基于北斗通信与定位的深海回收信标系统研制课题答辩PPT课件
北斗导航系统(中国)PPT课件
导航通信卫星是2颗地球同步卫星，距离地面 36000km，位于赤经80E和140E，还有1颗备用卫星， 将位于赤经110.5E，2颗卫星的升交点赤经相差60。2 颗卫星于2000年10月31日和12月21日发射成功。覆 盖范围东经约70°一140°，北纬5°一55。
北斗卫星导航系统三大功能
❖ 快速定位：北斗导航系统可为服务区域内用 户提供全天候、高精度、快速实时定位服务。 水平定位精度100m，差分定位精度小于20m。 定位响应时间：1类用户5s；2类用户2s；3类 用户1s。员短定位更新时间小于1s。一次性定 位成功率95％。
❖ 简短通信：北斗系统用户终端具有双向数
字报文通信能力，可以一次传送超过100汉字 的信息。
❖ 精密授时：北斗导航系统具有单向和双向
两种授时功能。根据不同的精度要求,利用授 时终端,完成与北斗导航系统之间的时间和频 率同步,可提供数十纳秒级的时间同步精度。
北斗应用五大优势
❖ 同时具备定位与通讯功能，无需其他通讯系 统支持
结束语
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
北斗导航系统（中国）
“北斗导航系统”是全天候、全天时提供卫星导 航信息的区域导航系统，此系统由二颗卫星、控制 站和接收机组成，卫星编号分别为“北斗一号”和 “北斗二号”，分别于2000年10月31日凌晨0时02 分和2000年12月21日0时20分在西昌卫星发射中心 发射升空，并准确进入预定轨道。
今年5月25日，我国第三颗“北斗一号”卫星发 射成功，6月1日，我国自主研发的“北斗运营服务 平台”正式开通，这标志着我国已经拥有了完全自 主的卫星导航系统，北斗导航定位系统的大规模应 用进入了实质性阶段。
基于北斗卫星通信与定位的深海回收信标机研制
基于北斗卫星通信与定位的深海回收信标机研制
张美燕;周莉萍;彭学虎
【期刊名称】《浙江水利水电专科学校学报》
【年(卷),期】2016(028)004
【摘要】针对北斗通信与定位模块设计、水下嵌入式处理电路、机电联合微功耗控制、整机密封耐压工艺设计等关键部分,研制成功了一套深海和近海环境的海洋监测系统回收搜寻信标机,该系统采用北斗通信和定位技术获取回收信标机实时位置数据,进而导引用户搜寻设备完成回收,为海洋环境监测和调查设备的可靠回收提供技术保证.
【总页数】5页(P71-75)
【作者】张美燕;周莉萍;彭学虎
【作者单位】浙江水利水电学院电气工程学院,浙江杭州310018;浙江水利水电学院电气工程学院,浙江杭州310018;浙江水利水电学院电气工程学院,浙江杭州310018
【正文语种】中文
【中图分类】P742
【相关文献】
1.基于北斗卫星通信与定位的深海回收信标机研制 [J], 张美燕;周莉萍;彭学虎;
2.一种用于海试设备定位的北斗信标机 [J], 刘鹏;邹田田;隋元杰;崔志光
3.基于北斗定位导航系统的水下监测平台出水报警定位信标机设计与实现 [J], 冯
志涛;李家军;贾立双;李墨;关宏韬
4.基于北斗定位导航系统的水下监测平台出水报警定位信标机设计与实现 [J], 冯志涛;李家军;贾立双;李墨;关宏韬;
5.基于北斗卫星通信定位的战斗机队形指挥控制系统设计 [J], 秦明峰
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北斗卫星定位导航系统ppt课件
北斗一代
• 中国北斗导航卫星进行防震试验 • 北斗一代（BD-1）系统介绍： • “北斗一号”卫星导航定位系统是我国独立自主研制的第一代卫星导 航定位系统，是一种新型、全天候、较高精度、区域性（中国境内） 的卫星导航定位系统，具有快速定位（导航）、双向简短报文通信和 定时三大功能，目前已经正式投入运行，这标志着该系统进入了实际 应用阶段。 • 该系统由四颗静止卫星组成，其轨位分别是： 80E；110．5E，140E， 86°E • 导航定位使用频段是： 1610---1626．5MHz （L频段，上行链路） • 2483．5---2500MHz （S频段，下行链路） • 目前在国际电联的公布资料是：CHINASAT-31/32/33。
北斗卫星定位系统构成
• 北斗卫星导航定位系统的系统构成有：两颗地球 静止轨道卫星、地面中心站、用户终端。北斗卫 星导航定位系统的基本工作原理是“双星定位”： 以2颗在轨卫星的已知坐标为圆心，各以测定的卫 星至用户终端的距离为半径，形成2个球面，用户 终端将位于这2个球面交线的圆弧上。地面中心站 配有电子高程地图，提供一个以地心为球心、以 球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。用数 学方法求解圆弧与地球表面的交点即可获得用户 的位置。
北斗系统四大功能
• 北斗系统四大功能 • 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。 • 精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用 户提供20ns-100ns时间同步精度。 • 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)。工作频率：2491.75MHz。 • 系统容纳的最大用户数：每小时540000户。
北斗卫星定位导航系统教学
北斗卫星定位导航系统概述
海洋船舶北斗定位导航系统解决方案(海洋)
海洋船舶北斗定位导航系统解决方案华云科技有限公司2013年10月目录一、综述 (4)二、系统解决方案 (5)（一）设计目标与原则 (5)1.设计目标 (5)2.设计原则 (6)（二）总体方案设计 (6)1. 卫星导航运营中心 (7)2. 岸端监控中心 (8)3. 船载北斗定位导航终端 (8)（三）岸端监控中心功能设计 (9)1.岸船信息互通 (9)2.位置监控 (9)3.应急调度 (9)4.船舶报警 (10)5.增值信息服务 (11)6.系统管理 (11)7.系统接口 (12)（四）船载北斗定位导航终端 (13)1.主要特点 (14)2.终端功能 (14)3.主要性能指标 (19)（五）硬件环境要求 (20)1. 主机存储 (20)2. 网络 (21)3. 系统支撑软件 (21)三、系统造价 (23)（一）概算一（终端含屏及本地导航） (24)（二）概算二（终端不含屏） (25)一、综述最古老的航海导航的方法是罗盘和星历导航，人类通过观察星座的位置变化来确定自己的方位；最早的导航仪是中国人发明的指南针,后来发展成一直为人类广泛应用的磁罗经。
在随后的两个世纪里，人类通过综合利用星历知识、指南针和航海表来进行导航和定位。
卫星技术应用于海上导航可以追溯到20世纪60年代的第一代卫星导航系统Transit,但是它有不连续导航、定位的时间间隔不稳定等缺点。
GPS系统的出现克服了Transit系统的局限性,而且提高了定位精度、可进行连续的导航、有很强的抗干扰能力，取代了陆基无线电导航系统,在航海导航中发挥了划时代的作用。
2000年我国建成北斗卫星导航试验系统，中国成为第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
截至2012年底，北斗卫星导航系统已经成功发射16颗卫星，并组网运行，形成区域服务能力。
目前在北京、郑州、西安、乌鲁木齐等地区，中国卫星导航定位精度可达7米，在东盟国家等低纬度地区，定位精度可达到5米左右。
随着新一代北斗导航卫星的发射，以及在技术以及管理上的诸多创新,北斗卫星导航精度有望继续提高。
基于北斗卫星导航系统的海洋监测浮标通信系统设计与应用
基于北斗卫星导航系统的海洋监测浮标通信系统设计与应用王世明;李晴【摘要】The continuous development of ocean monitoring service for ocean monitoring buoys communication device stability and reliability of the higher requirements ."Beidou"navigation system is a satellite navigation system with our own intellectual property rights , with fast positioning ,precise timing ,two‐way communication and other functions ,confiden‐tiality ,meet ocean monitoring buoys from the shore station far ,monitoring data size ,data confidentiality It needs .Based on the full understanding of the status quo at home and abroad ocean observations and ocean observation equipment on the basis of a design based on ocean buoys Beidou satellite communication ,focusing on the design Beidou satellite communica‐tions buoy , thus better for the monitoring of marine environmental perspective reference service .%我国海洋立体监测业务的不断发展对海洋监测浮标通信设备稳定性和可靠性提出了更高的要求。
北斗卫星导航系统PPT课件
1176.45MHz
E5a-I BPSK(10)
1176.45MHz
伽利略
1237.83 MHz
P-Code BPSK(10)
L20 =1246 MHz
16.78 MHz -7-6 -5-4 …
… 5 6 78
P-Code BPSK(5.11)
C/A-Code BPSK(0.511)
L20 =1246 MHz
分完好性服务
（一）中国特色的北斗
3、组织实施：充分发挥新形势下的举国体 制作用
发挥中国特色社会主义的制度优势 发挥市场在资源配置中的基础性作用
三、世界卫星导航愿景中的北斗
（一）中国特色的北斗 （二）服务国家的北斗 （三）走向世界的北斗
2019/12/31
44
（二）服务国家的北斗
卫星导航应用，只有想不到的，没有做不 到的。未来，北斗将为我国提供统一的时空基 准服务，在我国国家安全和国民经济社会各领 域得到广泛应用，保障国家经济社会安全，转 变国民经济发展方式，成为战略性新兴产业， 促进信息化建设的跨跃式发展。
B3Q: BPSK(10)
P-Code BPSK(5.11)
L10 =1602 MHz
18.66 MHz -7-6 -5-4 …
… 5 6 78
M-Code BOC(10,5)
1575.42MHz
1592.95 MHz
C/A-Code BPSK(0.511)
P-Code BPSK(10)
L1C-I BOC(1,1)
2019/12/31
50
（三）面向世界的北斗
1、作为全球卫星导航系统核心供应商之一，将致力 于推动全球卫星导航系统建设和产业发展。
北斗导航技术PPT课件
北斗卫星导航系统简介
• 应用
北斗卫星导航系统简介
• 发展历程
➢ 试验系统（北斗一代）：1983年陈芳允院士提出，1994年开始研制， 2003年完成组建
➢ 伽利略系统合作计划 ➢ 正式系统（北斗二代）：2004年-2020年
பைடு நூலகம்
北斗一代
• 主要参数
➢ 服务区：我国及周边地区 ➢ 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）。 ➢ 定位时间：几秒钟 ➢ 授时精度：单向100ns，双向20ns ➢ 通信能力：双向短报文通信120个汉字
北斗一代
• 优点 ➢ 成本低 ➢ 定位快 ➢ 双向通信与授时 ➢ 位置报告
。 标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户
北斗一代
• 定位原理（双星定位法）
• 中心控制系统测出两个时间延迟：即从中心控制系统发出询问信号， 经某一颗卫星转发到达用户，用户发出定位响应信号，经同一颗卫星 转发回中心控制系统的延迟；和从中心控制发出询问信号，经上述同 一卫星到达用户，用户发出响应信号，经另一颗卫星转发回中心控制 系统的延迟。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的，因此 由上面两个延迟量可以算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，又可知道用户处于某一与地球基准椭球 面平行的椭球面上。即可以推算出用户位置。
1561.098MHz。
北斗二代
基于北斗通信与定位的深海回收信标系统研制课题答辩PPT课件
R15 76.8K
R17 243K
5V电源电路
技术方案 l 锂电池充电及保护方案
USB_VCC
R6 330
GND VBAT+
CHRG CHRG PROG
R8 1.25K
GND
USB_VCC
GND
BAT VCC
LTC4054
C5
1uF
GND
P1
1 2
VBAT+
BAT BAT_GND
1PPS GND11 GND10 GPIO2
GND9 GND8
C2 22uF
C3 0.1uF
R4 5.1K
C6 220uF
C7 220uF
C4 100pF
VCC
VCC_PA
C68 0.1uF
R8 5.1K
技术方案 l 卫星定位电路
3V SMB
GPS_Reset
R23 1K
L5 68nH
C28 0.1uF
DVDD 1
GND
C30
C44
10uF
0.1uF
R32
510
R34 R35 R36 4.7K 4.7K 4.7K
GND
3V WiFi_GND
WiFi_TX WiFi_RX WiFi_RESET WiFi_RELOAD
WiFi模块电路
技术方案 l 仓体关键结构
天线盖 电池仓
压力开关
技术方案 l 嵌入式软件
开始
N
Byte == ‘$’
Y
N Byte写入缓冲区 N
Byte == ‘,’
Y 是否为RMC数据帧
Y
N Byte写入缓冲区
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R15 76.8K
R17 243K
5V电源电路
技术方案 l 锂电池充电及保护方案
USB_VCC
R6 330
GND VBAT+
CHRG CHRG PROG
R8 1.25K
GND
USB_VCC
GND
BAT VCC
LTC4054
C5
1uF
GND
P1
1 2
VBAT+
BAT BAT_GND
RD0538模块电路
L1
C5
C1
100pF
R5 51R R6 51R R7 51R B4 100M/600R
BD_TXD BD_RXD
C10
100pF L2
C11
Satellite_TX
5V
Satellite_RX
C36 C37
C38
100pF 100pF 100pF
C40 100pF
C41
C42
100pF 100pF
主要功能
● 系统提供Web端访问功能 ● 上位机支持水下信标机工作参数配置及甲板接收机文件导出、分析的功能 ● 水下信标机发送频度等工作参数可配置 ● 甲板接收机支持触摸操作，数据本地存储，电量监测、过冲过放保护及WiFi通信方式
技术指标
● 系统使用北斗系统通信、定位 ● 系统定位精度≤3m ● 耐压仓体要能够工作深度≥6000m ● 水下信标机持续工作时间≥7天，电池容量为14500mAh ● 甲板接收机持续工作时间≥20小时，电池容量为5200mAh
基于北斗通信与定位的深海 回收信标系统研制
导 师：蔡文郁 副教授 答辩人：张鹏鹏
目录
l 课题背景 l 系统方案 l 技术方案 l 调试测试 l 总结展望
课题背景 l 研究背景
l在对海洋观测系统进行回收时发现系统最终位置相比投放位置常发生较大 变化，给设备回收造成一定困难。 l现有回收系统使用的定位及通信卫星都由外国控制。 l北斗通信与定位系统日益完善。
C39 0.1uF
R10 1K
4 G2
S2 3
5 D1/D2 D1/D2 2
6
1
G1
S1
8205A
USBDM USBDP
GND BAT_GND
充放电保护电路
技术方案 l 卫星通信电路
VPP GND
CLK IO
RESET VCC
SIM
C9 0.1uF
R1 R2 R3 5.1K 5.1K 5.1K
ESD1 ESD2 ESD3 ESD4
课题背景 l 已有研究
研究机构及型号
实物图
加拿大Xeostech公 司XMi-7500
加拿大MetOcean 公司IR-7300
中北大学电子测试 技术重点实验室 Iridium9523信标
机
杭州电子科技大学 LED指示+铱星信
标机
指标
铱星9603收发器；6节AA电池、工作大于96天(间隔90 秒发送数据)、休眠电流500uA、平均传输电流 50mA(30秒)； 工作温度：-40至+60摄氏度，最大耐压7500m。 铱星9602收发器、GPS定位；6节C型碱性电池、工作大 于90天(间隔1小时发送数据)、水压开关、手动开关； 工作温度：-40至+85摄氏度，最大耐压7300m。
锂电池充电电路
3V
USB_VCC
Vbus DD+ NC
GND
R26 1.5K
R27 22 GND
R28 22
GND VBAT+
R11 100
C7 0.1uF
4 TD
5 VDD 6
GND
DW01 BAT_GND
OC 3 CSI 2 OD 1
3V
IO1 IO1 GND VCC IO2 IO2
USBLC6-2P6
北斗天线 定位天线
②主仓体
③信标机主板
信标电路主板
电池
④电池仓
仓，
信标
机的
供电
设备
⑤压力开关
机械结构，控 制电源开关
信标电路主板 通信模块
定位模块 MCU
用户配置
电源模块
系统方案 l 用户侧系统
用户侧系统
甲板接收单元
上位机
甲板接收机
陆上接收单元 北斗指挥机
海上 陆上
Web服务器 浏览器客户端
系统方案 l 技术指标
技术方案 l 硬件框架
GPS/北斗 双星定位
传感器及配置接 口
UART
UART
STM32L1
UART 北斗RD0538
MOS
处理器
MOS
稳压变换
ER34615电池 组
水下信标机
3.3V 5V
3.3V 5V
GPS/北斗
UART
双星定位
MOS
北斗TM0510
UART
MOS
Debug
UART
USB
TFT液晶屏
5V
VCC VCC VCC VCC VCC GND VCCPA VCCPA VCCPA VCCPA VCCPA VCCPA VCCPA VCCPA VCCPA
国内基于卫星通信与定位技术的信标系统的核心技 术依赖于国外发达国家 l 技术垄断，使用资费高。 l 容易发生信息泄露事件，危及国家安全。
甲板系统
上位机
甲板接收机
系统方案 l 工作原理
北斗卫星
陆上接收单元 ④
⑤
③
⑥
①
②
北斗指挥机
北斗系统地面中心站
海洋
陆地
浏览器客户端
系统方案 l 水下信标系统
①天线盖
VIN VINA EN
VOUT 1 FB 10
PS/SYNC
3V
R24 1M C24 C25
9 GND PGND 3
10uF 10uF
TPS63000
R26 200K
3V电源电路
VBattery
R6
Q1
10K
Beidou_EN R9 27K
R16 10K
R8 4.7K
Q2
L3
1.8uH
SW
U3
9 VIN
UART
SPI
STM32F1
处理器
IO
稳压变换
UART IO
Micro-USB 接口
18650电池2节并
5V
联供电
TF卡存储 2 LED
WiFi模块
电量检测
甲板接收机
技术方案 l 电源方案
VBattery D3
L4 2.2uF
R25 C26 100
10uF
C27 0.1uF
U5
4 L1
L2 2
5 8 6 7
铱星9523收发器、GPS定位；其他参数不详
超亮LED光指示、铱星通讯、GPS定位；3W LED正常情 况3公里内可视；9602铱星收发器，可发送300次铱星数 据；工作温度：-40至+60摄氏度，最大耐压6000m
课题背景 l 存在问题
主流信标产品在用户侧的数据呈现系统不够完善 l 使用不够方便。 l 信息呈现方式不够友好。
11 SW
C10
C11
22uF 0.1uF
C13 2.2uF
2 VCC
BOOT 10
7 EN
VOUT 6
127K R14 301K
8 ILIM
1 FSW
R19 4 COMP 17.4K
TPS61089
3 FB
5 GND
C12 0.1uF 5V
C14 C15 C16 C17