北斗卫星导航系统项目案例分析V1
卫星导航系统接收机原理与设计——之一(上）
Satelliteclassroom卫星课堂卫星导航系统接收机原理与设计——之一(上）+刘天雄第二十四讲概述 Receiver overview全球卫星导航系统简称GNSS（Global Navigation Satellite System）系统，由空间段SS（space segment）、地面控制段CS（control segment）以及用户段US（user segment）三个部分组成，其中用户段US就是咱们手里拿的接收机。
空间段SS的每颗导航卫星连续播发无线电导航信号，简称为SIS信号（Signals In Space），通常是L频段无线电信号，载波信号调制有周期数字码（periodic digital code）和导航电文（Navigation message），周期数字码又称为伪随机噪声测距码，简称PRN（pseudo-random noise code）码。
卫星导航系统定位的基本原理是单向到达时间测距，简称TOA（Time Of Arrival）原理,接收机通过解调导航信号的电文得到卫星的位置坐标，通过测量导航信号从卫星到接收机的传播时间来测距，以导航卫星为球心，信号传播的距离为半径画球面，用户接收机一定在球面上，当接收机分别测量出与四颗导航卫星之间的距离时，四个球面相交于一个点，即用户接收机的位置坐标，如图1所示。
如果是导航仪，接收机根据位置坐标和数字地图的映射关系，可以把定位结果映射到数字地图上，在显示屏上给出地址信息。
根据不同的应用场景，卫星导航接收机可以设计成多种不同状态，从单频（single-frequency）到多频（multi-frequency）、从单系统（single -constellation）到多系统（multi-constellation）、从专业测量型（survey）到一般车载导航型（automotive applications），设计接收机时还需要考虑信号带宽（signal bandwidth）、信号调制（modulation）、伪码速率（code rate）等技术指标，权衡工作性能（performance）、成本（cost）、功耗（power consumption）以及自主性（autonomy）等要求。
北斗导航的原理和应用实例
北斗导航的原理和应用实例1. 北斗导航的原理北斗导航系统是中国自主研发的卫星导航系统，具有全球覆盖能力。
该系统由一组卫星、地面站和用户终端组成，通过卫星之间的信号传输和用户终端的接收，实现对地球上任意一点的定位。
北斗导航系统的原理如下：•卫星定位：北斗系统使用了全球定位系统（GPS）的原理，通过在卫星上携带精确的时钟，并以高速向地球发送时钟信号，用户终端接收到多个卫星发出的信号后，通过测量信号的传输时间差，将卫星的位置推算出来，从而实现定位功能。
•位置更新：北斗系统中的卫星定位系统会定期向地面站发送信号，地面站将这些信号转发给用户终端，用户终端通过接收这些信号并测量信号传输时间差，从而实现位置更新功能。
•数据传输：北斗系统不仅可以传输定位信息，还可以传输其他各种类型的数据，例如天气信息、交通信息等。
用户终端通过接收卫星发出的信号，获得所需的数据。
2. 北斗导航的应用实例2.1 航海导航北斗导航系统在航海领域的应用非常广泛。
船只可以通过北斗系统获得准确的定位信息，从而实现航线规划、航行管理和预测位置等功能。
此外，北斗系统还可以提供海洋气象信息和海图更新等服务，大大提高了航海的安全性和准确性。
2.2 土地测量北斗导航系统在土地测量领域的应用也十分重要。
使用北斗系统可以高精度地测量大地坐标和高程等数据，为土地测绘、城市规划和土地管理等提供了重要数据支持。
此外，北斗系统还可以配合其他测量工具实现测距、测角等功能，提高了测量的效率和准确性。
2.3 物流管理北斗导航系统在物流管理中发挥着重要的作用。
物流公司可以通过北斗系统追踪货物的位置和运输过程，实时监控货物的流向和货车的运行状态，提高物流管理的效率和准确性。
同时，北斗系统还可以提供实时的天气信息和路况信息，为物流公司的决策提供支持。
2.4 紧急救援北斗导航系统在紧急救援中起到了重要的作用。
当发生灾害或紧急事件时，救援人员可以利用北斗导航系统快速定位受灾地区和受灾人员，提供准确和及时的救援服务。
北斗导航的应用实例
北斗导航的应用实例北斗导航是中国自主研发的卫星导航系统，它通过一系列卫星和地面控制站组成的系统，为用户提供全球定位、导航和时间服务。
北斗导航系统的应用广泛，涵盖了军事、民用、商业等多个领域。
下面将介绍一些北斗导航的应用实例。
一、军事领域在军事领域，北斗导航系统为军队的作战行动提供了精准的定位和导航服务。
比如，在军事演习中，士兵可以通过携带北斗导航设备，实时获取自己的位置信息，以便更好地掌握战场态势，并进行战略调整。
此外，北斗导航系统还可以用于导弹、战机等武器装备的制导系统中，确保武器精确打击目标。
二、民用领域1.汽车导航北斗导航系统在汽车导航领域的应用非常广泛。
现在很多汽车配备了北斗导航系统，可以提供驾驶员准确的导航信息，帮助他们选择最佳的路线，避免拥堵和交通事故。
此外，北斗导航系统还可以提供实时的交通信息，帮助驾驶员及时调整行车路线。
2.船舶导航北斗导航系统在船舶导航中的应用也非常重要。
船舶可以通过北斗导航设备获取自己的准确位置和航行信息，以确保安全航行。
此外，北斗导航系统还可以提供航行路线规划、海图信息等服务，提高船舶的导航效率和安全性。
3.航空导航北斗导航系统在航空领域也有重要的应用。
飞机配备了北斗导航设备后，可以实时获取自己的位置和航行信息，以确保飞行安全。
北斗导航系统还可以提供飞行路线规划、天气信息等服务，帮助飞行员做出正确的决策。
三、商业领域北斗导航系统在商业领域的应用也越来越广泛。
比如，在物流行业中，通过北斗导航系统可以实现对货物的实时跟踪和监控，提高物流运输的效率和安全性。
另外，北斗导航系统还可以用于无人机的导航和控制，实现自动飞行和任务执行。
总结：北斗导航系统的应用实例涵盖了军事、民用、商业等多个领域。
在军事领域，北斗导航系统提供精准的定位和导航服务，为军队的作战行动提供支持；在民用领域，北斗导航系统在汽车、船舶、航空等领域提供准确的导航信息，提高交通运输的效率和安全性；在商业领域，北斗导航系统在物流、无人机等领域有广泛应用，提升商业活动的效益。
北斗应用案例
北斗应用案例一、物流行业1. 货物追踪：利用北斗导航系统，可以对物流运输过程中的货物进行实时追踪，提供准确的位置信息，帮助物流企业实现对货物的全程监控和管理。
2. 路况监测：北斗导航系统可以与交通监测设备结合，实时获取道路交通信息，包括拥堵情况、事故预警等，为物流企业提供更准确的路线规划和调度决策。
3. 车辆调度：通过北斗导航系统，物流企业可以实时了解车辆的位置和状态，对车辆进行调度和指挥，提高运输效率和服务质量。
4. 温湿度监测：在物流过程中，某些货物对温湿度有严格要求，利用北斗导航系统，可以实时监测货物的温湿度情况，及时采取措施保护货物。
二、农业领域1. 农田管理：利用北斗导航系统，可以对农田进行精准测绘和划分，帮助农民合理规划农田种植，提高土地利用率和农作物产量。
2. 精准施肥：北斗导航系统结合无人机技术，可以实现对农田的精准施肥，根据不同地块的需求，精确投放肥料，提高肥料利用率，减少环境污染。
3. 农产品溯源：通过北斗导航系统，可以对农产品进行溯源管理，记录农产品的生产、加工、流通等环节信息，保障农产品质量和安全。
4. 病虫害监测：利用北斗导航系统，可以实时监测农田中的病虫害情况，提前预警并采取相应措施，保障作物的健康生长。
三、应急救援1. 搜索救援：在灾害事故发生后，北斗导航系统可以为救援人员提供准确的位置信息，帮助救援人员快速到达事故现场，提高救援效率。
2. 通信保障：在灾害事故中，通信设施往往受到破坏，北斗导航系统可以提供可靠的通信保障，通过北斗卫星进行通信传输，确保救援指挥和救援人员之间的及时沟通。
3. 人员定位：北斗导航系统可以实时追踪救援人员的位置，帮助指挥中心了解救援人员的分布情况，合理调度资源，提高救援效率。
4. 紧急救援：北斗导航系统可以与紧急救援设备结合，实现对人员的定位和导航，帮助救援人员快速找到被困人员，提高救援成功率。
四、车辆安防1. 车辆防盗：北斗导航系统可以实时监控车辆的位置和状态，一旦发现车辆异常移动或被盗，可以及时进行报警和追踪，提高车辆的安全性。
“北斗一代”导航定位系统分析与研究
中
个 用 户 对 中 心
控 制 站 发 出 的 测 距 信
号 应 答 之 后 可 得 两 个 观 测量 ， 为 有 两颗 同 因
步卫 星转 发信号 ， 面 地
中心 站 得 到 两 个 时 间
２ 双 星 定 位 精 度 分 析
（ 军 航 空 工 程 学 院 控 制 工 程 系 ” 烟 台 ２ ４ ０ ） 海 军 航 空 工 程 学 院研 究 生 管 理 大 队 烟 台 ２ ４ ０ ） 种区域性定位系统。在分析北斗双星定位 系统原理之上 ， 研究 了有源北斗双星的定位精度。
Ｋ ｙ Ｗ ｏ ｄ Ｂｅｄ ｕ ｄ ｕ ｌ － ｔ ｒ ｏ ｉ ｏ ｃ ｕ ａ ｙ ｉ ｌ ｔ ｎ ｅ ｒｓ ｉｏ ｏ ｂ ｅ ｓａ ，ｐ ｓｔ ｎ ａ ｃ ｒ ｃ ，ｓｍｕ ａ ｉ ｉ ｏ Ｃｌｓ ｍ ｂ ｒ Ｖ４ ４ ２ ５ ａ ｓ Ｎｕ ｅ ７ ．
１ 引 言
２ １ 双 星定位 原理 ［ ． ２ ３
图 １ 双星定位过程 差 。 由 两 颗 同 步 卫 星 构 成 的导航 定位 系统 如 图 １ 所示 。
北 斗双星采用有源定位 体制 ， 其基本定 位原理 为
Ｓ 、 别 表 示 同 步 卫 星 １ ２与 地 面控 制 中 Ｓ 分 、 心 站 的距 离 ， 、 分 别表 示 用 户至 两颗 卫 星 的距 尺 尺。 离 。 用 户 观 测 量 为１ 、ｚ 实 际 上 是 地 面 控 制 中 若 ０ １（ ０
测高仪测出的高程算出用户到地心的距离， 根据这三
个距离就可 以通过 三球 交汇测 量 原理 确定 用户 的位 置， 并通过 出站信号将 计算结 果告之用 户。
一
《北斗导航系统应用》课件
北斗系统具有短报文通信功能 ，用户可以通过卫星信号发送 短报文，这在某些特殊情况下
非常实用。
不足之处
建设时间短
北斗系统相对于其他成熟的卫星导航 系统，建设时间相对较短，部分地区 的服务性能还有待提升。
芯片成本高
目前北斗系统的芯片成本相对较高， 影响了其在某些领域的应用推广。
终端设备兼容性差
北斗导航系统的优势与不 足
优势分析
自主可控
北斗系统是我国自主研发的卫 星导航系统，具有完全自主可 控的优势，摆脱了对国外导航
系统的依赖。
全球覆盖
北斗系统具备全球覆盖的能力 ，可以为用户提供全球范围内 的定位、导航和授时服务。
高精度定位
北斗系统的高精度定位技术可 以满足各种应用场景的需求， 如智能交通、测量等领域。
02北斗导航系统的工作原理定位原理1 2 3
卫星轨道
北斗导航系统由多颗卫星组成，每颗卫星沿着预 定轨道运行，通过接收多颗卫星的信号来计算接 收机的位置。
信号接收
地面接收机通过接收卫星信号，利用时间差、角 度差等参数计算出接收机的三维位置和时间信息 。
定位精度
北斗导航系统的定位精度在平面位置精度为10米 左右，高程精度为20米左右，时间同步精度为 0.2纳秒左右。
通流。
02
03
车辆定位与调度，提高运输 效率。
04
05
辅助驾驶和自动驾驶，降低 事故风险。
农业领域应用
总结词：促进农业现代化 和提高生产效益
详细描述
精准播种、施肥和灌溉， 节约资源。
实时监测作物生长状况， 提高产量。
公共安全领域应用
总结词：提升公共安全管理 和应急响应能力
04
北斗卫星应用技术的研究进展与应用案例
北斗卫星应用技术的研究进展与应用案例随着科技的不断发展，卫星技术在现代社会中扮演着越来越重要的角色。
作为我国自主研发的卫星导航系统，北斗卫星系统已经被广泛应用于各个领域。
本文将从北斗卫星系统的研究进展和应用案例两个方面进行探讨。
一、北斗卫星系统的研究进展1.技术发展随着北斗卫星系统的不断发展，目前已经实现了对全球范围内的覆盖。
北斗卫星系统采用的是MEO（中地球轨道）卫星系统，优点是覆盖范围广，完全可以覆盖全球的任何一个区域，而且可以保证高精确度的定位和测量。
同时在北斗三号卫星的不断发射，北斗卫星系统的技术也在不断提高。
2.应用领域北斗卫星系统已经在交通、测绘、气象、海事等领域得到了广泛应用。
主要包括：（1）交通领域北斗卫星在交通领域的应用主要以车辆、船舶、航空、轨道交通等为主。
其中，在车辆领域，北斗卫星可用于车辆定位导航和监控管理；在船舶领域，可以实现海上航行监控、天气预报、捕捞信息管理等；在航空领域，可实现飞行导航、空管监控等。
（2）测绘领域北斗卫星可以用于测绘领域的精细测量、大范围高精度测绘、机动化测绘等。
同时，还可以对地质灾害进行监测和预警，维护和提高自然灾害监测和预警的能力。
（3）气象领域北斗卫星的遥感技术可以用于气象卫星，主要包括气象预报、气象灾害监测、农业气象等。
（4）海事领域北斗卫星在海事领域的应用主要包括海上船舶定位导航、海事测绘、航海安全监控等。
同时，还可以实现港口智能化、海事电子化等。
二、北斗卫星系统的应用案例1.交通领域（1）北斗卫星车辆监管北斗卫星可以用于车辆定位导航和监控管理，主要包括车辆定位、车载监控等。
比如，在我国的黑龙江省，该省政府利用北斗卫星进行全省的货运车辆监管，实现了货车防盗、车辆管理等目的。
（2）北斗卫星水路监管北斗卫星可以用于海上航行监控、天气预报、捕捞信息管理等。
在我国的福建省，该省政府利用北斗卫星实现了捕捞船舶的监控管理，监管部门通过北斗卫星对渔具、货物、人员等进行实时管理。
基于STK的北斗卫星导航系统仿真与分析
南京信息工程大学遥控遥测技术题目：基于STK的北斗卫星导航系统仿真与分析姓名：学号：专业：电子信息工程院系：电子与信息工程学院指导老师：10 年月基于STK的北斗卫星导航系统仿真与分析摘要利用卫星仿真工具包STK,结合国外全球导航系统的技术经验和北斗卫星导航系统目前公布的技术资料，对北斗卫星导航系统的星座设计、定位精度等方面进行了详细的仿真与分析。
STK逼真的图形显示使得北斗卫星导航系统的星座仿真具有良好的可视化效果，通过对定位精度的分析，结果表明北斗卫星导航系统是一种全球构架下并具有优良区域定位性能的卫星导航系统，能为用户提供高精度的导航定位服务。
所做工作为北斗卫星导航系统的建设与应用提供了一定的参考意义。
关键词：北斗卫星导航系统；卫星仿真工具包；星座设计；精度因子1引言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，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。
目前，我国北斗卫星导航系统正处于星座组网建设阶段，根据系统建设总体规划，2012年左右，系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力；2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。
因此，对系统进行模拟仿真是我们开展后续工作的前提。
鉴于上述背景，本文借助国际著名的仿真分析平台Satellite Tool Kit（以下简称STK）对北斗卫星导航系统的星座设计、卫星可见性及定位精度等方面进行详细的仿真和分析。
2星座设计及仿真目前世界主要卫星导航系统均采用Walk- er星座布局。
Walker星座由一组运行于相同轨道周期和倾角的圆轨道卫星组成，记为Walker T/P/F每个轨道上的卫星等间距均匀分布，各轨道面间的升交点经度间距也以相同角度平均分布，因此T （卫星数量）=s（同轨道面的卫星个数）沪（轨道面个数）。
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目前全省车载定位项目，如扬州客车定位、盐城的平安校车等项目，系 统都仅仅预置了视频功能接口，或是未实际运用，或是用户要求很低能 出图像、听到声音即可 目前公交4G体验活动，我们虽然向客户做了演示，并且客户也比较认可 也看好前景，但是客户等不了我们，不能等到4G全覆盖再做项目
问题三：缺乏合作伙伴资源支撑
分公司在提升对于业主方需求管控能力的同时，关键要打破公安项目现状
谢 谢！
沭阳乡镇移动3G基本未覆盖，未来装备的警务车辆分布在各乡镇 沭阳公安局早期安装6套具备视频功能的定位设备，使用的是联通数据 卡，用户体验比较好
购中增加了购买联通数据卡的费用，大 大增加了成本，降低了项目成功率 市面上能拿到的8G流量联通数据卡套餐费300元/月，联通在项目中数据 卡报价150元/月，价格方面失去竞争力，还未对手做嫁衣
问题二：缺乏类似项目经验
全省无北斗导航系统案例
目前省公司入围的定位终端没有支持北斗系统的，北斗/GPS双模的设备 必须依托合作伙伴 目前省公司车务通平台速度、使用体验和系统功能方面都与公安的高标 准要求由一定的差距，存在优化空间 省公司本次项目中并未帮我们提供可靠的做伙伴资源
全省无大型涉及无线视频回传的案例
第一部分：项目回顾 第二部分：问题剖析 第三部分：反思与提升
项目招标内容
沭阳县公安局建设一个基于北斗定位的车辆卫星定位系统，为全局30台警用车辆 提供指挥调度、信息服务、安防救援、行车安全、历史记录轨迹和录像查询、车 辆/司乘人员统一信息管理等服务。
项目建设内容 1、车辆定位系统、指挥调度中心 2、中心机房服务器以及相关网络设备 3、基于北斗/GPS双模的定位终端、车载视频终端以及通讯终端 关键技术参数 1、指定服务器、防火墙品牌，主要硬件设备需厂家提供授权和质保函 2、实现车载视频实时传输，无线上传带宽2M 3、定位设备北斗/GPS双模，车辆加载传感设备实现车辆远程控制 商务模式 软硬件、数据流量整体打包，按月平均支付费用
联通邀请到集团公司层面合作伙伴投标
联通本次投标厂家为其集团入围合作伙伴（大连智达），双方在全国有 大量类似项目合作，案例方面得分较高 该厂家具备过硬的资质，且为联通提供的商务模式非常宽松，车载设备 由该厂家垫资，系统软件平台免费提供
我们联合厂家虽具备资质，对方无诚意，无法管控
商务模式方面该厂家既不愿意垫资也不愿意背靠背 报价方案方面，系统平台报价40万，此外硬件服务器的价格比电信报价 高出近10%，
问题三：对于商务模式把控不够
首先公安商务模式对于三家运营商垫资和回款的风险都很 大，也打消了很多合作厂家的积极性，也直接导致合作伙 伴对我们报价偏高，为确保利润空间我们报价更高
目前公安所有通信及信息化方面的项目都仅针对三家运营 商招标，其利用三家运营商之间的竞争减低成本，同时利 用三家资源确保其项目质量
项目竞标情况
联通中标 联通报价63.5万，电信报价62.99万，移动报价186万
公安标底70万。
对手中标原因分析
1、三家语音商使用的3G制式中仅联通WCDMA上行速率达到2M,技术方面占优
2、对手捆绑其集团公司优质合作伙伴投标，其全国均有类似项目，案例评分占优
3、对手定位平台由合作方免费提供，使用自家数据卡，运营成本上比我们低出近 70万。
第一部分：项目回顾 第二部分：问题剖析 第三部分：反思与提升
问题一：存在技术方面的劣势
数据上行速率远达不到要求
目前TD终端在线观看视频的用户体验较好，但是项目中需要远程调用车 内视频图像主要考察数据上传速率 目前TD上行速率存在明显劣势，项目中最大调用三路视频，技术方面无 法达到要求
目前3G网络覆盖有限