向及距離。特點(diǎn)純定向型用戶設(shè)備無線電定向儀，又被稱為無線電羅盤8地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)無線電導(dǎo)航臺實(shí)用系統(tǒng)康索爾（CONSOL

3、）信號頻率300 kHz/1 km3個間隔1公里排成一行的固定天線天線生成復(fù)雜的信號，可用于確定到信標(biāo)方向甚高頻全向(無線電)信標(biāo)，伏爾，VHF Omni-Range (VOR)信號110 MHz / 2.73 m2個天線，一個固定全向天線，一個旋轉(zhuǎn)窄波束天線在天線北邊，兩個信號的相位同相，在天線南部，兩個信號的相位反相，其余方向可根據(jù)兩個信號的相位差得出CONSOLVOR9地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)羅蘭C（Loran-C LOng RAnge Navigation) 特點(diǎn)遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng) 采用脈沖相位雙曲面定位原理工作頻率是90KHz110KHz（該波段有地波和天波兩種傳播方式）地波定位的作用距離為20

4、00km左右波定位的作用距離是4000km地波定位精度為460m（2），重復(fù)測量和相對定位精度為1890 m（2）缺陷羅蘭C臺鏈覆蓋地區(qū)有限（圖3-2），定位精度也較低 10地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)羅蘭C（Loran-C LOng RAnge Navigation) 工作原理系統(tǒng)構(gòu)成：羅蘭C臺鏈 一個主站，若干輔站工作方式：按精確的時間間隔，循環(huán)輪流發(fā)送脈沖信號，主站每次9個脈沖，輔站每次8個脈沖，通過接收主、輔脈沖，確定到主、輔站的距離差定位方法：雙曲定位11地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)羅蘭C（Loran-C LOng RAnge Navigation) 工作原理系統(tǒng)要求：主、輔站間精確的時間同步 利用原子

5、鐘Loran-C接收機(jī)及天線Loran-C信號發(fā)射機(jī)（2001）12地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)羅蘭C（Loran-C LOng RAnge Navigation) Loran-C臺鏈的覆蓋13地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)奧米伽（OMECA）特點(diǎn)OMEGA Navigation System甚低頻超遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)采用相位雙曲面定位原理其工作頻率為10.2KHz13.6KHz作用距離可達(dá)15000km定位精度為3.77.4km(2)，相對定位精度約為460m(2)美國海軍和海岸警衛(wèi)隊聯(lián)合研制，而由美國海岸警衛(wèi)隊控制的；主要用于跨洋航行的船舶和在海岸上空飛行的飛機(jī)導(dǎo)航。14地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)奧米伽（OMECA）系統(tǒng)組成

6、8個奧米伽地面發(fā)射臺:NORWAY (A), LIBERIA (B), HAWAII (C), NORTH DAKOTA (D), LA REUNION (E) ARGENTINA (F), AUSTRALIA (G) AND JAPAN (H)1997年9月30日0300UT停止服務(wù)15地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)塔康（TACAN）特點(diǎn)塔康（Tactical Air Navigation/戰(zhàn)術(shù)航空導(dǎo)航，TACAN），由美國國防部（DOD）和美國聯(lián)邦航空局（FAA）聯(lián)合研制和管理的航空戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)；它用地面應(yīng)答站給出飛機(jī)的方位角和距離，其測量精度分別為l度左右和185m(2)。16地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)塔康

7、（TACAN）工作原理地面旋轉(zhuǎn)天線發(fā)送含有方位信息的信號用于定向機(jī)載設(shè)備與地面接收機(jī)進(jìn)行應(yīng)答通信確定距離17地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)地基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的缺陷精度低系統(tǒng)覆蓋區(qū)域受限183.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成及其分類19衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成及其分類衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成導(dǎo)航衛(wèi)星(星座)/空間部分Space Segment空中的無線信標(biāo)臺地面支持網(wǎng)/地面部分Ground Segment衛(wèi)星跟蹤、控制、導(dǎo)航電文編算用戶設(shè)備/用戶部分User Segment接收導(dǎo)航定位信號20衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成及其分類衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的作用定位測速授時21衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成及其分類衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的類型（按工作原理）多普勒型（距離差）工作

8、原理：通過測定多普勒頻移進(jìn)行導(dǎo)航定位，屬雙曲定位特點(diǎn)：信號結(jié)構(gòu)簡單缺點(diǎn)：定位精度低，無法進(jìn)行瞬時定位距離型工作原理：通過測定距離進(jìn)行導(dǎo)航定位，屬距離交會定位特點(diǎn)：定位精度高，可進(jìn)行瞬時定位多普勒型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理22衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成及其分類距離型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理23衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成及其分類衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的類型（按測量方式）被動式/無源測量方式：用戶接收設(shè)備只接收導(dǎo)航定位信號，不發(fā)送用于導(dǎo)航定位的信號特點(diǎn)：用戶容量無限制，保密安全性好主動式/有源測量方式：用戶接收設(shè)備向外發(fā)送導(dǎo)航定位用的信號（應(yīng)答衛(wèi)星信號或主動發(fā)射信號）缺點(diǎn)：用戶容量有限制，保密安全性差一種主動式衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)244

9、.衛(wèi)星導(dǎo)航定位的誤差源 25衛(wèi)星導(dǎo)航定位的誤差源與衛(wèi)星有關(guān)的誤差衛(wèi)星軌道誤差衛(wèi)星鐘差相對論效應(yīng)與傳播途徑有關(guān)的誤差電離層延遲對流層延遲多路徑效應(yīng)與接收設(shè)備有關(guān)的誤差接收機(jī)天線相位中心的偏移和變化接收機(jī)鐘差接收機(jī)內(nèi)部噪聲265.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用27衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用軍事單兵作戰(zhàn)戰(zhàn)機(jī)、艦只、車輛導(dǎo)航武器制導(dǎo)聯(lián)合制導(dǎo)攻擊武器（JDAM - JOINT DIRECT ATTACK MUNITION）28衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用交通領(lǐng)域在民用航空方面，可用于：在航途中、導(dǎo)航、進(jìn)場、著陸和地面引導(dǎo)飛行的不同階段。在水路方面，可用于：船載導(dǎo)航，包括海洋和沿岸導(dǎo)航、進(jìn)港、港口調(diào)度和內(nèi)陸水路導(dǎo)航.在陸路方面，可用于

10、車載導(dǎo)航、出租車、貨車、公共汽車的車隊管理、以及輔助駕駛等。29衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用交通領(lǐng)域在鐵路方面，可用于列車控制、列車管理、編組管理、跟蹤測量和旅客信息服務(wù)等方面受益。在人員貨物控制方面，可用于貨物或人員的監(jiān)視控。30衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用能源領(lǐng)域精密定時，用于優(yōu)化電力在輸電線路中的傳送。對分布在電力網(wǎng)中的大量設(shè)備進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)視，由這些設(shè)備所獲取的信息在線路處線中斷或網(wǎng)絡(luò)發(fā)生問題時可被用于進(jìn)行系統(tǒng)修復(fù)。水、陸地震勘探。精確確定井位及相關(guān)設(shè)施的位置及平臺的方向。31衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用金融、銀行和保險用于在線金融交易，如時間戳記、基于時間的加密。用于保險方面，如控制和追蹤貴重貨物的方法。32衛(wèi)星導(dǎo)

11、航系統(tǒng)的應(yīng)用農(nóng)業(yè)與漁業(yè)監(jiān)控化肥、除草劑和殺蟲劑的施放，以對低產(chǎn)地塊進(jìn)行補(bǔ)充并控制雜草和蟲害（精細(xì)農(nóng)業(yè)）。正常產(chǎn)量監(jiān)控，用于維護(hù)農(nóng)業(yè)環(huán)境。船舶導(dǎo)航、定位，魚資源監(jiān)視。確認(rèn)漁船在指定水域作業(yè)，以防止侵入他國水域。建立或提高農(nóng)業(yè)用地管理登記的方法。33衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用個人導(dǎo)航將定位和通信集成?；谖恢玫姆?wù)（LBS），對移動主叫者的位置了解以便提供合適的信息。可以根據(jù)諸如有關(guān)附近的旅館、飯店和劇院信息以及天氣預(yù)報等所選服務(wù)自動定制發(fā)送到用戶手機(jī)上的數(shù)據(jù)。判定主叫者的位置，其位置將被自動確定并被報告給最近的緊急服務(wù)單位。人員跟蹤是另外一種應(yīng)用，在該應(yīng)用中能夠更有效地對外勤人員進(jìn)行協(xié)調(diào)，包括訪問患者的

12、醫(yī)護(hù)人員和社會福利人員、警察、消防員、商業(yè)人員。該項服務(wù)能廣泛用于控制和協(xié)調(diào)群體活動。提高上學(xué)途中學(xué)童的安全性。34衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用搜救及危機(jī)處理提高搜救能力。危機(jī)處理的快速反應(yīng)及相應(yīng)資源高效利用，例如對于森林火葬的有效反應(yīng)是盡早呼救并得到火災(zāi)發(fā)生地可靠而精確的位置。治安和緊急服務(wù)需要了解力量部署可靠而準(zhǔn)確位置，以便對他們進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)。其它危機(jī)情況，包括洪水、海難、井噴、地震和人道救援行動。35衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用工程應(yīng)用測量定位放樣形變監(jiān)測水道測量GIS數(shù)據(jù)采集36衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境監(jiān)測、減災(zāi)防災(zāi)、科學(xué)研究污染范圍確定、肇事船只追蹤地殼運(yùn)動監(jiān)測地面沉降監(jiān)測37衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境監(jiān)測

13、、減災(zāi)防災(zāi)、科學(xué)研究大氣監(jiān)測（電離層、水汽）地球重力場A386.國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)39國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)系統(tǒng)簡介全稱：海軍導(dǎo)航系統(tǒng)（NNSS Navy Navigation Satellite System）由于采用極軌道，故也被稱為Transit（子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）由約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室(APL)設(shè)計研制屬多普勒型的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有時又被稱為多普勒系統(tǒng)1964年1月建成1967年7月解密供民用40OSCARNOVA國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間部分衛(wèi)星：OSCAR（1963）NOVA（1979）衛(wèi)星星座 6顆衛(wèi)星6個極軌道面軌道高

14、度1075km信號頻率14.9996MHz 30 = 149.988MHz頻率24.9996MHz 80 = 399.968MHz星歷（廣播星歷）子午衛(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星星座子午衛(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星41國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)地面控制部分跟蹤站計算中心注入站控制中心海軍天文臺用戶部分多普勒接收機(jī)天線及前置放大器接收單元微機(jī)或微處理器輸出設(shè)備多普勒接收機(jī)42國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位方法單點(diǎn)定位方法：在一個站上用一臺接收機(jī)對衛(wèi)星進(jìn)行觀測，進(jìn)而求得該站的地心坐標(biāo)的方法。精度：廣播星歷100次衛(wèi)星通過35m，精密星歷40次衛(wèi)星通過0.51m特點(diǎn)：方法簡單，瞬時定

15、位，定位精度低。多普勒單點(diǎn)定位43國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位方法聯(lián)測定位方法：在兩個測站上同時對衛(wèi)星進(jìn)行測量，進(jìn)而求出這兩站間的相對位置的定位方法。精度： ，D為站間距，n為衛(wèi)星通過次數(shù)特點(diǎn)：可消除公共誤差或其影響，定位精度高。多普勒聯(lián)測定位44國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位方法短弧法定位方法：在單點(diǎn)定位和聯(lián)測定位中都把衛(wèi)星星歷視為已知值而固定下來。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(biāo)和其它參數(shù)。精度：廣播星歷，2001000km，達(dá)0.51m特點(diǎn)：算法復(fù)雜，當(dāng)觀測時間長，站間距離遠(yuǎn)時，定位精度高。45國

16、外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)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(dǎo)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(shù)，接收機(jī)在同一時間只能對一顆衛(wèi)星進(jìn)行觀測導(dǎo)航定位精度低衛(wèi)星和接收機(jī)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46國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午衛(wèi)星導(dǎo)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(dǎo)航系統(tǒng)，稱之為CICADA軍用系統(tǒng)PARUS民用系統(tǒng)TsikadaTSYKLON (或TSIKLON）衛(wèi)星47國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)（GPS）全球定位系統(tǒng)（GPS）概況NAVigation Sat

17、ellite Timing And Ranging Global Positioning System NAVSTAR GPS。美國建立坐標(biāo)參照系：WGS-84時間系統(tǒng)：GPST48國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)（GPS）全球定位系統(tǒng)（GPS）發(fā)展簡史史1973年12月，DoD批淮進(jìn)行研制，總投資300億美元系統(tǒng)研制和建立分方案論證、工程研制和生產(chǎn)作業(yè)等三個階段 1978年2月22日，第一顆GPS試驗(yàn)衛(wèi)星的發(fā)射成功，標(biāo)志著工程研制階段的開始，1989年2月14日，第一顆GPS工作衛(wèi)星的發(fā)射成功，宣告GPS系統(tǒng)進(jìn)入了生產(chǎn)作業(yè)階段。1991年，在海灣戰(zhàn)爭中，GPS首次大規(guī)模用于實(shí)戰(zhàn)。1993年6月（

18、12月8日宣布）系統(tǒng)達(dá)到初始運(yùn)行能力（IOC - Initial Operational Capability）。1995年4月27日（7月17日宣布），系統(tǒng)達(dá)到全運(yùn)行能力（FOC - Full Operational Capability）。1999年1月25日，美國宣布，將斥資40億美圓，進(jìn)行GPS現(xiàn)代化。2000年5月1日，美國宣布，GPS停止實(shí)施SA 一種人為降低GPS導(dǎo)航定位精度的措施。（實(shí)際停止實(shí)施SA是5月2日）。49國外衛(wèi)星導(dǎo)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GPS50國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)（GPS）全球定位系統(tǒng)

19、（GPS）GPS衛(wèi)星星座設(shè)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(zhuǎn)，地球-衛(wèi)星的幾何關(guān)系每天提前4min重復(fù)一次） 特點(diǎn)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(dāng)前星座29顆51國外衛(wèi)星導(dǎo)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52國外衛(wèi)星導(dǎo)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(dǎo)航電文生成用于導(dǎo)航定位的信號（測距碼、載波）發(fā)送用于導(dǎo)航定位的信號（采用雙相調(diào)制法調(diào)制在載波上的測距碼和導(dǎo)航電文）接受地面指令，進(jìn)行相應(yīng)操作其他特

20、殊用途，如通訊、監(jiān)測核暴等。 主要設(shè)備太陽能電池板原子鐘（2臺銫鐘、2臺銣鐘）信號生成與發(fā)射裝置 53全球定位系統(tǒng)（GPS）GPS衛(wèi)星的類型試驗(yàn)衛(wèi)星：Block 工作衛(wèi)星：Block Block ：存儲星歷能力為14天，具有SA和AS地能力Block A （Advanced）：衛(wèi)星間可相互通訊，存儲星歷能力為180天，SV35和SV36帶有激光反射棱鏡Block R （Replacement/Replenishment）：衛(wèi)星間可相互跟蹤相互通訊Block F（Follow On）：新一代的GPS衛(wèi)星,增設(shè)第三民用頻率國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)（GPS）54國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)（GP

21、S）全球定位系統(tǒng)（GPS） GPS衛(wèi)星Block IIRBlock IIABlock IIABlock IIRBlock IIFBlock IIR不同類型的GPS衛(wèi)星55國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)（GPS）全球定位系統(tǒng)（GPS）當(dāng)前的GPS衛(wèi)星狀態(tài)GPS OPERATIONAL ADVISORY 269SUBJ: GPS STATUS 26 SEP 20051. SATELLITES, PLANES, AND CLOCKS (CS=CESIUM RB=RUBIDIUM):A. BLOCK I : NONE B. BLOCK II: PRNS 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

22、, 10, 11, 13, 14, 15 PLANE : SLOT F6, D7, C2, D4, B4, C1, C4, A3, A1, E3, D2, F3, F1, D5 CLOCK : CS, RB, CS, RB, RB, RB, RB, CS, CS, CS, RB, RB, RB, CS BLOCK II: PRNS 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 PLANE : SLOT B1, E4, C3, E1, D3, E2, F4, D1, A2, F2, A4, B3, F5, B2 CLOCK : RB

23、, RB, RB, RB, RB, RB, RB, CS, CS, RB, CS, RB, RB, RB BLOCK II: PRNS 31 PLANE : SLOT C5 CLOCK : CS56國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)（GPS）全球定位系統(tǒng)（GPS）地面監(jiān)控部分 （Ground Segment）組成主控站：1個監(jiān)測站：5個注入站：3個通訊與輔助系統(tǒng)57國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)（GPS）全球定位系統(tǒng)（GPS）地面監(jiān)控部分 （Ground Segment）分布58國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)（GPS）全球定位系統(tǒng)（GPS）地面監(jiān)控部分 （Ground Segment）作用主控站管理、協(xié)

24、調(diào)地面監(jiān)控系統(tǒng)各部分的工作編算廣播星歷 軌道參數(shù)、衛(wèi)星鐘改正數(shù)等調(diào)整衛(wèi)星狀態(tài)調(diào)度衛(wèi)星監(jiān)測站對衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤觀測記錄氣象數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)傳送到主控站注入站向衛(wèi)星注入導(dǎo)航電文和指令等通訊與輔助系統(tǒng)負(fù)責(zé)各部分間的通訊及數(shù)據(jù)傳送59國外衛(wèi)星導(dǎo)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(shè)備接收設(shè)備GPS信號接收機(jī)其它儀器設(shè)備60國外衛(wèi)星導(dǎo)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(jī)的組成天線單元帶前置放大器接收天線接收單元信號通道存儲器微處理器輸入輸出設(shè)備電源天線單元接收單元61國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球

25、定位系統(tǒng)（GPS）62國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)（GPS）全球定位系統(tǒng)（GPS）GPS衛(wèi)星信號的組成部分載波（Carrier）L1L2測距碼（Ranging Code）C/A碼（目前只被調(diào)制在L1上）P(Y)碼（被分別調(diào)制在L1和L2上）衛(wèi)星（導(dǎo)航）電文（Message）63國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASSGLONASS簡介GLONASS GLObal NAvigation Satellite System俄羅斯的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)1976年蘇聯(lián)決定建立GLONASS系統(tǒng)坐標(biāo)參照系：PZ-90時間系統(tǒng)：UTC（SU）64國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASSGLONASS系統(tǒng)組成衛(wèi)星星座（空間段）地基控

26、制設(shè)施（控制段）用戶設(shè)備（用戶段）65國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASSGLONASSGLONASS的衛(wèi)星星座66國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASSGLONASSGLONASS的衛(wèi)星星座第一顆衛(wèi)星于1982年發(fā)射升空。原計劃1991年成為一個完全運(yùn)行系統(tǒng)，但直到1995/1996年星座才部署完成。衛(wèi)星GLONASS：壽命3年（過去）GLONASS-M：壽命7年（當(dāng)前）GLONASS-K：壽命10年（將來）67國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASS 1.STATUS Information Group GLONASS Constellation Status ( September 26, 2005) GLON

27、ASS Cosmos Plane/ Frequ. Launch Intro Status Outagenumber number slot chann. date date date796 2413 1/01 02 26.12.2004 06.02.2005 operating 794 2402 1/02 01 10.12.2003 02.02.2004 operating 789 2381 1/03 12 01.12.2001 04.01.2002 operating 795 2403 1/04 06 10.12.2003 30.01.2004 operating 711 2382 1/05

28、 02 01.12.2001 15.04.2003 operating 701 2404 1/06 01 10.12.2003 09.12.2004 operating 712 2411 1/07 26.12.2004 .797 2412 1/08 06 26.12.2004 06.02.2005 operating 787 2375 3/17 05 13.10.2000 04.11.2000 operating 783 2374 3/18 10 13.10.2000 05.01.2001 operating 792 2395 3/21 05 25.12.2002 31.01.2003 ope

29、rating 791 2394 3/22 10 25.12.2002 10.02.2003 operating 793 2396 3/23 11 25.12.2002 31.01.2003 operating 788 2376 3/24 03 13.10.2000 21.11.2000 operating Note: All the dates (DD.MM.YY) are given at Moscow Time (UTC+0300)當(dāng)前GLONASS衛(wèi)星星座的狀態(tài)68國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASSGLONASSGLONASS的導(dǎo)航定位信號結(jié)構(gòu)載波測距碼導(dǎo)航電文輔助碼69國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GL

30、ONASSGLONASSGLONASS的導(dǎo)航定位信號載波兩個頻率：L1，L2頻分多址右旋極化其中：70國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASSGLONASSGLONASS的導(dǎo)航定位信號信號的調(diào)制L1：511 kbps的偽隨機(jī)測距信號50 bps的導(dǎo)航電文信號100 Hz的輔助信號L2：511 kbps的偽隨機(jī)測距信號100 Hz的輔助信號71國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GalileoGalileo簡介Galileo 歐洲的民用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)計劃2008年建成總投資約3234億歐元目前處于系統(tǒng)試驗(yàn)階段，計劃2005年發(fā)射12顆試驗(yàn)衛(wèi)星坐標(biāo)參照系：GTRF時間系統(tǒng)：GST72國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GalileoGalile

31、o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56。地面段包括全球地面控制段、全球地面任務(wù)段、全球域網(wǎng)、導(dǎo)航管理中心、地面支持設(shè)施、地面管理機(jī)構(gòu)。用戶段 用戶接收機(jī)。多用途、兼容型（Galileo+GPS+Glonass）接收機(jī)。 環(huán)境段 包括電離層、對流層、多徑效應(yīng)和無線電干擾等。73國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GalileoGalileo信號組成載波4個頻率E5a和E5b：11641215 MHzE6： 12601300 MHzE2-L1-E1 ：15591592 MHz右旋極化導(dǎo)航信號測距碼導(dǎo)航電文完備性信息74國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

32、GalileoGalileo導(dǎo)航信號的類型OS Data Open Service（開放服務(wù)）：調(diào)制在E5a, E5b 和 E2-L1-E1，未加密。CS Data Commercial Service （商業(yè)服務(wù)） ：調(diào)制在E5b, E6和E2-L1-E1上，加密。SOL Data Safety-of-life Services （生命安全服務(wù)）：調(diào)制在E5a, E5b 和 E2-L1-E1，受控。PRS Data Public Regulated Service（公共管制服務(wù)）：調(diào)制在E6和E2-L1-E1上，加密。757.中國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng) 76中國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)簡介我國獨(dú)立自主建立的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。由于系統(tǒng)由兩顆地球靜止衛(wèi)星