四大全球卫星定位系统比较课件
全球四大卫星定位系统课稿
全世界四大卫星定位系统提及卫星定位导航系统，人们就会想到GPS，可是此刻，陪伴着众多卫星定位导航系统的盛行，全世界卫星定位导航系统有了一个崭新的称号： GNSS(Global Navigation Satellite System)。
目前，在这一领域最吸引人眼球的要数美国的GPS卫星导航系统；别的，还有俄罗斯的“格洛纳斯”导航卫星系统，欧盟的“伽利略”导航卫星系统，以及我国自主开发的“北斗”导航卫星系统。
一、美国 GPS系统GPS（Global Position System）全世界定位系统是目前最成熟的卫星定位导航系统。
它是美国从上世纪 70 年月开始研制，历时 20 年，耗费近 200 亿美元，于 1994 年全面建成的新一代卫星导航与定位系统。
GPS利用导航卫星进行测时和测距，拥有在海、陆、空全方向实时三维导航与定位能力。
它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。
此刻， GPS已经成为此刻世界上最适用，也是应用最宽泛的全世界精细导航、指挥和调动系统。
GPS全世界定位系统由空间系统、地面控制系统和用户系统三大多数构成。
其空间系统由 21 颗工作卫星和 3 颗备份卫星构成，散布在20200 千米高的 6 个轨道平面上，运转周期 12 小时。
地球上任何地方任一时辰都能同时观察到 4 颗以上的卫星。
地面控制系统负责卫星的测轨和运转控制。
用户系统为各样用途的 GPS 接收机，经过接收卫星广播信号来获取地点信息，该系统用户数目能够是无穷的。
GPS全世界定位系统是美国为军事目的而成立的。
1983 年一架民用飞机在空中因被误认为是敌军飞机而遭击落伍，美国承诺GPS免费开放供民间使用。
美国为军用和民用安排了不一样的频段，并分别广播了P码和C/A 码两种不一样精度的地点信息。
目前美国军用GPS精度可达1 米，而民用GPS理论精度只有10 米左右。
特别地，美国在90 代中期为了自己的安全考虑，在民用卫星信号上加入了SA (Selective Availability) ，进行人为扰码，这使得一般民用GPS接收机的精度只有 100 米左右。
全球四大卫星定位系统
全球四大卫星定位系统一．GPS系统（美国）二．北斗系统（中国）三．GLONASS系统（俄罗斯）四．伽利略卫星导航系统（欧盟）GPS系统（美国）GPS系统是美国从上世纪70年代开始研制，历时20年，耗资近200亿美元，于1994年全面建成的新一代卫星导航与定位系统。
GPS利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力。
它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。
如今，GPS已经成为当今世界上最实用，也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。
GPS系统概述GPS系统由空间部分、地面测控部分和用户设备三部分组成。
（1）空间部分GPS系统的空间部分由空间GPS卫星星座组成。
（2）控制部分控制部分包括地球上所有监测与控制卫星的设施。
（3）用户部分GPS用户部分包括GPS接收机和用户团体。
主要功能：导航测量授时标准：全球定位系统(GPS)测量规范GB/T 18314-2001 Specifications for global positioning system (GPS) surveys种类：GPS卫星接收机种类很多，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。
北斗卫星导航系统中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，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。
段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户度0.2米/秒，授时精度10纳秒。
系统构成北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，中国计划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，已成功发射16颗北斗导航卫星。
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。
全球四大卫星定位系统
全球四大卫星导航系统简介一、美国的GPS系统：美国的GPS系统，由24颗(3颗为备用卫星)在轨卫星组成。
GPS的信号有两种C/A码，P码。
民用：C/A码的误差是29.3m到2.93米。
一般的接收机利用C/A码计算定位。
美国在90代中期为了自身的安全考虑，在信号上加入了SA(Selective?Availability)，令接收机的误差增大，到100米左右。
在2000年5月2日，SA取消，所以，咱们现在的GPS精度应该能在20米以内。
军用：P码的误差为2.93米到0.293米是C/A码的十分之一。
但是P码只能美国军方使用，AS(Anti-Spoofing)，是在P码上加上的干扰信号。
二、中国的“北斗”卫星导航定位系统：“北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星，足足要比GPS多出11颗。
按照规划，“北斗”卫星导航定位系统将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，采用“东方红”-3号卫星平台。
30颗非静止轨道卫星又细分为27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星组成，27颗MEO卫星平均分布在倾角55度的三个平面上，轨道高度21500公里。
“北斗”卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。
开放服务在服务区免费提供定位，测速和授时服务，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度为0.2米/秒。
授权服务则是军事用途的马甲，将向授权用户提供更安全与更高精度的定位，测速，授时服务，外加继承自北斗试验系统的通信服务功能，精度可以达到重点地区水平10米，高程10米，其他大部分地区水平20米，高程20米；测速精度优于0.2米/秒。
这和美国GPS的水平是差不多的。
另外，“北斗一号”还可以提供用户的双向通讯功能，用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信。
通过“北斗”系统，用户一次最多可以传输120个字符【汉字】。
在国产的GPS——“北斗二号”投入使用后，会不会取代GPS呢？曹冲研究员的答案是否定的。
全球四大卫星定位系统PPT课件
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实际应用——民用功能
• 个人位置服务 当你进入不熟悉的地方时，你可以使用装 有北斗卫星导航接收芯片的手机或车载卫星导航装置找到你要走 的路线。 • 气象应用 北斗导航卫星气象应用的开展，可以促进我国 天气分析和数值天气预报、气候变化监测和预测，也可以提高空 间天气预警业务水平，提升我国气象防灾减灾的能力。
“北斗”卫星导航定位系统的军事功能与GPS类似，如：飞机 、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航；弹道导弹机动发射车、自 行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位，以缩 短反应时间；人员搜救、水上排雷定位等。 这项功能用在军 事上，意味着可主动进行各级部队的定位，也就是说大陆各级部 队一旦配备“北斗”卫星导航定位系统，除了可供自身定位导航 外，高层指挥部也可随时通过“北斗”系统掌握部队位置，并传 递相关命令，对任务的执行有相当大的助益。换言之，大陆可利 用“北斗”卫星导航定位系统执行部队指挥与管制及战场管理。
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数量：24颗卫星 组成； 精度：10米左右； 用途：军民两用；
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GLONASS在定位、测速及定时精度上则优于施加选择 可用性（SA）之后的GPS，由于俄罗斯向国际民航和海事 组织承诺将向全球用户提供民用导航服务，并于1990年5 月和1991年4月两次公布GLONASS的ICD，为GLONASS的广 泛应用提供了方便。GLONASS的公开化，打破了美国对卫 星导航独家经营的局面，既可为民间用户提供独立的导航 服务，又可与GPS结合，提供更好的精度几何因子 （GDOP）；同时也降低了美国政府利用GPS施以主权威慑 给用户带来的后顾之忧，因此，引起了国际社会的广泛关 注。
除此之外，北斗导航卫星系统的气象应用对推动北斗导航卫星 创新应用和产业拓展也具有重要的影响。
全球四大卫星定位系统
全球四大卫星导航系统简介一、美国的GPS系统:美国的GPS系统,由24颗(3颗为备用卫星)在轨卫星组成。
GPS的信号有两种C/A码,P码。
民用:C/A码的误差是29.3m到2.93米。
一般的接收机利用C/A码计算定位。
美国在90代中期为了自身的安全考虑,在信号上加入了SA(Selective Availability),令接收机的误差增大,到100米左右。
在2000年5月2日,SA取消,所以,咱们现在的GPS精度应该能在20米以内。
军用:P码的误差为2.93米到0.293米是C/A码的十分之一。
但是P码只能美国军方使用,AS(Anti-Spoofing),是在P码上加上的干扰信号。
二、中国的“北斗”卫星导航定位系统:“北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星,足足要比GPS多出11颗。
按照规划,“北斗”卫星导航定位系统将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,采用“东方红”-3号卫星平台。
30颗非静止轨道卫星又细分为27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星组成,27颗MEO卫星平均分布在倾角55度的三个平面上,轨道高度21500公里。
“北斗”卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。
开放服务在服务区免费提供定位,测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度为0.2米/秒。
授权服务则是军事用途的马甲,将向授权用户提供更安全与更高精度的定位,测速,授时服务,外加继承自北斗试验系统的通信服务功能,精度可以达到重点地区水平10米,高程10米,其他大部分地区水平20米,高程20米;测速精度优于0.2米/秒。
这和美国GPS的水平是差不多的。
另外,“北斗一号”还可以提供用户的双向通讯功能,用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信。
通过“北斗”系统,用户一次最多可以传输120个字符【汉字】。
在国产的GPS——“北斗二号”投入使用后,会不会取代GPS呢?曹冲研究员的答案是否定的。
全球四大导航系统
全球四大卫星定位系统目前，世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。
当前全球有四大卫星定位系统，分别是美国的全球卫星导航定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯GLONASS系统、欧洲在建的"伽利略"系统、和中国的北斗卫星导航系统。
一、美国GPS长期垄断美国国防部从1973年开始实施的GPS系统，这是世界上第一个全球卫星导航系统，在相当长的一段时间内垄断了全球军用和民用卫星导航市场。
GPS全球定位系统计划自1973年至今，先后共发射了41颗卫星，总共耗资190亿美元。
GPS原来是专门用于为洲际导弹导航的秘密军事系统，在1991年的海湾战争中首次得到实战应用。
随后，在科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中大显身手。
从克林顿时代起，该系统开始应用在了民用方面。
现运行的GPS系统由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。
美国利用GPS获得了巨大的经济利益，多年来在出售信号接收设备方面赚取了巨额利润。
以1986年为例，当时一台一般精度的GPS定位仪价格5万美元，高精度的则达到10万美元。
现在价格虽然有所下降，但也可推算出20年来GPS"收获颇丰"。
以GPS为代表的卫星导航定位应用产业，已成为八大无线产业之一。
据美国国家公共管理研究院进行的调查评估表明，GPS的全球销售额将以每年38%的速度增长，2005年全球GPS市场已达到310亿美元。
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"。
在海湾战争时，美国还曾置欧盟各国利益不顾，一度关闭对欧洲GPS服务。
2003年3月20日，伊拉克战争爆发。
大批轰炸机、战斗机猛扑向伊拉克首都巴格达，用炸弹准确地将一座建筑彻底摧毁，行动代号："斩首行动"；4月，一架B-1B"枪骑兵"轰炸机临时接到任务，用炸弹摧毁了另一座建筑。
全球四大卫星导航系统介绍分析讲义
应用范围(1)
卫星导航首先是在军事需求的推动下发 展起来的，GLONASS与GPS一样可为 全球海陆空以及近地空间的各种用户提 供全天候、连续提供高精度的各种三维 位置、三维速度和时间信息（PVT信 息），这样不仅为海军舰船、空军飞机、 陆军坦克、装甲车、炮车等提供精确导 航。
全球四大卫星导航系统介绍分析
全球四大卫星导航系统介绍分析
主要内容
卫星通信、卫星导航简介 全球四大卫星导航系统
全球四大卫星导航系统介绍分析
卫星通信
• 卫星通信是指利用人造地球卫星作为中 继站转发无线电信号，在多个地面站之 间进行的通信
全球四大卫星导航系统介绍分析
全球四大卫星导航系统介绍分析
全球四大卫星导航系统介绍分析
系统概述
数量 24颗卫星组成 精度 10米左右 用途 军民两用 进展 目前已有17颗卫星在轨运行，计
划2008年全部部署到位
全球四大卫星导航系统介绍分析
研制历程 第一阶段（1982-1990年）
到1984-1985年，由4颗卫星组成的试验 系统达到验证系统的基本性能指标。空间 星座从1986年开始逐步扩展，到1990年 系统第一阶段的测试计划已经完成，当时 空间星座已有10颗卫星， “格洛纳斯” 系统示意图布置在轨道面1（6颗）和轨道 面3（4颗）上。该星座每天至少能提供 15小时的二维定位覆盖，而三维覆盖至少 可达8小时。
全球四大卫星导航系统介绍分析
应用范围(2)
卫星导航在大地和海洋测绘、邮电通信、 地质勘探、石油开发、地震预报、地面 交通管理等各种国民经济领域有越来越 多的应用。GLONASS的出现，打破了 美国对卫星导航独家笼断的地位，消除 了美国利用GPS施以主权威慑给用户带 来的后顾之忧，GPS/GLONASS兼容使 用可以提供更好的精度几何因子，消除 GPS的SA影响，从而提高定位精度。
全球卫星导航系统格局讲解课件
绪论 >全球卫星导航系统格局
“北斗”系统运作原理与流程
“北斗”卫星导航定位系统是由太空的导航通信卫 星、地面控制中心和客户端三部分组成：
GPS概述②
系统构成
空间星座部分、地面控制部分、用户设备部分
服务方式
通过由多颗卫星所组成的卫星星座提供导航定位服务
定位原理
距离交会
测距原理
被动式电磁波测距
特点
全球覆盖、全天候、不间断、精度高
绪论 >全球卫星导航系统格局
“北斗”系统运作原理与流程
“北斗”卫星导航定位系统是全天候、全日 时提供卫星导航定位信息的区域导航系统， 所以用户随时都可以接收到卫星广播的询问 信号，服务范围以大陆地区为主。
北斗卫星导航系统组成：
北斗
空间端
5颗
30颗
静
非
止
静
卫
止
星
卫
星
地面端
其
主
注
监
它
控
入
测
地
站
站
站
面
站
用户端
北
兼容
斗
其他
用
卫星
户 系统
端
终端
绪论 >全球卫星导航系统格局
“北斗”系统运作原理与流程
简单的说，“北斗”卫星导航定位系统具有 快速定位、简短通信和精密授时的三大主要 功能。
快速定位：从用户发出定位申请，到收到结 果，只需1秒钟。而在这1秒钟内，整个系 统要完成发送申请信号、上传卫星、经地面 控制中心计算出位置，再从卫星将定位信息 送返申请用户等流程，而其中快速捕捉信号 只用了几毫秒。
四大全球卫星定位系统比较 ppt课件
➢ 美国的GPS
➢ 中国的北斗
➢ 俄罗斯的GLONASS
➢ 欧盟的Galileo
➢ 四大系统参数应用比较
PPT课件
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+ 格洛纳斯卫星系统是“格洛纳斯GLONASS”是俄语中 “全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的缩写。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。按计划，该系统将于2007年年底之 前开始运营，届时只开放俄罗斯境内卫星定位及导 航服务。到2009年年底前，其服务范围将拓展到全 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。
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GPS-系统组成
GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制部分和用户设备三部分组成。
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GPS-系统组成
GPS构成
空间部分
•24颗工作卫星组成 •距地表20200km上 空
•全球任何地方、任 何时间都可观测到4 颗以上的卫星
地面控制
•监测站 •主控制站 •地面天线
用户设备
•测量出接收天线至 卫星的伪距离和距 离的变化率 •计算出用户所在经 纬度、高度、速度、 时间
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+ 数量：30颗中高度圆轨道卫星组成，27颗 为工作卫星，3颗为候补；
+ 轨道：高度为24126公里，位于3个倾角为 56度的轨道平面内；
每颗卫星都在19100千米高、64.8度倾角的轨道上运行 ➢ 精度：10米左右 ➢ 用途：军民两用
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格洛纳斯卫星系统GLONASS-概述
+ GLONASS提供两种导航信号：标准精密导航 信号（SP）和高精密导航信号（HP）。SP 定位与授时服务适用所有GLONASS 的国内 用户。其水平定位精度为57-70米（99.7%置 信），垂直定位精度为70米(99.7%置信)， 速度矢量测量精度15 cm/s (99.7%置信）， 时间测量精度在1 mks (99.7%置信)
GPS、GALILEO、BDS、GLONASS四大卫星定位系统的论述
GPS、GAＬＩLEＯ、BDＳ、GLONAＳS四大卫星定位系统得论述一、基本介绍➢ＧＰＳ数量:由２4颗卫星组成。
轨道:高度约2０2００公里,分布在６条交点互隔6０度得轨道面上。
精度：约为１0米。
用途：军民两用。
进展：１９９3年全部建成，正在实验第二代卫星系统,计划发射２０颗。
➢GLONASS数量：２4颗卫星组成；精度:１0米左右;用途：军民两用；进展:目前已有１7颗卫星在轨运行，计划２008年全部部署到位。
➢GALILEＯ数量:30颗中高度圆轨道卫星组成，２7颗为工作卫星,3颗为候补；轨道：高度为２４１2６公里，位于３个倾角为56度得轨道平面内;精度：最高精度小于１米；用途:主要为民用;进展：2０05年12月28日首颗实验卫星已成功发射，预计2０0８年前可开通定位服务.➢BＤS数量:3颗卫星组成，2颗为工作卫星,１颗为备用卫星；用途:军民两用；进展：前两颗分别于２０００年与2003年发射成功。
二、系统组成❖空间部分➢GPＳ：GPS得空间部分就是由2４颗卫星组成（２1颗工作卫星;3颗备用卫星）,它位于距地表２０200kｍ得上空，均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4颗）,轨道倾角为55°。
卫星得分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上得卫星，并能在卫星中预存导航信息，ＧPS得卫星因为大气摩擦等问题;随着时间得推移,导航精度会逐渐降低➢GLＯNASS:ＧLONASS系统采用中高轨道得２4颗卫星星座,有2１颗工作星与3颗备份星，均匀分布在３个圆形轨道平面上，每轨道面有8颗，轨道高度Ｈ＝1９0０0km，运行周期T=11h１5min,倾角i=64、８°.➢GAＬIＬEO：如下图所示，３０颗中轨道卫星（MEＯ）组成Ｇalｉleo得空间卫星星座。
卫星均匀地分布在高度约为２3616km得3个轨道面上，每个轨道上有10颗，其中包括一颗备用卫星,轨道倾角为56°，卫星绕地球一周约14h22min,这样得布设可以满足全球无缝隙导航定位.卫星得设计寿命为20年,每颗卫星都将搭载导航载荷与一台搜救转发器.卫星发射采用一箭多星得发射方式，每次发射可以把5颗或6颗卫星同时送入轨道。