GPS、中国北斗卫星导航系统、格洛纳斯、伽利略卫星导航系统。
1、GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称,而其中文简称为“球位系”。
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。
2、中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。
3、格洛纳斯(GLONASS),是俄语“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM”的缩写。
该系统最早开发于苏联时期,后由俄罗斯继续该计划。俄罗斯 1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。该系统于2007年开始运营,当时只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务。到2009年,其服务范围已经拓展到全球。该系统主要服务内容包括确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动速度信息等。
4、伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system),是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统,该计划于1999年2月由欧洲委员会公布,欧洲委员会和欧空局共同负责。系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成,其中27颗工作星,3颗备份星。卫星轨道高度约2.4万公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内。
扩展资料:
北斗芯片
2012年12月27日,国家正式宣布北斗卫星导航系统试运行启动,标志着中国自主卫星导航产业发展进入崭新的发展阶段。其中,卫星导航专用ASIC硬件结合国产应用处理器的方案,成为北斗卫星导航芯片一项重大突破。该处理器由中国本土IC设计公司研发,具有完全自主知识产权并已实现规模应用,一举打破了电子终端产品行业普遍采用国外处理器局面。
卫星导航终端中采用的导航基带及射频芯片,是技术含量及附加值最高的环节,直接影响到整个产业的发展。在导航基带中,一般通过导航专用ASIC硬件电路结合应用处理器的方案来实现。此前的应用处理器多选用国外公司ARM处理器芯片核,需向国外支付IP核使用许可费用的同时,技术还受制于人,无法彻底解决产业安全及保密安全问题。
而通过设立重大专项应用推广与产业化项目等方式,北斗多模导航基带及射频芯片国产化现已实现,中国人自己的应用处理器也在北斗多模导航芯片中得到规模应用。
参考资料来源:百度百科 全球卫星导航系统
参考资料来源:百度百科 GPS系统
参考资料来源:百度百科 北斗卫星导航系统
参考资料来源:百度百科 格洛纳斯
参考资料来源:百度百科 伽利略卫星导航系统
当今世界公认的三大定位系统是GPS系统、北斗系统和GLONASS系统(“格洛纳斯”系统)。
1、GPS系统:GPS系统是美国从上世纪70年代开始研制,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,经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
2、北斗系统:北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统,是继美国GPS全球定位系统和俄国GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具有短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度优于20m。
3、“格洛纳斯”系统:“格洛纳斯”GLONASS是前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统,覆盖范围包括全部地球表面和近地空间,也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。虽然“格洛纳斯”系统的第一颗卫星早在1982年就已发射成功,但受苏联解体影响,整个系统发展缓慢。直到1995年,俄罗斯耗资30多亿美元,才完成了GLONASS导航卫星星座的组网工作。此卫星网络由俄罗斯国防部控制。
拓展资料:
全球卫星导航系统
全球导航卫星系统能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。 GPS应用:精细农业、科学研究(野外生物学、气象学、地球科学)、环境监测、突发事件和灾害评估、安全保障、天体与建筑工程和自然资源分析的定位。卫星导航系统为人类带来了巨大的社会和经济效益,迄今,比较完善的卫星导航系统已经有美国GPS和俄罗斯GLONASS系统,欧洲计划推出自己的卫星导航系统Galileo。
百度百科--全球卫星导航系统
1.美国全球定位系统(GPS)。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; 美国“全球定位系统”(GPS),是目前世界上应用最广泛、也是技术最成熟的导航定位系统。GPS空间部分目前共有30颗、4种型号的导航卫星。1994年3月,由24颗卫星组成的导航“星座”部署完毕,标志着GPS正式建成。
2.俄罗斯格洛纳斯:抗干扰能力强。有24颗卫星组成,精度在10米左右,军民两用,设计2009年底服务范围拓展到全球;也是由军方负责研制和控制的军民两用导航定位卫星系统。尽管其定位精度比GPS、伽利略略低,但其抗干扰能力却是最强的。格洛纳斯项目是苏联在1976年启动的项目。
3.欧洲“伽利略”系统。有30颗卫星组成,定位误差不超过1米,主要为民用。2005年首颗试验卫星已成功发射。预计2008年前开通定位服务; 伽利略定位系统是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统,有“欧洲版GPS”之称。伽利略定位系统总共发射30颗卫星,其中27颗卫星为工作卫星,3颗为候补卫星。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。
4.中国“北斗”系统。由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。定位精度10米。计划2008年左右覆盖中国及周边地区,然后逐步扩展为全球卫星导航系统。
北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是:建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。
GPS系统由空间部分、控制部分和用户部分组成。详情如下:
1、空间部分
GPS定位系统的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成,这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座,其中21颗为可用于导航的卫星,3颗为活动的备用卫星。
2、控制部分
GPS定位系统的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成,根据其作用的不同,这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。
3、用户部分
GPS定位系统的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机气象仪器等所组成。
GPS系统的特点:
1、全球全天候定位
GPS卫星的数目较多,且分布均匀,保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星,确保实现全球全天候连续的导航定位服务(除打雷闪电不宜观测外)。
2、定位精度高
应用实践已经证明,GPS相对定位精度在50km以内可达10-6m,100-500km可达10-7m,1000km可达10-9m。
3、观测时间短
随着GPS系统的不断完善,软件的不断更新,20km以内相对静态定位,仅需15-20分钟。
参考资料来源:百度百科——全球定位系统
1、中国北斗(特点:开放兼容)
是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是:建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统。
2、美国GPS(特点:成熟)
是目前世界上应用最广泛、技术最成熟的导航定位系统。GPS空间部分目前共有30颗导航卫星。1994年,由24颗卫星组成的导航“星座”部署完毕,标志着GPS正式建成。
3、欧洲伽利略(特点:精准)
是欧盟正在建造的卫星定位系统,有“欧洲版GPS”之称。总共发射30颗卫星,其中27颗为工作卫星,3颗为候补卫星。该系统有两个地面控制中心。
4、俄罗斯格洛纳斯(特点:抗干扰)
由24颗卫星组成,是由军方负责研制和控制的军民两用导航定位卫星系统。定位精度比GPS、伽利略低,但抗干扰能力很强。该系统由前苏联在1976年启动。
全球定位系统GPS计划
最初的GPS计划在联合计划局的领导下诞生了,该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个GPS轨道上有8颗卫星,地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。
这样,粗码精度可达100m,精码精度为10m。由于预算压缩,GPS计划不得不减少卫星发射数量,改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上,然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。
1988年又进行了最后一次修改:21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上。这也是GPS卫星所使用的工作方式。
GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础,向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。
它由三部分构成,一是地面控制部分,由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分,由24颗卫星组成,分布在6个轨道平面。三是用户装置部分,由GPS接收机和卫星天线组成。民用的定位精度可达10米内。
DOP是Dilution of Precision的缩写,直译为“精度强弱度”,通常翻译为“相对误差”。具体含义是:由于观测成果的好坏与被测量的人造卫星和接收仪间的几何形状有关且影响甚大,所以计算上述所引起的误差量称为精度的强弱度。天空中卫星分布程度越好,定位精度越高。
世界上一共有四种卫星导航系统 。
1、美国的GPS卫星定位系统
2、欧洲的伽利略卫星定位系统
3、俄罗斯的俄罗斯格洛纳斯卫星定位系统
4、中国的北斗卫星定位系统
1、 产生背景
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。
2、 系统结构
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。
由主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统组成;
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。
4 、系统特点
(1)全天候;
(2)全球覆盖;
(3)三维定速定时高精度;
(4)快速省时高效率;
(5)应用广泛多功能。
5 、定位服务
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。
6 、主要用途
(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。
GPS的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成,这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座,其中21颗为可用于导航的卫星,3颗为活动的备用卫星。这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行。卫星的运行周期约为12恒星时。每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。GPS用户正是利用这些信号来进行工作的。
任意时刻任何区域天顶不少于6个卫星,一般6-9颗,可见卫星。
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,采用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置。如图所示,假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机,可以测定GPS信号到达接收机的时间△t,再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式:
上述四个方程式中待测点坐标x、 y、 z 和Vto为未知参数,其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。
di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。
△ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。
c为GPS信号的传播速度(即光速)。
四个方程式中各个参数意义如下:
x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。
xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标, 可由卫星导航电文求得。
Vt i (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差,由卫星星历提供。
Vto为接收机的钟差。
由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接收机的钟差Vto 。