北斗卫星导航系统介绍ppt课件
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北斗卫星导航系统介绍
定位条件
1、足够的已知点（卫星） 2、未知点到已知点的距离
卫星是按照预设的轨道和速度 运行的，卫星会定期将自己的 星历、历书等以导航电文的方 式向覆盖区域广播，用户在接 收并解算出导航电文，就可以 根据卫星星历来计算卫星发送 信号时的位置与速度。
伪距=传播时间×传播ຫໍສະໝຸດ 度传播时间=接收时间-发出时间
x x
xa xb
2 2
y y
ya yb
2 2
ra2 rb2
x xc 2 y yc 2 rc2
A xa , ya
ra
B xb, yb
rb
U x, y
rc
C xc , yc
在二维空间下，至少需要2个已知参考点才能完成定位。 同理，三维空间下的点，至少需要3个参考点才能完成定位。
x
xb
2
y
yb
2
rb2
A xa , ya
ra
B xb, yb
rb
U x, y
注：该方程组会得到2个解，在实际情况下会根据经验或者限制 条件来剔除掉其中1个解，又或者引入更多的已知参考点。
再引入一个参考C，并得到未知点到C点的距离，再列新 的数学方程式，就可以得到唯一解。
注：2012年12月27日，正式公布了北斗卫星导航系统的英文名 称，即BeiDou Navigation Satellite System，缩写为BDS，旧译 Compass被取消。
北斗一号卫星导航定位系统
北斗一号卫星导航定位系统是一种全天候、高精度、区域性的 卫星导航定位系统，可实现（有源）定位、通信和授时三大功 能。整个系统由两颗地球同步（GEO）卫星、地面测量控制中 心站（简称中心站）和用户机共三部分组成，各部分间由无线 链路连接。
工程测量课件：全球卫星导航系统(GNSS)简介
➢ 卫星位置、卫星钟差从卫星导航电文中获得
➢ 对流层延迟采用经验模型计算
➢ 电离层延迟采用经验模型计算或双频方法消除
➢ 忽略卫星钟差残余误差等误差的影响
只有天线（待测点）坐标、接收机钟误差四个未知数
1
(
X
i S
X )2
(YSi
Y )2
(ZSi
Z)2 2
ctr
i
I
cts
6. GNSS定位基本方法-1伪距单点（绝对）定位
1 +tP 2 +tP 3 +tP 4 +tP
( X1 X P )2 (Y1 YP )2 (Z1 ZP )2
( X 2 X P )2 (Y2 YP )2 (Z2 ZP )2
( X 3 X P )2 (Y3 YP )2 (Z3 ZP )2
( X 4 X P )2 (Y4 YP )2 (Z4 ZP )2
4.2 GNSS接收机分类
(1)按用途 导航型接收机、测地型接收机、授时型接收机、姿态测量型等
(2)按系统类型 单系统接收机、多系统接收机
能同时接收GPS、GLONASS、BDS、GALILEO等卫星信号的接收机，简称为GNSS卫星 定位接收机。
优越性： 增加接收卫星数 提高效率 提高定位的可靠性和精度
服务五大功能。
1.概述- 1卫星导航系统的现状
（4）GALILEO系统 欧盟欧盟通过欧洲空间局和欧洲导航卫星系统管理局建造， 2005年开始研制，正在建设中 基于GALILEO地球参考框架（GTRF），与最新的ITRF保持在3cm(2sigma)以内。
1.概述-2卫星定位技术的应用
1.2卫星定位技术的应用
4. GNSS接收机-1GNSS接收机构成
北斗卫星导航系统介绍
北斗卫星导航系统
全球卫星导航系统
北斗卫星导航系统简介
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（BDS），是继美全 球定位系统（GPS）、俄（GLONASS）和 欧盟（GALILEO）之后第四个成熟的卫星导 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。
5.海运和水运 6.航空运输 7.应急救援
对比GPS
覆盖范围
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°。 GPS是覆盖全球的全天候导航系统，能够确保 地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星 (实际上最多能观测到11颗)。
数量轨道பைடு நூலகம்
北斗导航系统是在地球赤道平面上设置 2颗地球同步卫星，卫星的赤道角距约60°。 GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星， 轨道赤道倾角55°，轨道面赤道角距60°。 GPS导航卫星轨道为准同步轨道，绕地球一
系统容纳的最大用户数：540000户/小时。
北斗卫星导航系统已成功应用于诸多领 域，产生了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。
军用功能
“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。
面临的挑战
一、部署进度的比拼。 四大全球系统部署的时间进度是个重大 考验，捷足先登是成功的第一步。GPS在这 方面遥遥领先，GLONASS正在恢复建设中， Galileo遭遇资金困境，北斗系统若要抢占市
全球卫星导航系统
北斗卫星导航系统简介
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（BDS），是继美全 球定位系统（GPS）、俄（GLONASS）和 欧盟（GALILEO）之后第四个成熟的卫星导 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。
5.海运和水运 6.航空运输 7.应急救援
对比GPS
覆盖范围
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°。 GPS是覆盖全球的全天候导航系统，能够确保 地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星 (实际上最多能观测到11颗)。
数量轨道பைடு நூலகம்
北斗导航系统是在地球赤道平面上设置 2颗地球同步卫星，卫星的赤道角距约60°。 GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星， 轨道赤道倾角55°，轨道面赤道角距60°。 GPS导航卫星轨道为准同步轨道，绕地球一
系统容纳的最大用户数：540000户/小时。
北斗卫星导航系统已成功应用于诸多领 域，产生了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。
军用功能
“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。
面临的挑战
一、部署进度的比拼。 四大全球系统部署的时间进度是个重大 考验，捷足先登是成功的第一步。GPS在这 方面遥遥领先，GLONASS正在恢复建设中， Galileo遭遇资金困境，北斗系统若要抢占市
北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统-坐标系统 北斗卫星导航系统 坐标系统
坐标系统： 北斗系统采用中国2000大地坐标系（CGS2000）。 CGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5个 厘米 。
北斗卫星导航系统-服务与性能 北斗卫星导航系统 服务与性能
全球服务 开放服务： 定位精度: 10 m 测速精度: 0.2 m/s 授时精度: 20 ns 授权服务
区域服务 广域差分服务 定位精度: 1 m 短报文通信服务
北斗卫星导航系统-系统介绍 北斗卫星导航系统 系统介绍
北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中 国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。与美国GPS、俄罗 斯格洛纳斯、欧盟伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。 北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。 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 可靠覆盖全球的导航系统。 该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的 定位、导航、授时服务，并兼具短报文通信能力。 2011年12月27日起，开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时 服务。
北斗卫星导航系统-建设目标 北斗卫星导航系统 建设目标
一代系统 2000年以来，中国已成功发射了4颗“北斗导航试验卫星”，建成北斗导航 试验系统（第一代系统）。这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、 授时、报文和GPS广域差分功能，并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、 勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥着重要作用。 二代系统 中国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由式，即开放服务和授权服务（属于第二代系 统）。开放服务是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0．2米/秒。授权服务是向授权用户提供更 安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。
北斗导航卫星系统(CNSS或BDS)简介
7
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
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
北斗卫星导航系统介绍
截至目前，我国“北斗” 卫星导航系统建设的“三 步走”规划已成功实现第 一、二步。
2000年，北斗导航试验系统建 成，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。
P.S：“北斗”卫星导航试验系统（也称“双 星定位导航系统”），工程代号：“北斗一 号” 2000年以来，中国成功发射了4颗“北 斗导航试验卫星”，建成“北斗一号”。这 个系统具备在中国及其周边地区范围内的定 位、授时、报文和GPS广域差分功能，并在 测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、 森林防火和国家安全等诸多领域发挥重要作 用。
2012年12月27日，北斗系统空间信号接 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。
有源定位：需要终端设备发射无线电波，才 能接受信号完成定位。 无源定位：不需要终端设备发射无线电波就 可以完成定位。 有源定位需要发射无线电波，容易被侦察到， 中国的“北斗二代”导航系统正在向全球无 源发展。
军用功能
“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。
民用功能 1.个人位置服务 2.气象应用 3.道路交通管理 4.铁路智能交通 5.海运和水运 6.航空运输 7.应急救援
面临的挑战
一、部署进度的比拼。 四大全球系统部署的时间进度是个重大 考验，捷足先登是成功的第一步。GPS在这 方面遥遥领先，GLONASS正在恢复建设中， Galileo遭遇资金困境，北斗系统若要抢占市
场，在系统部署方面面临挑战。
二、卫星性能的竞争。 导航卫星设计和研制水平决定着系统的 性能，目前北斗卫星设计已经达到国外导航 卫星水平，在未来发展中要不断自主创新， 争取在国际导航卫星研制领域处于领先地位。
3.3 地图与卫星导航系统的应用 课件(共40张PPT) 七年级地理上学期商务星球版(2024)
利用数字地图可实现对某种灾害过程的动态监测，并将这些信息与地形、 河湖、 居民点、道路、桥梁等信息进行叠加分析，从而可实现对灾害全过程的预报和预警。
➢ 金华市防汛系统
卫星导航系 统及其应用
全球卫星导航系统
全球卫星导航系统是一种利用卫星在全球范围内 进行实时定位、导航的地理信 息系统。
拓展阅读
北斗卫星导航系统
2023年5月17日，我国成功发射第五十六颗北斗导航卫星。该系列卫星属地球静止轨道卫星。静止 轨道卫星是运行于地球赤道平面上的地球同步卫星，其运行方向、运行周期与地球自转相同。下图为 地球静止轨道卫星示意图。读图，完成下面小题。
6．北斗导航系统在电子地图中广泛应用。电子 地图的优点是（ ） ①可随意调节图幅面积 ②可随意改变比例尺的大小 ③能实时查看位置信息 ④可快速规划出行最佳路线 A.①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
实践活动
我能够分析 该地区的 地 表形态特征
我知道了这 个地区的河 湖分布状况
通过地图上各种 要素的阅读分析， 我可以了解该地 区各地理要素之
间的联系。
我了解该 地区的区 域范围
慧眼是地图
我看到了该
地区的海陆 分布状况
我还能够大致 推测出该地区 的气候状况
通过阅读图例。 我可以识别地 图上的地理事
课堂小练
清明假期，宁宁一家前往黄山景区游览。读黄山景区导览简图，完成下面小题。
1．宁宁到达黄山景区后，利用手机查找景区导
览图信息，若将手机地图放．显示内容更简略
C．表示范围更小 D．比例尺变小
解析：手机地图放大，图幅不变，比例尺变大，表示范围更小，显示内容更详细，C正确，ABD 错误。故选C。
第三章 地图与地理信息技术
➢ 金华市防汛系统
卫星导航系 统及其应用
全球卫星导航系统
全球卫星导航系统是一种利用卫星在全球范围内 进行实时定位、导航的地理信 息系统。
拓展阅读
北斗卫星导航系统
2023年5月17日，我国成功发射第五十六颗北斗导航卫星。该系列卫星属地球静止轨道卫星。静止 轨道卫星是运行于地球赤道平面上的地球同步卫星，其运行方向、运行周期与地球自转相同。下图为 地球静止轨道卫星示意图。读图，完成下面小题。
6．北斗导航系统在电子地图中广泛应用。电子 地图的优点是（ ） ①可随意调节图幅面积 ②可随意改变比例尺的大小 ③能实时查看位置信息 ④可快速规划出行最佳路线 A.①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
实践活动
我能够分析 该地区的 地 表形态特征
我知道了这 个地区的河 湖分布状况
通过地图上各种 要素的阅读分析， 我可以了解该地 区各地理要素之
间的联系。
我了解该 地区的区 域范围
慧眼是地图
我看到了该
地区的海陆 分布状况
我还能够大致 推测出该地区 的气候状况
通过阅读图例。 我可以识别地 图上的地理事
课堂小练
清明假期，宁宁一家前往黄山景区游览。读黄山景区导览简图，完成下面小题。
1．宁宁到达黄山景区后，利用手机查找景区导
览图信息，若将手机地图放．显示内容更简略
C．表示范围更小 D．比例尺变小
解析：手机地图放大，图幅不变，比例尺变大，表示范围更小，显示内容更详细，C正确，ABD 错误。故选C。
第三章 地图与地理信息技术
BDS概述学生教学课件ppt
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全球卫星导航系统
BDS基于全球卫星导航系统，包括GPS、 GLONASS和Galileo等，提供高精度的定位和 导航服务。
双频多模接收机
BDS采用双频多模接收机技术，可以同时接收 多种卫星信号，提高定位和导航的可靠性和精 度。
差分增强技术
BDS采用差分增强技术，通过接收多个基准站 的数据，对用户接收机的误差进行修正，提高 定位和导航的精度。
案例四：智能农业系统
智能农业系统概述
智能农业系统是指利用先进的传感器技术、通信技术、计算机 处理技术等实现农业生产智能化的一种系统。
智能农业系统组成部分
智能农业系统包括农田信息采集系统、精准施肥/药系统、智能温 室控制系统等。
智能农业系统的优势
智能农业系统可以提高农业生产效率和农产品质量，减少化肥/农 药使用量，降低生产成本，改善农村生产生活环境。
bds概述学生教学课件ppt
xx年xx月xx日
目录
• bds基本概念及发展历程 • bds技术及应用场景 • bds系统架构及组成 • bds实施及管理 • bds案例分析 • bds未来发展趋势及展望
01
bds基本概念及发展历程
bds定义与特点
北斗卫星导航系统（BDS）：是一个人造地球卫星导航 系统，用于定位、导航和定时
bds的发展历程
01ห้องสมุดไป่ตู้
2000年10月31日，第一颗北斗导航试验卫星发射成功，标志着中国成为世界上 第三个拥有独立卫星导航定位系统的国家。
02
2012年，BDS开始提供全球服务，并被国际海事组织、国际民用航空组织确认 为卫星导航系统核心供应商之一。
03
截至2020年，已成功发射了4颗试验卫星，共48颗卫星在轨工作，覆盖全球和 区域两个服务类型。