北斗IGSO 轨道六根数
北斗卫星导航系统简称北斗系统
北斗系统
1.北斗卫星导航系统简称北斗系统（BDS）,空间星座有5颗地球静止轨道（GEO）卫星、27颗中圆地球轨道（MEO）卫星、3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星组成。
2.信号结构：
B1信号有I、Q两个支路的”测距码加导航电文“正交调制在载波上构成。
B1I信号载波频率为1561.098MHZ。
卫星发射信号的调制方式为QPSK,信号复用方式为CDMA.
3.B1I 信号测距码（以下简称CB1I 码）码速率为2.046 Mcps，码长为2046。
CB1I 码由两个线性序列G1 和G2 模二和产生平衡Gold 码后截短1 码片生成。
G1 和G2 序列分别由两个11 级线性移位寄存器生成，通过对产生G2 序列的移位寄存器不同抽头的模二和可以实现G2 序列相位的不同偏移，与G1 序列模二和后可生成不同卫星的CB1I 码。
4.。
北斗卫星导航系统常识简介
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（BeiDou Navigation Satellite System，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°。
北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖。
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，产生显着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。
北斗产业应用前景广阔，预计到2020年，仅北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币，年复合增长率达到40%以上。
北斗导航卫星可视化系统 用户手册说明书
北斗导航卫星可视化系统用户手册“北斗导航卫星可视化系统”是一个可在网络（局域网或国际互联网）上运行的网站，用户可通过支持WebGL的网络浏览器（如最新版本的Google Chrome, Firefox, Edge, Opera或Internet Explorer 11）访问这个网站，完成相应的操作、任务。
系统使用HTML、CSS以及JavaScript进行开发，系统架构在Linux操作系统上，可以在局域网或国际互联网环境下运行。
一、系统主界面1.1系统主界面系统正确安装以后，用户可在浏览器中输入系统所在的网址（如：http://39.98.197.60/LinuxBds_C/index.php），即可打开系统。
首先出现的是如下主界面，视图中间部分是数字地球以及卫星轨道显示，其中不同颜色表示不同类型的卫星。
右上角的图标分别对应着不同的功能模块，右下角显示的是比例尺和经纬度。
界面最下方是时间轴。
图1. 系统主界面二、系统菜单2.1 北斗卫星星座轨道可视化点击左侧的“展开”图标，可以对页面显示的卫星进行自定义设置。
选择“北斗卫星”栏，可对界面显示的卫星进行设置，数字表示卫星数量。
（1）针对不同的轨道类型，如GEO、IGSO或MEO，进行卫星轨道显示。
（2）根据不同的系列来选择，如“北斗二号“、”北斗三号“。
（3）根据卫星运行状态，如“正常”、“不正常”。
（4）设置“全部隐藏”或者“全部显示”。
图2. “北斗卫星”栏对于“北斗卫星”栏下方的单颗卫星，左侧显示的是卫星二维图标，右侧第一行显示的卫星名，轨道类型，运行状况，卫星所属系列；用户可分别对每颗卫星设置是否显示2D图标、3D模型、标注、轨迹、星下点、轨道设置（见2.2）。
图3. 单颗卫星显示设置选择“测控站”栏，可对测控站进行设置。
北斗卫星导航任务轨道可视化软件系统显示了喀什、佳木斯、三亚和圣地亚哥四个测控站。
用户可以对测控站的二维图标、文字标注和跟踪卫星连线的显示进行设置。
北斗卫星导航系统及设备介绍1.3
有（无）源定位
10m 20ns 有
无源定位
20m C/A 20ns 无
无源定位
26m H/45m V 20～30ns* 无
无源定位
15m H/35m V 30ns 无
北斗系统简介
二、北斗卫星导航系统概述
北斗卫星导航系统由空间星座、地面控制和用户终端三 大部分组成。
北斗系统简介
广泛应用于国防、金融、通信、电力、交通、广电、安防、水利、石化、 冶金、医疗、教育、政府机关、IT等领域的校时服务，为系统提供精密的标准 时间信号和时间服务。
指挥型北斗终端
指挥型终端可实现指挥、监视、调度等功能，可管理100-20000个下属 用户，进行指挥调度和多级分组组网，提供对下属的全方位的实时监控和指 挥，同时提供强大的地图应用界面，可将自己及下属定位及导航信息在数字 地图上进行标绘、监控。
业领域，也可用于监察执法、搜救、 巡检、资源普查以及各类个人导航 等应用，为移动办公、执法、数据 采集提供便利。
手持式用户机在灾区的应用
单兵应用
车载式北斗终端
北斗/GPS车载通信定位终端支持北斗定位、 GPS定位和北斗通信、GPRS通信，具备工业三防， 适合在户外环境作业的车辆使用。用户机通过蓝牙
信息互通。
基于北斗的地质灾害监测与预警系统
我国地质灾害种类多、分布广、危害大,是世 界上地质灾害最严重的国家之一。泥石流，滑坡等
地质灾害多发生在偏远山区，目前地质灾害监测预
警的主要问题在于传统通信手段无法满足无信号覆 盖偏远地区的数据传输需求。基于北斗的地质灾害 监测与预警系统，成功解决了偏远地区无固定通信 网络或移动通信信号覆盖不到等问题，具有较强的 容灾性。
选定的路线，准时到达目的地。
北斗卫星导航系统建设与发展
一、发展规划1．发展目标北斗卫星导航系统致力于为全球用户提供连续、稳定、可靠的定位、导航、授时服务；满足国家安全和经济社会发展对定位、导航、授时的需求，促进国家信息化建设和经济发展方式转变，提升经济和社会效益；与世界其他卫星导航系统共同合作，服务全球、造福人类。
2．基本原则开放：面向全球用户免费提供开放服务。
自主：独立自主发展和运行北斗系统。
兼容：致力于实现与其他卫星导航系统的兼容与互操作，使用户获得更好的服务。
渐进：依据国家的技术和经济发展实际，循序渐进地建设北斗系统。
3．发展步骤按照“三步走”的发展路线，“先区域、后全球，先有源、后无源”的发展思路分步实施，形成突出区域、面向全球、富有特色的北斗系统发展道路。
第一步：1994～2000年，形成区域有源服务能力第二步：2004～2012年，形成区域无源服务能力；第三步：2013～2020年，形成全球无源服务能力。
4．系统组成北斗系统由空间段、地面控制段、用户段组成，空间段包括5颗静止轨道（GEO）卫星、3颗倾斜同步轨道（IGSO）卫星和27颗中圆轨道（MEO）卫星；地面控制段包括主控站、注入站、监测站等30余个地面站；用户段包括北斗终端、与其他导航系统兼容的终端。
北斗系统提供授权、公开、广域差分和短报文四种服务，定位精度优于10m，授时精度优于20ns，测速精度每秒0.2m。
5．基本政策北斗系统为用户免费提供开放服务。
持续进行系统维护和完善，不断提升服务性能，为用户提供更高质量的服务。
按计划发布公开服务规范，发挥政府和市场的作用，推动北斗/GNSS应用的创新、普及与国际化，打造国家战略性新兴产业的基础。
秉承发展、合作、共赢的理念，实现北斗与其他GNSS系统的兼容共用，充分发挥系统效能，提升用户效益。
二、最新进展1．系统建设（1）保持系统稳定运行北斗系统自2012年12月27日正式提供区域服务以来，系统连续稳定运行，服务性能指标稳中有升。
通过覆盖亚太地区的服务信号监测评估表明，系统服务性能满足指标要求，部分地区服务性能优于10m。
全球六大GNSS介绍
北斗卫星导航系统覆盖范围：全球功能：北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量定位、导航和授时服务，包括开放服务和授权服务两种形式。
开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。
授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。
管理机构：中国卫星导航系统管理办公室。
空间段：北斗卫星导航系统由空间星座、地面控制和用户终端三大部分组成。
空间星座部分由5颗地球静止轨道（GEO）卫星和30颗非地球静止轨道（Non-GEO）卫星组成。
GEO 卫星分别定点于东经58.75度、80度、110.5度、140度和160度。
Non-GEO卫星由27颗中圆地球轨道(MEO)卫星和三颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星组成。
其中，MEO卫星轨道高度21500千米，轨道倾斜角55度，均匀分布在3个轨道面上;IGSO卫星轨道高度36000千米，均匀分布在3个倾斜同步轨道面上，轨道倾斜角55度，3颗IGSO卫星星下点轨迹重合，交叉点经度为东经118度，相位差120度。
地面控制部分由若干主控站、注入站和监测站组成。
主控站主要任务是收集各个监测站的观测数据，进行数据处理，生成卫星导航电文、广域差分信息和完好信息，完成任务规划与调度，实现系统运行控制与管理等；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、广域差分信息和完好信息注入，有效载荷的控制管理；监测站对导航卫星进行连续跟踪监测，接收导航信号，发送给主控站，为卫星轨道确定和时间同步提供观测数据。
用户段：有各类北斗用户终端，以及与其卫星导航系统兼容的终端组成，能够满足不同领域和行业的应用需求。
服务区：东经84度到160度，南纬55度到北纬55度之间的大部分区域。
服务方式：包括开放服务和授权服务两种方式。
开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。
北斗科普知识
北斗科普知识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. 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。
北斗卫星导航系统建设计划第一步：2000年建成了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，并试运行，在小部分范围提供测试性服务。
截止到2012 年底，在轨工作卫星有5颗地球静止轨道（GEO）卫星、4 颗中圆地球轨道（MEO）卫星和5 颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星。
第三步：2020年左右，北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力，并完成全球的定位与服务工作。
到时空间星座部分将由5颗地球静止轨道（GEO）卫星和30 颗非地球静止轨道（Non-GEO）卫星组成。
北斗1号：“北斗1号”卫星定位系统由两颗地球静止卫星（2000年发射）、两颗在轨备份卫星（2003、2007年发射）、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。
覆盖范围：北纬5°一55°，东经70°一140°之间。
定位精度：水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。
短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送40-60个汉字的短报文信息。
可以达到一次传送达120个汉字的信息。
优势：北斗1号导航系统具有卫星数量少、投资小、用户设备简单价廉、能实现一定区域的导航定位、通讯等多用途，可满足当前我国陆、海、空运输导航定位的需求。
缺点：第一，覆盖范围也不过是初步具备了我国周边地区的定位能力，与GPS的全球定位相差甚远。
第二，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。
（GPS三维定位精度P码己由16m提高到6m，C/A码己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。
北斗导航卫星系统(CNSS或BDS)简介
北斗IGSO卫星介绍
IGSO卫星即倾斜地球同步轨道卫星 •由于北斗MEO卫星的发射周期较长，要完成27颗的发射需要至少10～20年的时间，为了让北斗系统 尽快的实现区域的服务，首先发射了3颗IGSO卫星，目前可观测到6颗 •这些IGSO卫星的轨道高度和GEO卫星类似，绕地球一圈也是24小时，但是轨道并不正好在赤道上， 而是和赤道面有个夹角，这种卫星在地球固定一个位置看到的轨迹是如右图所示的同地面平行的“8” 字形 •IGSO卫星虽然不是完全同地面静止的，但是大部分时候在中国境内都能看到，所以保证了北斗系统 的区域性立即可用
那么，北斗系统为什要设计用27颗MEO卫星呢？ •美国在设计 GPS 的时候，“够”的定义是保证地球上任何地点任何时间都可以定位，即能看到至少 4 颗 卫星；按照这个要求，在六轨面和轨道高度 20200km 的前提下，只要 21 颗卫星就够了，所以，GPS 选 择了 21 工作卫星 + 3 备份卫星的基础星座。同时代的 GLONASS 的设计是三轨面 21 工作卫星 + 3 备份卫 星，同样可以保证全球任何时间都能看到至少 4 颗卫星
北斗民用频段 北斗一号短报文
北斗二号
频段
Tx Rx B1I B2I B3I
Frequency(MHz)
中心频率
下限频率
上限频率
1615.68
1611.1
1620.26
2491.75
2487.17
2496.33
1561.098 1559.052 1563.144
1207.14
1196.91
1217.37
目前北斗系统的精度不够高很大一部分的原因是中国的原子钟不行
•卫星导定位中，时间系统有着极其重要的意义，在由跟踪站对卫星进行定轨时，要求卫星位置 的误差小于1cm时，相应的时刻误差应小于2.6μs；如果要求测量的距离误差小于1cm时，则信号 传播时间的测定误差应小于 0.03ns •中国的原子钟相对国外产品，体积大、质量重、精度还差了一个量级，这种高精尖的技术国外 是对中国禁运的，我们只能靠自己
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北斗IGSO 轨道六根数
人造卫星轨道六要素（也称为轨道六根数）是用于表征卫星轨道形状、位置及运动等属性的参数，可用来确定任意时刻卫星的轨道和位置。
通常的轨道六根数指的是：半长轴a、离心率e、轨道倾角i、近心点辐角ω、升交点经度Ω和真近点角φ。
六根数中，前2项确定了轨道形状，第3、4、5项确定了轨道平面所处的位置，第6项确定了卫星在轨道中当前所处位置还常常用平近点角、过升交点时刻、过近地点时刻等参量表征，其效果是等价的。
半长轴a：这个根数决定了卫星轨道形成的椭圆长半轴的长度，及轨道的大小。
同时，这个根数也决定了发射卫星到这个轨道需要多少能量，因为根据活力公式，一个确定轨道的机械能是固定的。
偏心率e：跟椭圆的扁率是一个意思，代表轨道偏心的程度。
偏心率近似等于0的轨道一般称为近圆轨道，此时地球的质心几乎与轨道几何中心重合。
偏心大于0小于1，轨道就呈椭圆状，偏心率越大轨道越扁。
轨道倾角i：即轨道平面与赤道平面之间的夹角，用于描述轨道的倾斜程度，简单地说就是轨道平面相对于地球赤道平面是躺着的还是立着的或者是斜着的。
卫星轨道的倾角决定了卫星星下点所能覆盖的地理高度，并对发射场和运载火箭的运力形成硬性约束。
升交点赤经Ω：理解这个轨道根数需要在称为惯性系的三维空间中进行。
航天动力学中常常将J2000坐标系作为惯性系使用，J2000坐标系它的原点在地球质心，参考平面是J2000平赤道面，Z轴向北
指向平赤道面北极，X轴指向J2000平春分点，Y轴与X和Z轴组成直角右手系。
真近点角φ指天体从近地点起沿轨道运动时其向径扫过的角度，是某一时刻轨道近地点到卫星位置矢量R的夹角。
真近点决定了卫星在轨道中的具体位置。