GPS与北斗二代双频接收机低噪放模块设计实现
GPS与北斗二代双频接收机低噪放模块设计实现
摘要设计并实现了一款覆盖GPS L1波段和北斗二代B1波段的低噪放模块。该模块中的低噪声放大器使用分立元件搭建，匹配电路调试灵活，满足了模块对输入输出驻波的高要求。测试结果表明，低噪放模块增益为26 dB，带内增益平坦，输入输出驻波<1.5，噪声系数<2 dB，带外抑制度80 dBc，输出1 dB压缩点8dBm，满足了导航系统接收机前端对低噪放模块的要求。
全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆、海、空3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3大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务。北斗导航系统是我国自主研发、拥有独立知识产权的全球卫星导航系统。根据全球卫星导航系统的定位原理及卫星信号特征，为实现接收机快速、连续、精确定位，多个卫星导航系统组合使用是未来发展的趋势。本文就GPS和北斗二代导航系统在接收机前端的组合应用进行了探索。
低噪放模块的主要功能是将天线所接收到的射频信号进行低噪声放大，滤波后输出至接收机。本文设计实现了一款覆盖GPS L1波段(1 575.42±1.023 MHz)和北斗二代B1波段(1 561.098±2.046 MHz)的低噪放模块，其具有输入输出驻波小、增益高、噪声系数小、带外抑制度高、输出1 dB压缩点高等优点，可用于导航系统的接收机前端。
1 概述
本方案的低噪放模块主要由带通滤波器、低噪声放大器和衰减器等组成，总体框图如图1所示。
对于模块设计，低噪声放大器一般选取集成芯片;在增益、噪声系数等指标上，单片低噪声放大器比分立元件有较大优势。但由于本模块对输入输出驻波要求较高，而集成芯片的驻波难以调试，所以选用分立元件搭建低噪声放大器。第一级带通滤波器选用介质滤波器。介质滤波器可滤除系统不需要的频段，也可承受较大的功率，能够用来保护低噪声放大器免受大功率输入信号的烧毁。第二级和第三级带通滤波器选用声表面波滤波器，以提高模块的带外抑制度。衰减器用于调节模块的增益。
2 低噪声放大器的设计
在射频微波晶体管放大器的设计中，需着重考虑的是电路的稳定性、功率增益、工作带宽、噪声和直流偏置。而对于低噪声放大器，通常情况下设计的目标是最小的噪声系数。由于最小噪声系数和最大功率增益不能同时得到，所以需在噪声和增益之间做出折中考虑。
2.1 放大器的稳定性
稳定性是射频放大器设计需要考虑的重要因素，假如放大器的输入或输出端口阻抗中有负实部，则该电路可能发生振荡，所以必须对放大器进行稳定性检验。判断放大器稳定性的方法有稳定性圆法，K-△法，单μ法。本文使用K-△法，具体判定公式为
其中，△=S11S22-S17S21。若K>1且△<1，则放大器是无条件稳定的;否则，放大器就有可能发生振荡。
2.2 低噪声指标的实现
噪声系数的基本定义是放大器输入和输出信噪比的比值。噪声系数是低噪声放大器的重要指标。对于单级放大器而言，噪声系数可表示为
其中，Fmin是晶体管的最小噪声系数;Γopt是获取最小噪声系数Fmin的源反射系数;rn是归一化噪声电阻。这3个参数均为晶体管的噪声参数。Γs为实际放大器的源反射系数;Fmin是晶体管工作电流和频率的函数，对于每个Fmin只有一个Γopt与之对应。
2.3 放大器的1 dB压缩点
1 dB压缩点是表征放大器线性度的一个量，放大器有一个线性动态范围，在该范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。随着输入功率的继续增大，放大器进入非线性区，其输出功率不再随输入功率的增加而线性增加，通常情况下，其输出功率低于小信号增益所预计的值。通常将增益下降到比线性增益低1 dB时的输出功率值定义为输出功率的1 dB
压缩点。而对于模块或系统，1dB压缩点表征的是模块或系统的线性度。
2.4 低噪声放大器的仿真
为设计一款用于GPS L1波段和北斗二代B1波段的低噪声放大器，文中选用Avago公司的ATF54143晶体管，其增益高、噪声小。利用ADS(Advanced Design System)软件，并对放大器的直流偏置电路进行设计，对放大器的增益、噪声系数和驻波进行仿真优化。
设计时，源极串联电感作为负反馈，用于增加放大器的稳定性和控制增益及增益平坦度。由于电感值较小，因此利用一段短路微带线实现，这样做简单方便，且成本低、易于调试。在微波射频频段，元器件的寄生效应明显，所以仿真电路时，需考虑主要电路的焊盘分布参数、金属孔化、不连续节点和电感电容元件的寄生效应等。在保证增益和输入输出驻波的前提下，使用最小噪声匹配，使放大器的噪声系数尽可能小。整个低噪声放大器的仿真电路如图2所示。
放大器的仿真结果如图3所示。由图3(a)可看出，在7 GHz以下，稳定系数K>1且△<1，这说明在7 GHz以下，放大器均无条件稳定;在L1波段(1 575.42±1.023 MHz)和B1
波段(1 561.098±2.046 MHz)，放大器的增益约为17 dB，噪声系数约为0.6 dB，输入驻波在1.2以下，输出驻波在1.4以下，满足低噪放模块中对低噪声放大器的指标要求。从图
3(b)可看出，单个低噪声放大器的输入1 dB压缩点为0 dBm，输出1 dB压缩点为16.4 dBm。
北斗一代接收机数据接口要求
精心整理 北斗用户机用户接口协议 （内部资料，注意保存） 接口数据传输约定 3bit 填“0 果； 对于有符号参数，第1位符号位统一规定为“0”表示“+”，“1”表示“-”，其后位数为参数值，用原码表示。
接口数据传输协议 外设至用户机信息传输格式 户所在位置的大地高程数据≥16300米或天线高≥400米； 当“测高方式”为“00”时，“高程数据和天线高”参数单位1米。对于普通用户，该参数高16bit（第1位为符号位）为天线所在点的大地高程数据，低16bit为天线高（填全“0”）；对于高空用户，该参数为为天线所在点的大地高程数据，是无符号数； 当“测高方式”为“01”时，对于普通用户，“高程数据和天线高”参数高16bit填全“0”，低16bit填天线距离地面的高度，单位为0.1米；对于高空用户，该参数填天线距离地面的高
度，单位为0.5米； 当“测高方式”为“10”时，对于普通用户，“高程数据和天线高”参数高16bit填全“0”，低16bit填天线距离地面的高度，单位为0.1米；对于高空用户，该参数填天线距离地面的高度，单位为0.5米； 当“测高方式”为“11”时，对于普通用户，“高程数据和天线高”参数低16bit填天线距离用户机中气压仪的高度，单位为0.1米，高16bit填用户机中气压仪所处位置的概略正常高，其中第1位为符号位，单位1米；对于高空用户，“高程数据和天线高”参数填用户机中气压仪所处位置的概略正常高，单位1米。如果用户将概略正常高填为全“0”，则用户机在入 20bit 码） 串口输出（$CKSC） “传输速率”：“00H”表示19.2Kbps、“01H”表示1.2Kbps、“02H”表示2.4Kbps、“03H”表示4.8Kbps、“04H”表示9.6Kbps、“05H”表示38.4Kbps、“06H”表示57.6Kbps、“07H”表示115.2Kbps。默认值为“00H”。
北斗、Galileo、GLONASS、GPS定位导航系统对比
北斗、Galileo、GLONASS、GPS定位导航系统对比 世界有四大定位导航系统，分别是中国的北斗卫星定位系统、欧盟的Galieo、俄罗斯的GLONASS、美国人的GPS定位系统。 1.GPS 2.GLONASS全球导航卫星系统 GLONASS的起步晚于GPS9年。从前苏联 1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星开始，到1996年，13年时间内历经周折，虽然遭遇了苏联的解体，由俄罗斯接替部署，但始终没有终止或中断GLONASS卫星的发射。1995年初只有16颗GLONASS卫星在轨工作，1995年进行了三次成功发射，将9颗卫星送入轨道，完成了24颗工作卫星加1颗备用卫星的布局。经过数据加载、调整和检验，已于 1996年1月18日．整个系统正常运行。 1卫星星座 GLONASS卫星星座的轨道为三个等间隔椭圆轨道，轨道面间的夹角为120度，轨道倾角 64．8度，轨道的偏心率为o．01，每个轨道上等间隔地分布8颗卫星。卫星离地面高度19100km，绕地运行周期约11小时15分，地迹重复周期8天，轨道同步周期17困。 由于GLONASS卫星的轨道倾角大于GPS卫星的轨道倾角，所以在高纬度(50度以上)地区的可视性较好。 每颗GLONASS卫星上装有艳原子钟以产生卫星上高稳定时标，并向所有星载设备的处理提供同步信号。星载计算机将从地面控制站接收到的专用信息进行处理，生成导航电文向用户广播。导航电文包括：
①星历参数；②星钟相对于GLONASS时的偏移值；③时间标记； ④GLONA SS历书。 GLONASS卫星向空间发射两种载波信号。L1频率为 1.602— 1.616MHz．L2频率为 1．246— 1．256MHz为民用，L2供军用。 2．地面探制系统 地面控制站组包括一个系统控制中心，一个指令跟踪站，网络分布于俄罗斯境内。 CTS跟踪着GLoNAs5可视卫星，它遥测所有卫星，进行测距数据的采集和处理，并向各卫星发送控制指令和导航信息。 3用户设备 接收GUNASS卫星信号并测量其伪距和速度，同时从卫星信号中选出并处理导航电文。 接收机中的计算机对所有输入数据处理并算出位置坐标的三个分旦、速度矢量的三个分量和时间。利用两个独立的卫星定位系统进行导航和定位测量，可有效地削弱美俄两国对各自定位系统的可能控制，提高定位的可靠性和安全性。 4伐罗斯联邦政府对GLONA5S系统的使用政策 早在1991年俄罗斯首先宣称；GLoNAs5系统可供国防民间使用、不带任何限制，也不计划对用户收费．该系统将在完全布满星座后遵照已公布的性能运行至少15年。民用的标准精度通道(csA)精度数据为：
3-北斗-全球卫星导航系统(GNSS)接收机数据自主交换格式BD410001-2015
BD 410001-2015北斗/全球卫星导航系统（GNSS）接收机 数据自主交换格式 BeiDou/Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver indepedent exchange format 2015-11-01 实施 2015-10-19 发布
BD 410001-2015 目 次 前 言 ................................................................................ V 引 言 .............................................................................. VII 1范围 (1) 2规范性引用文件 (1) 3术语、定义和缩略语 (1) 3.1 术语和定义 (1) 3.2 缩略语 (2) 4总则 (2) 4.1 GNSS接收机数据自主交换格式文件 (2) 4.1.1 文件类型 (2) 4.1.2 文件结构 (2) 4.1.3 文件格式 (3) 4.1.4 文件名称 (3) 4.1.5 卫星系统及编号 (4) 4.1.6 时间系统标识符 (4) 4.2 文件头部分 (5) 4.2.1 基本格式 (5) 4.2.2 头记录标识 (5) 4.2.3 头记录的排列顺序 (5) 4.2.4 头记录信息未知项的处理 (5) 4.2.5 头部分的读取 (5) 4.2.6 时间系统 (5) 5GNSS观测数据文件 (6) 5.1 观测量 (6) 5.1.1 观测时刻 (6) 5.1.2 伪距 (6) 5.1.3 载波相位 (7) 5.1.4 多普勒变化值 (7) 5.1.5 其他观测量 (7) 5.2 基础观测量的修正 (7) 5.2.1 伪距观测值的系统时间差修正 (7) 5.2.2 接收机钟差修正 (9) 5.3 GNSS观测数据文件的头部分 (9)
北斗卫星导航系统定位原理及应用
xxxx导航系统定位原理及其应用 北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。。 北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。四颗导航定位卫星的发射时间分别为： 2000年10月31日； 2000年12月21日； 2003年5月25日， 2007年4月14日，第三、四颗是备用卫星。2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥?双保险?作用。北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。北斗二代卫星定位系统的英文为Compass（即指南针），在ITU登记的无线电频段为L波段。北斗一号系统的基本功能包括： 定位、通信（短消息）和授时。北斗二代系统的功能与GPS相同，即定位与授时。 其工作原理如下： ?北斗一号?卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标
北斗gps卫星定位系统定位原理
网址：https://www.360docs.net/doc/0a4319439.html, 北斗gps卫星定位系统定位原理 北斗卫星定位系统哪家好？北斗卫星定位系统的原理是什么？八杰科技为您解答。 定位原理 35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定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，在接收机对卫星观测中，我们可得到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
网址：https://www.360docs.net/doc/0a4319439.html, 若干组，每组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。 卫星定位实施的是“到达时间差”（时延）的概念：利用每一颗卫星的精确位置和连续发送的星上原子钟生成的导航信息获得从卫星至接收机的到达时间差。 卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号，供接收机接收。由于传输的距离因素，接收机接收到信号的时刻要比卫星发送信号的时刻延迟，通常称之为时延，因此，也可以通过时延来确定距离。卫星和接收机同时产生同样的伪随机码，一旦两个码实现时间同步，接收机便能测定时延；将时延乘上光速，便能得到距离。 每颗卫星上的计算机和导航信息发生器非常精确地了解其轨道位置和系统时间，而全球监测站网保持连续跟踪。 卫星导航原理 踪卫星的轨道位置和系统时间。位于地面的主控站与其运控段一起，至少每天一次对每颗卫星注入校正数据。注入数据包括：星座中每颗卫星的轨道位置测定和星上时钟的校正。这些校正数据是在复杂模型的基础上算出的，可在几个星期内保持有效。 卫星导航系统时间是由每颗卫星上原子钟的铯和铷原子频标保持的。这些星钟一般来讲精确到世界协调时（UTC）的几纳秒以内，UTC是由美国海军观象台的“主钟”保持的，每台主钟的稳定性为若干个10^-13秒。卫星早期采用两部铯频标和两部铷频标，后来逐步改变为更多地采用铷频标。通常，在任一指定时间内，每颗卫星上只有一台频标在工作。 卫星导航原理：卫星至用户间的距离测量是基于卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差，称为伪距。为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。
北斗卫星导航系统常识简介
北斗卫星导航系统常识 简介 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
北斗卫星导航系统常识简介一、北斗卫星导航系统现状 中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 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。 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星（又称24小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象等方面）和30颗非静止轨道卫星组成，2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。中国正在实施北斗卫星导航系统建设，截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。 2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统，覆盖范围东经约70°-140°，北纬5°-55°。北斗
北斗卫星导航定位系统简介
北斗卫星导航定位系统，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。卫星导航系统是重要的空间基础设施，它综合了传统天文导航定位和地面无线电导航定位的优点，相当于一个设置在太空的无线电导航台，可带来巨大的社会经济效益。在测绘、电信、水利、公路交通、铁路运输、渔业生产、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域会逐步发挥重要作用。 世界上第一个全球卫星导航系统是美国从1973年开始实施的GPS系统，军民两用。但长期以来，美国对本国军方提供的是精确定位信号，对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号――也就是说，地球上任何一个目标的准确位置，只有美国人掌握，其他国家只知道个“大概”。为打破美国的垄断，俄罗斯耗资30多亿美元建起了自己的全球卫星导航系统GLONASS。2002年，欧盟启动了伽利略（Galileo）全球卫星导航定位系统计划，将在2008年投入运营，预计投资36亿欧元。2003年，我国与欧盟签署了有关伽利略计划的合作协定，目前双方合作项目已有14个。我国自上世纪80年代引进首台GPS接收机以来，已成为GPS应用大国。作为一个拥有广阔领土和海域的国家，中国有能力也有必要拥有自己的全球定位系统。 北斗卫星导航定位系统的系统构成有：由两颗地球静止卫星(800E和1400E)、一颗在轨备份卫星(110.50E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，定位精度可达20纳秒的同步精度，水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。其精度与GPS相当。工作频率为2491.75MHz，系统容纳的最大用户数达每小时540000户，短报文通信一次可传送多达120个汉字的信息（GPS不具备此项功能），精密授时的精度达20纳秒。 2007年2月3日，第四颗试验“北斗星”在西昌成功发射。 这一系统目前共有四颗导航定位卫星，其发射时间分别为： 2000年10月31日； 2000年12月21日； 2003年5月25日，第三颗是备用卫星。 2007年2月3日，北斗导航试验卫星升空。 中国向着努力开发一个堪与美国GPS系统和欧洲伽利略系统(Galileo)媲美的定位系统又迈进了一步。“北斗”导航卫星通过“长征三号甲”运载火箭成功发射，凸显中国政府发展航天工业的决心。此前数周，中国用一种由导弹发射的“动能拦截器”击毁了一颗老化气象卫星，美国对此表示担忧。 北斗卫星导航定位系统——英文名为“Compass”——的计划一直处于保密状态，官方一再拒绝透露意图。不过，最近的卫星发射，似乎是要加强一个相对不很精确的系统，该系统以2000年至2003年发射的三颗北斗卫星为基础。今年初将发射两颗地球静止卫星，使北斗卫星导航系统到2008年能够覆盖中国全境和邻近国家部分区域。北斗卫星导航系统最终将通过由30颗非静止轨道卫星组成的卫星“星座”，扩展到覆盖全球。它将类似于美国的GPS系统（全球定位系统）和欧洲的伽利略卫星网络。 更为精确的定位，对于中国军队来说将是一项重大财富。扩展后的北斗卫星导航系统，将使用与伽利略系统相同的无线电频率，可能也会与GPS系统相同，在战时使敌方更难以干扰网络。 北斗卫星导航系统的开发，可能会对伽利略系统的商业成功构成挑战。虽然中国是伽利略项目的合作方之一，中国政府和企业在相关设施及商业应用研究方面投入了2亿欧元（合2.6亿美元），但中国正成为该 项目的一个潜在竞争者。
《“北斗卫星导航系统”》阅读练习及答案
阅读下面的文字，完成各题。 材料一： 材料二： 2005年，当时正在建设的北斗二号系统的“原子钟”突遇问题。 原子钟就如同一块“手表”，为卫星导航用户提供精确的时间信息服务。事实上，高精度的时间基准技术是卫星导航系统最核心的技术， 直接决定着系统导航定位精度，对整个工程成败起着决定性作用，其重要性如同人的心脏。 当时还想引进，但人家就不给你。因为这是个高精度的东西，他 们要对我们进行技术控制。没有原子钟，这个系统基本上就是空中楼阁。 国外的技术封锁，坚定了科研人员自力更生的信念。大家有了一 个共识，核心关键技术必须要自已突破，不能受制于人。当时北斗人 有一句话，“六七十年代有原子弹，我们北斗人一定要有我们自己的原子钟”。 他们成立了三支队伍同时开展研发，并在基础理论、材料、工程 等领域同步推进。就这样，仅仅用了两年的时间，科研团队就攻克了
原子钟这个最大技术屏障。不仅如此，现在用在北斗三号上的原子钟，已提升到每300万年才会出现1秒误差的精度，完全满足了我国的定位精度要求。 （摘编自“央视网”）材料三： 2018年7月29日9时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火费，以“一箭双星”的方式成功发射第33、34颗北斗导航卫星。 这是北斗三号全球组网卫星的第四次发射。两颗卫星均属于中圆 地球轨道卫星，是我国北斗三号系统第9、10颗组网卫星。 根据计划，2018年年底前将建成由18颗北斗三号卫星组成的基本系统，为“一带一路”沿线国家提供服务。从这次发射开始，北斗 卫星组网发射进入前所未有的高密度期。 （摘编自“新华网”）材料四： 据俄罗斯《劳动报》网站2018年8月26日报道，中国已与美国的全球定位系统（GPS）和俄罗斯的“格洛纳斯”全球卫星导航系统 展开激烈竞争。今年北斗系统将开始向“一带一路”沿线国家和地区 提供基本导航服务。两年之后，北斗将向全球提供导航服务。 报道认为，中国对太空领先地位的积极争夺令美国等太空强国感 到不安。尽管中国每年对太空项目的60亿美元投入与美国的400亿美元相差甚远，但中国发射的卫星数量却与美国不相上下。此外，中
北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统- 简介 北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国独立发 展、自主运行，并与世界其他卫星导航系统兼容互用的全球卫星导航系统。 北斗卫星导航系统既能提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，还具备短报文通信、差分服务和完好性服务特色，是中国国家安全、经济和社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施。 北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号两代导航系统。其中北斗一号用于中国及其周边 地区的区域导航系统，北斗二号是类似美国GPS的全球卫星导航系统。[1] 北斗卫星导航系统建设目标是：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，促进卫星导航产业链形成，形成完善的中国卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。[2] 三步走 按照“质量、安全、应用、效益”的总要求，坚持“自主、开放、兼容、渐进”的发展原则，北斗卫星导航系统按照“三步走”的发展战略稳步推进。具体如下： 第一步，2000年建成北斗卫星导航试验系统，使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。 第二步，建设北斗卫星导航系统，2012年左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。 第三步，2020年左右，北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。[3][4] 北斗卫星导航系统- 系统组成
北斗导航卫星应用战略图 北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号的2代系统，由空间段，地面段，用户段三部分 组成。 空间段 空间段包括五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星。地球静止轨道卫星分别位于东经5 8.75度、80度、110.5度、140度和160度。非静止轨道卫星由27颗中圆轨道卫星和3颗同步 轨道卫星组成。 地面站 地面段包括主控站、卫星导航注入站和监测站等若干个地面站。 主控站主要任务是收集各个监测站段观测数据，进行数据处理，生成卫星导航电文和差分完好性信息，完成任务规划与调度，实现系统运行管理与控制等。 注入站主要任务是在主控站的统一调度下，完成卫星导航电文、差分完好性信息注入和有效载荷段控制管理。 监测站接收导航卫星信号，发送给主控站，实现对卫星段跟踪、监测，为卫星轨道确定和时间同步提供观测资料。 用户段 用户段包括北斗系统用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。系统采用卫星无线电测
北斗二号卫星导航系统介绍与应用
北斗二号卫星导航系统介绍及应用 南京工业大学工业工程 北斗二号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（BDS），是继美全球定位系统（GPS）和俄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10m，授时精度优于100ns。2012年12月27日，北斗二号系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。 北斗二号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GLONASS、欧盟GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终端组成。 北斗二号卫星导航系统是在北斗一号的基础上建设的卫星导航系统，但其并不是北斗一号的简单延伸，完整构成的北斗二号卫星导航系统是一个类似于GPS和GLONASS的全球导航系统。 一．研发背景 1.重要的战略意义 战略意义一：建设北斗卫星导航系统，是提高我国国际地位的重要载体战略意义二：是促进和推动经济社会发展的强大动力。战略意义三：是推动我国信息化建设的重要保证。战略意义四：是应对重大自然灾害的生命保障。战略意义五：是增强武器效能，维护国家安全的根本命脉v战略意义七：是我国履行航天国家国际责任的需要。战略意义八：对提升中国航天的能力，推动航天强国建设意义重大。 2.北斗一号卫星导航系统及其不足 北斗一号卫星导航系统是我国第一代区域卫星导航系统，也是继GPS和GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。作为我国自主建设的卫星导航系统，其政治，经济，军事意义不言而喻。同美国的GPS相比。有其独特之处，如其具有短信通讯功能就是GPS所不具备的，但总体来看，北斗一号存在明显不足： 1.定位原理：北斗一号是主动式双向测距二维导航，地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据；GPS是被动式伪码单向测距三维导航，由用户设备独立解算自己三维定位数据。 2.用户容量：北斗一号由于是主动双向测距的询问应答系统，其用户设备容量有限；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GPS的用户设备容量是无限的 3.生存能力：和所有导航定位卫星一同一样，北斗一号基于中心控制系统和卫星的工作，但是北斗一号对中心控制系统的依赖性明显要大的多，因为定位解算在那里而不是由用户设备完成 4.实时性：北斗一号用户的定位申请要送回中心控制系统，中心控制系统解算出用户的
多模卫星导航接收机
多莫卫星导航接收机 本公司是国内最早成功研制出“北斗一号”手持用户机的单位之一。在2002年到2004年期间，本公司与8400厂共同完成了用户机的研制，并且经过测试达到所有性能指标。该用户机提供了友好的人机界面，具备定位、测速、导航、通信、自毁等功能，目前正在批量生产中。 “北斗一号”导航系统（下面简称BD-1）是我国自行开发研制并已成功运营，具有自主知识产权、自主控制的区域性卫星导航定位系统。它采用主动定位方式，定位由用户终端向地面控制中心发出定位请求，地面控制中心根据用户请求信号，测量并计算出用户到两颗卫星的距离，并根据中心存储的数字高程地图或用户请求中所带的测高信息算出用户到地心的距离，再由这3个距离按三球交会测量原理进行定位解算，然后将解算结果通过卫星广播，由该用户终端接收，这样就完成了定位。BD-1系统主要有三大功能：快速定位，为服务区域内的用户提供全天候、实时定位服务，定位精度与GPS相当；短报文通信，一次可传送多达160个汉字的信息；精密授时。 BD-1系统不仅解决了我国无自主导航系统的问题，同时与其他导航定位系统比较，它有独特的优势和广阔的应用前景，为我国的交通运输、气象、石油、海洋、森林防火、灾害预报、通信、公安以及其他特殊行业提供高效的导航定位服务，有巨大的经济和社会价值。与GPS相比，北斗系统有以下优点和缺点。 BD-1的优点： (1)BD-1是我国自行开发研制的导航系统，具有自主知识产权、自主控制权，安全、 可靠、稳定，保密性强，适合关键部门应用。 (2)具有目前定位系统所不具有的短消息通信功能，可以发送多达160个汉字的短消 息。 (3)由于采用主动式定位，所有的定位解算都要通过中心站来进行。这样就保存了用户 的信息，便于在需要查找用户位置时提供了可行性。这也是采用被动定位方式的定 位系统所不具备的。 (4)它的通信信号覆盖中国及周边国家和地区，24小时全天候服务，无通信盲区，从 而满足了偏远山区、海上、跨区域的监控应用要求。 (5)首次启动定位的时间短。对于GPS接收机而言，首次启动时，需要20分钟左右的 时间收集卫星的星历信息，然后才能定位。但是对于BD-1的用户来说，启动之后， 只要收到卫星信号就可以发送定位请求进行定位，时间约为1秒左右。 BD-1的缺点： (1)BD-1定位终端是有源终端，定位过程发射电磁信号，马上暴露了使用者的位置， 容易被敌人发现，在战争中是致命的弱点。而GPS终端是无源的监听者，使用 起来十分安全、隐蔽。 (2)BD-1定位终端采用双向通信，由地面控制站把定位信息返传给定位终端，时延 较长（秒级），不能应用于音速飞行的装备，如导弹、战机等。而GPS终端是在
北斗卫星导航系统主要应用领域
北斗卫星导航系统主要应用领域 1、交通运输重点运输监控管理、公路基础设施、港口高精度实时定位调度监控； 2、海洋渔业船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理； 3、水文监测多山地域水文测报信息的实时传输； 4、气象监测气象测报型北斗终端设备，大气监测预警系统应用解决方案； 5、森林防火定位、短报文通信； 6、通信时统开展北斗双向授时，研制出一体化卫星授时系统； 7、电力调度基于北斗的电力时间同步； 8、救灾减灾提供实时救灾指挥调度、应急通信、信息快速上报、共享； 9、军工领域定位导航；发射位置的快速定位；搜救、排雷定位等。 国家积极推动北斗民用化进程，一系列的鼓励政策，为北斗的应用发展提供了广阔的空间。北斗卫星导航系统解决了精准定位的问题，靠一个北斗终端就能走遍大江南北。北斗系统的定位服务将在未来智慧生活中发挥巨大作用。 如今的北斗卫星导航系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，北斗卫星导航系统在使用中产生显着的经济效益和社会效益。 在气象行业，北斗卫星导航系统广泛应用于气象观测、灾害监测和气象信息的收集与发布，包括大气风向风速、水汽含量、海风海浪、雷电观测和预警等，极大提升气象观测、预报和灾害预警发布水平，增强气象领域防灾减灾能力。 中国海洋渔业水域面积300多万平方公里，现有渔船100多万艘、渔业人口2000多万，海洋渔业涉及渔民生命安全、国家海洋经济安全、海洋资源保护和海上主权维护，现已成为北斗民用规模最大的行业。北斗卫星海洋渔业安全生产信息服务系统的应用极大地保障了渔船的出海安全，巩固和发展了渔业生产，推动了“平安渔业”建设。以赴南沙生产作业的渔船为例。农业部南海区渔政局建立了“南沙渔船船位监控指挥管理系统”，系统建成后，监控中心能随时获知渔船方位，大大方便了相关职能部门对渔业生产的管理，实现看得见的管理调度。当渔民在海上遇险时，可以通过渔船上的卫星导航通信系统向监控中心发送遇险报告，监控中心收到报告时就可以根据卫星定位确定距离遇险渔船最近的船只，
北斗卫星定位系统
最新统计显示，中国沙化土地已达１７４万平方公里，占国土面积的１８．２％沙化面积。每年仍以３４３６平方公里的速度扩展。干旱的频繁发生，会造成沙尘暴肆虐、森林覆盖率降低、草原退化严重、天然水域缩小、河道断流、水资源锐减、土地沙化面积扩大等，致使自然灾害的发生频率加大，给国家的经济建设和人民生命财产造成巨大损失。干旱造成的环境影响有土壤和地下水的盐碱化、淡水生态系统污染加剧、动物品种的区域性灭绝等。值得注意的是，随着人类的经济发展和人口膨胀，水资源短缺现象日趋严重，直接导致了干旱地区的扩大与干旱化程度的加重。 干旱灾害是我国最主要的自然灾害之一。据统计，自然灾害中85％为气象灾害，而干旱灾害又占气象灾害的50％左右。我国最早的旱灾记载始于公元前206年。从那时起至1949年的2155年中，发生过较大的旱灾1056次，平均两年一次。我国最严重的干旱首推明朝崇祯年间的大旱，连旱17年，赤地千里、民不聊生。近百年来我国又出现了1900、1 928－1929、1934、1956－1961和1972年等大旱，进入20世纪九十年代我国北方干旱频繁发生，特别是西北地区出现了1995年和1997年的严重干旱。 中国首次大规模使用卫星遥感技术编绘1:50000地形图，新华网北京9月13日电（记者刘奕湛）中国国家西部测图项目部消息：从2007年开始，中国西部1：50000测图工程首次大规模使用卫星遥感技术编绘1：50000地形图。 国家西部测图项目部主任助理马钰介绍说，通过多年的技术积累以及实验证明，卫星遥感技术已经满足1：50000地形图的技术要求。而且，卫星遥感技术的使用缩短了作业周期，大量减少了野外测绘队员的工作量，降低了作业成本。 他说，此次西部测图当中使用的影像处理软件是中国自主研制开发的。由于云、贵、川横断山脉云雾厚重，目前使用的测图技术无法获得清晰的地面影像，雷达测图技术从明年开始将运用到西部测图工作当中。 9月9日，黑龙江测绘局三院的测绘队员在距离青海省海西州花土沟镇300公里的无人区进行测图作业。（新华社记者刘奕湛摄） 据国家西部测图项目部透露，西部测图项目自2006年开展以来，已完成了三江源地区12万平方公里1：50000的地形图测图任务，2007年将完成覆盖青海、新疆、西藏、甘肃等省区50万平方公里的地形图测图任务。到2010年，将建成西部地区1：50000基础地理信息数据库和专题要素数据库，以及相关部门服务的地理信息应用系统，实现对西部地区地理信息变化的持续监测和有效更新，为经济建设、国防建设和社会发展提供及时、可靠、适用的测绘保障和地理信息服务。
N-11船载北斗卫星导航系统接收机-中国船级社
指南编号/Guideline No.: N-11(201712) N-11船载北斗卫星导航系统接收机 生效日期/Issued date: 2017年12月07日?中国船级社China Classification Society
前言 本指南是CCS规范的组成部分，规定船舶入级产品，授权法定产品检验适用技术要求，检验和试验要求。 本指南由CCS编写和更新，通过网页https://www.360docs.net/doc/0a4319439.html,发布，使用相关方对于本社指南如有意见可反馈至ps@https://www.360docs.net/doc/0a4319439.html,
目录 1 适用范围 (4) 2 规范性引用文件 (4) 3 定义和术语 (5) 4 图纸资料 (6) 5 设计技术要求 (8) 6 原材料及零部件 (11) 7 型式认可和单件/单批试验 (11)
船载北斗卫星导航系统接收机 1 适用范围 1.1 本指南仅适用于船载北斗卫星导航系统接收机的型式认可和单件/单批产品检验。 1.2 本指南不适用于航速大于70节的船舶上所使用的设备。 2 规范性引用文件 2.1.1 SOLAS(1974)及其修正案第V章第19条； 2.1.2 SOLAS(1974)及其修正案第X章第3条； 2.1.3 2000 HSC Code 第13章； 2.1.4 IMO A.694(17)决议：作为全球海上遇险和安全系统（GMDSS）组成部分的船载无线电设备和电子助航设备的一般要求； 2.1.5 IMO MSC.191(79)决议：船载航行显示器有关航行信息显示的性能标准； 2.1.6 IMO A.1046(27)决议：全球无线电导航系统； 2.1.7 IMO A.915(22)决议：经修订的未来全球导航卫星系统(GNSS)的要求和海事政策； 2.1.8 IMO MSC.379(93)决议：船载北斗卫星导航系统（BDS）接收机性能标准； 2.1.9 IEC 61162 (所有部分)，海上导航和无线电通信设备和系统- 数字接口； 2.1.10 IEC 62288 2014: 海上导航和无线电通信设备及系统--船载导航显示器上与导航相关的信息的表示法--一般要求、测试方法和要求的测试结果； 2.1.11 IEC 60945:2002/COR1:2008：海上导航和无线电通信设备及系统- 一般要求- 测试方法和要求的测试结果；
北斗卫星导航系统概述
北斗卫星导航系统概述 00钟恩彬 引言 自从 1960 年美国发射第一颗导航卫星并于1964年组成美国海军导航卫星系 统(NNSS)以来，导航卫星经过了从多普勒定位技术到伪码扩频测距定位，从间断、部分覆盖导航到全天候、全天时、全覆盖导航，从单纯广播式导航到通信导航融合 技术的发展，其中运行了近二十年的美国 GPS 系统是卫星导航技术发展 的结晶。随着卫星导航系统应用价值的不断扩展， GPS 也暴露了一些不足，比如，GPS 能够解决单一用户的精确定位导航问题，但由于它是广播式的导航，用户不能与导航卫星建立通信，定位信息不能传输给用户中心，这一缺点使得它若在战场上运用时虽然能给导弹导航，但不能向指挥中心回传打击效果。我国充分吸收 GPS 的经验，于上世纪 80 年代开始研究设计自己的卫星导航系统—北斗卫星导 航系统。截至目前，我国已经发射了 16 颗组网卫星，基本实现了亚太区域覆盖，我们很快就将用上国产的北斗终端设备了。在此背景下，本文将主要从北斗卫星导航系统的基本原理、与其它系统的比较两个方面简要介绍北斗卫星导航系统。 一、北斗卫星导航系统的基本原理 卫星定位说白了就是测出几颗卫星到定位点的距离，然后在建立的三维空间坐标系中以这些距离为半径画几个球，球的交点即为定位点的坐标，至于导航就是选定一个参考点，测算出它的坐标，引导用户到该参考坐标点就是导航。 关键的问题是如何测量出实时的距离，这就需要利用电磁波在卫星与用户之间的来回传播来测算。不过实际的系统远不止这么简单，例如必须保证发射和接受同步，这就好比要使卫星和用户接收机同时开始播放同一首歌，这时站在接收机旁的人会停到两个版本的歌声，滞后的就是来自卫星的歌声，这个时延乘上光速 c 即为卫星到定位点的距离，当然，这个时延的测量也必须用精准的时钟。为了保证这些，电磁波上必须加载复杂的导航电文。导航电文不是由卫星单独产生的，而要有地面主控站来控制完成，所以为了不受制于人，我国决定开发自己的卫星导航系统。 北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端组成，空间端包括 35 颗组网卫星，其中 5 颗为静止轨道 (GEO)卫星，地面端主要有主控站、注入站
北斗卫星定位系统
北斗卫星导航系统简介 （一）概述 北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞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，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。 （二）发展历程 卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。中国高度重视卫星导航系统的建设，一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。为更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求，我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。 （三）建设原则 北斗卫星导航系统的建设与发展，以应用推广和产业发展为根本目标，不仅要建成系统，更要用好系统，强调质量、安全、应用、效益，遵循以下建设原则： 1、开放性。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放，为全球用户提供高质量的免费服务，积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作，促进各卫星导航系统间的兼容与互操作，推动卫星导航技术与产业的发展。
北斗卫星定位车载终端技术方案
北斗卫星定位车载终端技术方案 三、技术原理 北斗卫星导航系统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。北斗卫星导航系统为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。北斗卫星定位车载终端采用了多模块化、组合式优化设计，内置高性能芯片，各模块之间的接口采用标准接口，充分利用系统平台、移动通讯网络、因特网络，将汽车行驶记录仪、卫星定位、卫星导航、油耗检测功能集于一体，通过无线数据通讯接口（GSM、GPRS、CDMA）和GPS接口，能与监控中心系统进行数据通信和移动位置的定位，能够满足用户的多种需求。 除具有传统行驶记录仪的功能外增加了定位导航、监控跟踪、数据实时传送、油耗检测等功能，并且能够实现对车辆实时监管、调度，遇险报警远程网络监控，彻底改变了现有汽车行驶记录仪只能实地监管、事后监督的弊端；GPS/北斗2双模卫星定位模块，可以灵活配置信号处理通道工作于单GPS模式，或单北斗2模式，或GPS/北斗2混合模式；兼容目前现有的GPS单模定位，且能实现双模捕获、双模跟踪更加智能化、集成化。因此，基于以上原理设计的卫星车载终端监控系统，大大超出了传统行驶记录仪的功能，具有极为光明的发展前景。 四、设计方案 （一）设计原则 1、先进性和适用性相结合 系统采用成熟的高新科技，以目前较为先进的方法实现需要的功能，保证系统具有深厚的发展潜力，在相当长的时间内具有领先水平。 2、通用性和安全性相结合
在系统设计过程中，均留有相应的通信接口，系统的各个模块构成一个有机的整体。系统数据库中的各种数据在交换和共享的过程中，充分考虑到了系统的安全性。对每一个用户的权限有严格的认证（司机卡身份识别）体制，对每一个用户的权限进行分级控制和限定。 3、安全可靠性 在经济条件允许范围内，从系统结构、设计方案(考虑到非法用户及病毒入侵，数据采用纠错冗余技术)、技术保障等方面综合考虑;系统尽可能地采用成熟的技术、商品化的软硬件产品，保证系统可靠稳定运行。 4、实用性 整个系统的操作以方使、简捷、高效为目标，多操作平台整体设计，统一操作，既充分体现快速反应的特点，又能便于工作人员进行业务处理和综合管理，便于运输交通管理层及时了解各项统计信息和决策信息，便于执法部门的远程监督。 5、可扩展性 考虑到业务功能在不断发展、变化，因此要求系统在结构、容量、通信和处理能力等方面具有可扩充性和升级能力。 （二）设计依据 1、多样化的完备的授权模式能够满足账户和权限管理上的各种需求 2、中华人民共和国道路交通安全法 3、公安部道路交通违法信息代码 4、公安部道路交通违法数据交换格式 5、公安部道路交通机动车违法信息规范 6、符合国家关于车载终端管理要求(试行)
北斗卫星导航接收机的基本组成及设计思路探讨
2017年第5期信息通信2017 (总第173 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. No 173)北斗卫星导航接收机的基本组成及设计思路探讨 李勇 (广州海格通信集团股份有限公司，广东广州510000) 摘要：北斗导航接收机能够获取精准位置信息，有助于位置管理系统最优化决策。在军事领域，提供精确制导等功能。 介绍了北斗卫星导航基本原理，卫星导航定位算法；设计了卫星信号接收机的软硬件功能；对卫星定位精度算法进行了 研究和分析,提出了高精度定位算法的时钟定时模块。 关键词：北斗卫星;接收机;定位算法;精度 中图分类号:TN967 文献标识码:A文章编号=1673-1131(2017)05-0283-02 1北斗导航卫星定位原理 1.1北斗导航原理 卫星导航系统通常包括地而控制中心、导航卫星、用户终 端系统。地面控制中心对导航卫星工作状态进行监测，对导 航信号质量进行分析，根据分析情况对相应卫星的工作状态 进行必要的调整;实现对在轨导航卫星进行管理、控制和在轨 维护，保证在轨卫星按指令正确运行并提供导航服务信息。用 户通过接受端的各种装置接收导航卫星提供的各种信息功能 服务。地面控制中心可以实现卫星的发射功率调整、覆盖区 范围调整、星上软件的加载、卸载、参数重置、服务功能选择、通信及时控制等，有效的保证了卫星通信的安全性、灵活性、可靠性、针对性B]。 1.2卫星导航定位的方法 (1)伪距测量定位。伪距测量定位采用伪随机码进行位置 测距。其通过对接收机的本地码与卫星信号的伪随机码进行 处理，测距方程为： p J=RJ+c(Stk-StJI)+vJU =l'2,...m)(1) 式⑴中， p j:表示第J颗卫星伪测距观察值(经过误差修正)； Rj表示第j颗卫星与接收机的几何距离； C表示光速度； ^表示卫星钟与统一卫星标准时刻的钟差； 8tjs表示第j颗卫星钟与统一卫星标准时刻的钟差； V表示伪距误差。 式⑵中， (x，y,z)，(x,y,z)表示导航卫星位置和速度的修正参数坐标； p,p表示伪距测量值和伪距变化率测量值； AdT,A dT：表示钟差和钟差率修正值； mm表示接收机接收到的卫星数； K K表示泰勒展开级数； C C表示光速度。 动态导航定位需要在接收机初始化后，捕捉、锁定卫星信 号以后，对定位初始点位置进行迭代运算，才能连续跟踪到精 确的位置信息。 2北斗卫星接收机软硬件结构设计 2.1接收机硬件设计 北斗卫星导航系统采用GNSS多模接收机天线单元接收 卫星信号，卫星信号经接收天线转换成电流信号，经外置的低 噪声放大器(LNA)电路、声表面波滤波器((SAW)电路后由RF 端口送入射频信号处理单元，射频信号处理芯片和T C X O电路通过对高频的卫星信号通过低噪声放大器(LNA)、两路混频 器(MIX)、下变频混频器进行放大、混频、滤波、获得中频信号, 中频信号再经复数滤波器、可编程的增益放大器(PGA)、模数 转换器(ADC)的处理后转换成相应的数字中频信号予以输出。数字基带信号处理单元主要包括数字基带信号处理芯片、RTC 晶振电路和串行接口电路等，数字基带信号处理单元经过捕 当导航卫星个数m彡4时，就能算出接收机的位置坐标和 接收机的钟差。 动态用户导航定位 (2)动态导航定位。动态导航定位一般分为导航动态定 位与精密动态定位两种，是在待定点相对于地固坐标系进行 显著移动时对其进行的定位。导航动态定位是在实时确定用 户位置和速度的基础上，根据用户选择的终点和路线,引导用 户按路线到达指定终点的过程。精密动态定位具备更高的定 位精度，是实时确定用户各个时刻的位置和速度。根据泰勒 级数展开原理和卫星位置修正算法，动态定位测距方程为： 3X BX 0 0 M kx^vk BRt机 ay az 55=. M u l( dr dz ^pi9 A^pi 3 A^Pi 3 A ^ar ar dY ^ Pm丑/>猜^ Pm ^ Pm ^ Pm ^ Pm ax ar az3y (2) 获跟踪后，获得伪距观测量数据、载波相位、多普勒观测量数 据等信息,然后经过同步后提取导航电文信息，通过定位算法, 解算出用户的位置等信息,最后输出符合NMEA-0183标准协 议的数据信息B]。 射频信号处理芯片外部通过温补晶振(TCXO),该晶振的 信号经过锁相环（(PLL)和分频电路后，分别为两路M IX和 A D C提供本机振荡源和采样频率。 2.2北斗导航接收机软件结构设计 北斗接收机的软件架构由主程序、中断程序构成,主程序 对FPGA、.DSP等硬件芯片进行一些列初始化，实现伪距计算、 用户信息解算功能；中断程序实现卫星信号的捕获、控制、信 息处理、跟踪环路调整、比特和帧同步、电文提取，载波调整等 功能。 IGSO、MEO、GEO卫星定时多采用RNSS单向定时，钟源为星载，在定时解算精确处理信号从卫星到用户延时时间， 需要考虑多普勒频移特性的影响。进行定时解算过程，需要 对时间尺度、时刻等进行精确计算处理。 283