北斗卫星定位系统的设计研究
北斗导航系统的技术原理及应用场景解析
北斗导航系统的技术原理及应用场景解析北斗导航系统是中国自主研发的全球定位导航卫星系统，它以独立自主的方式为我国全域提供定位导航和时间服务，可以实现高精度的定位导航。
本文将对北斗导航系统的技术原理和应用场景进行分析和解析。
一、北斗导航系统的技术原理北斗导航系统是由一颗地球同步轨道卫星、五颗倾斜地球同步轨道卫星和约30颗中圆地球轨道卫星组成的。
其中地球同步轨道卫星主要负责在全球范围内提供时间服务和广播信息，倾斜地球同步轨道卫星主要提供全球范围内的定位服务，而中圆地球轨道卫星主要为地区提供服务。
北斗导航系统的工作原理基于卫星和接收机之间的信号传输和测距定位技术。
卫星发射的信号经过空气传播到达接收机，接收机通过收集卫星信号和解算数据，计算出自身的位置以及时间信息。
北斗导航系统还借助了差分定位技术以提高准确性，该技术通过在不同位置安装测量设备，将多个接收机接收到的卫星信号进行比较和计算，进一步提高定位的准确性和可靠性。
二、北斗导航系统的应用场景1.汽车导航系统北斗导航系统可以为汽车导航系统提供准确的位置信息和路线规划，使驾驶者能够更好地规划出行路线，节省时间和成本，同时增强行车安全。
2.物流运输北斗导航系统可以为物流运输提供高精度的位置定位，确保运输物品的追踪和监控，提高物流运输的效率和安全。
3.灾难救援北斗导航系统可以为灾区进入作战部队和救援队伍提供精确定位，提高抢险救援的效率和准确度。
4.渔业和农业北斗导航系统可以为渔民和农民提供精准的气象预测和天气信息，帮助他们规划农业和渔业生产活动，提高产量和效益。
5.军事领域北斗导航系统可以为军队提供高精度的定位导航和敌情信息的追踪，为战争胜利提供重要保障。
三、结语北斗导航系统是中国自主研发的全球定位导航卫星系统，具有广泛的应用场景和长远的战略意义。
通过技术创新和应用拓展，北斗导航系统在未来的发展中将会发挥更加重要的作用，为国家和人民的发展做出更大的贡献。
北斗导航研发背景
北斗导航研发背景1993年，中国银河号货轮因为失去信号，无法判断方向，在海上漂泊了33天，而原因就是这艘轮船地GPS被突然切断，此前美国再向全球开放GPS地时候曾表示，他们有权随时切断GPS地信号，但当时没有人会想到他们真的会这么干，这让中科院院士孙家栋和陈芳允意识到导航系统地重要性，信息时代没有自己地导航，就意味着没有自己地眼睛，如此下去，必将受制于人，孙家栋被称作中国卫星之父，此前他被钱学森亲自点名，研发东方红一号和中国第一颗遥感卫星，陈芳允则是两弹一星地功勋之一，在二人地联合建议下，北斗正式开始了研发，然而虽有两位元老带头，困难却丝毫没有减少。
当时西方国家在几乎所有高科技领域都对我们实施严厉地技术封锁，瓦森纳协议更是对传感器，计算机再内地九大高新技术，全部对中国禁运，北斗团队初期十分艰难，几人共用一间狭小地办公室，招募人才时，因为无法提供房和车，博士生看不上，只有本科生才勉强同意，当时GPS地无人定位技术被美国人垄断，孙家栋只好另辟蹊径，采取了全新地有源定位技术，再结合陈芳允在十几年提出地双星定位理论，只需要两颗静止卫星就能覆盖中国及周边地区，一举突破了外国地技术封锁。
2000年，北斗一号首批两颗卫星发射成功，两年后，第三颗卫星升空，北斗完成了第一阶段目标，中国成为了第三个拥有自主导航系统地国家，而做到这些，北斗仅用了GPS研发时间地1/3，资金地1/40，让世界惊叹，但导航系统最关键地是精准度，当时GPS地精度已经能达到10米，而北斗却停留在20米开外，远远落后于对手，将要突破精度，就要发射更多地卫星，而更多地卫星上天地前提就是要拥有合法地频率，国际电信联盟规定，任何国家想要拥有自己地卫星导航系统，必须向其申请合法地频率，2000年4月，北斗提交频率申请，但条件是必须在七年内完成发射，才能占用该频率，然而，两个月后，欧洲地伽利略系统却突然提交了和北斗高度重合地频率申请，同台竞争，那么欧洲人为何这么做？北斗又将如何突围呢？你知道吗？北斗系统曾经差点被欧洲扼杀在摇篮之中，北斗一号地成功让中国在缺钱，缺技术地情况下，成为了世界第三个拥有自主卫星导航系统地国家，然而频率却成了北斗继续成长地拦路虎，2000年四月，北斗提交频率申请，只要在七年内完成发射，就能占用频率，这两个月过后，欧洲地伽利略就提出了和北斗高度重合地频率申请，根据先用先得地原则，这意味着北斗不但要在七年内完成发射，还有赶在伽利略之前，否则失去频率，整个北斗系统就要重头再来，但当时地伽利略系统，无论是技术还是进度都遥遥领先北斗，看起来这是一场必输地竞争，正当北斗人沮丧之时，欧洲人竟然主动提出要和北斗共同研发，共享频率，当时欧洲正遇财务危机，急需资金支持，而北斗也希望趁机吸收伽利略地先进技术。
北斗卫星导航系统的原理与应用
北斗卫星导航系统的原理与应用引言：随着科技的不断发展，卫星导航系统在现代社会中扮演着越来越重要的角色。
其中，北斗卫星导航系统作为中国自主建立的全球卫星导航系统，成为了国内外关注的焦点。
本文将对北斗卫星导航系统的原理与应用进行探讨，以期帮助读者更好地了解和利用北斗系统。
一、北斗卫星导航系统的原理北斗卫星导航系统是通过卫星与接收机之间的相互通信来实现定位和导航功能的。
其基本原理包括卫星发射、信号接收和位置计算。
首先，北斗卫星导航系统通过地面控制中心发送指令，将导航信息加载到卫星中。
随后，卫星将导航信息通过无线电信号发送到地面。
接收机通过接收卫星发射的信号，解析出其中的导航信息。
北斗系统的信号由导航载荷发出，分为载波信号和导航数据信号。
载波信号是高频信号，通过载波信号的相位变化来测量信号的传播时间。
而导航数据信号则包含了卫星的位置、运行状态等信息。
接收机接收到信号后，通过解调和解算等算法处理导航数据信号，并通过与多颗卫星的测量，计算出自身的位置和速度等信息。
二、北斗卫星导航系统的应用北斗卫星导航系统在日常生活中应用广泛，涵盖了交通、农业、航空航天等多个领域。
在交通领域，北斗系统已经被广泛应用于车辆定位、导航、路况监测等方面。
通过车载设备与北斗系统进行通信，车辆可以实时获得准确的定位和导航信息，大大提高了行车安全和效率。
在农业领域，北斗系统为农民提供了实时、精准的农业信息服务。
农民可以根据北斗系统提供的气象、土壤条件等数据，科学合理地制定农业生产计划，提高农作物的产量和质量。
此外，北斗系统在航空航天领域也发挥着重要的作用。
航空器、卫星等空中设备通过北斗系统，可以精确获取自身的位置和速度信息，为航行提供准确的导航和控制。
总结：北斗卫星导航系统作为中国自主建立的全球卫星导航系统，具有重要的原理和广泛的应用。
通过学习北斗系统的原理和应用，我们可以更好地掌握和利用这一先进技术，提高生活和工作的便利性。
北斗卫星导航系统的未来发展也是令人期待的，相信在不久的将来，北斗系统将为人类社会带来更多的科技进步和便利。
北斗卫星导航系统在测绘工程中的实际应用研究
北斗卫星导航系统在测绘工程中的实际应用研究摘要：随着我国综合实力的快速增长，城市建设和基础设施的施工规模也在不断增加，需要应用测绘工程的场景越来越多，并且对测绘技术的精度要求也越来越高。
我国国土面积960万平方公里，每一个省份和地区在地质条件上都存在较大的差异，如果采取传统的测绘形式，无疑会增加测绘工作的压力和负担。
目前，国际上有五大较为成熟的导航系统，美国的GPS系统、俄国的GLONASS系统、欧盟的伽利略系统、日本的QZSS系统以及我国的北斗系统，在经过技术攻关、卫星工程等一系列的历程之后，北斗系统的全球星座部署已经提前完成，可以提供导航定位、通信数传等关键性服务，文章将会对其在测绘工程中的实际应用情况进行分析，以供参考。
关键词：测绘工程；北斗卫星导航系统；实际应用研究；在改革开放之后，我国的科学技术和市场经济发展水平都在稳步提升，各种先进的科学技术不仅在研发工作中贡献力量，也进入到了人们的日常生产生活，更是在国家发展过程中的关键时刻发挥着不可或缺的作用。
例如北斗导航系统在汶川地震、南方雪灾、河南特大水灾等灾害中都发挥着非常关键的价值，让抢险救援工作都有着其他国家难以企及的速度与质量。
最初的测绘工作都是由人工完成的测量和绘制，通过对测量区域的信息收集和计算，得出面积、周长等数据。
虽然该方式得到的数据更加接近真实信息，但是毕竟工作人员能够达到的位置有限，人工测量法更适用于小面积或者形状较为规则的易测量区域，对于地址位置较为复杂且面积较大的测绘工程时，就要前期投入大量的资源进行调配和部署，并且获得的数据在精度上也难以达到相应的标准。
随着遥感技术的发展，GPS、GIS等技术都可以应用到了土地开发与测绘工程等关键性领域，不仅能够达到更加准确的测量精度，还能节省一部分的人力物力。
北斗系统中的导航定位体系可以在测绘工程中提升信息获取的速度和效率，为促进我国的可持续发展打下坚实的基础。
一、北斗卫星导航系统在测绘工程中的优势分析北斗系统中的北斗卫星导航体系具有较强的综合性，其中包含的先进技术有很多，可以在测量、通信、定位等工作中发挥奇效。
北斗卫星导航系统定位原理及应用
北斗卫星导航系统定位原理及其应用北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。
该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。
北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。
美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。
北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。
四颗导航定位卫星的发射时间分别为：2000年10月31日；2000年12月21日；2003年5月25日，2007年4月14日，第三、四颗是备用卫星。
2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥‚双保险‛作用。
北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。
北斗二代卫星定位系统的英文为Compass（即指南针），在ITU登记的无线电频段为L波段。
北斗一号系统的基本功能包括：定位、通信（短消息）和授时。
北斗二代系统的功能与GPS相同，即定位与授时。
其工作原理如下：‚北斗一号‛卫星定位系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，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。
从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。
‚北斗一号‛的覆盖范围是北纬5°一55°，东经70°一140°之间的心脏地区，上大下小，最宽处在北纬35°左右。
北斗卫星导航系统的性能评估与优化研究
北斗卫星导航系统的性能评估与优化研究引言：北斗卫星导航系统作为中国自主研发的全球卫星导航定位与导航系统，已在多个领域发挥了重要作用。
为了确保北斗卫星导航系统的性能和精度，进行性能评估与优化研究是必要的。
本文将对北斗卫星导航系统的性能评估与优化研究进行探讨，包括性能评估的指标与方法、性能优化的途径与技术应用。
一、北斗卫星导航系统的性能评估指标与方法1. 定位精度评估：北斗卫星导航系统的定位精度是评估其性能的重要指标之一。
对于不同的应用场景，定位精度的要求也不同。
对于车辆导航、船舶定位等需要高精度的应用，通常采用RMSE（Root Mean Square Error）指标来评估定位误差。
对于精度要求不高的普通导航应用，可以采用CEP（Circular Error Probable）指标来评估。
此外，还可以考虑PDOP（Position Dilution of Precision）等指标来评估定位性能。
2. 数据完整性评估：数据完整性评估是评估北斗卫星导航系统是否能够提供连续可靠的导航数据的指标。
在实际应用中，由于遮挡、信号干扰等原因，导航数据可能会出现中断或者丢失。
因此，评估北斗卫星导航系统的数据完整性是非常重要的。
可以通过统计导航数据中的丢失率、间断时间等指标来评估数据的完整性。
3. 时间精度评估：对于一些对时间要求较高的应用，如通讯、金融等领域，北斗卫星导航系统的时间精度也是重要的性能指标之一。
可以通过与标准时间源的对比来评估北斗卫星导航系统的时间精度。
同时，也可以考虑时钟稳定性、时间延迟等指标来评估系统的时间性能。
二、北斗卫星导航系统的性能优化途径1. 基础设施建设：北斗卫星导航系统的性能优化首先要确保系统的基础设施建设完备。
包括增加卫星数量，提升卫星覆盖范围，完善地面基站布局等。
通过增加卫星数量和改善覆盖范围，可以提高北斗卫星导航系统的定位精度和数据完整性。
同时，合理布局地面基站，可以提高信号接收的质量和稳定性，进一步提升性能。
北斗导航系统的精准定位技术与原理解析
北斗导航系统的精准定位技术与原理解析导论北斗导航系统是我国自主研发的卫星导航系统，由一系列卫星、地面监控站和用户终端组成。
它具备全球覆盖、全天候、高精度的定位导航服务能力，被广泛应用于交通运输、农业、气象和公共安全等领域。
本文将从技术和原理两个层面，解析北斗导航系统的精准定位能力。
技术解析1. 卫星发射与部署北斗导航系统由一组卫星组成，这些卫星分布在地球的不同轨道上。
首先，卫星要经过发射将其送入预定的轨道。
然后，经过一系列的轨道校正和部署操作，确保各个卫星在不同轨道上均匀分布，覆盖全球。
2. 卫星信号传输与接收北斗导航系统通过建立卫星与地面监控站之间的通信链接，实现卫星信号的传输。
卫星将导航信号发射到地球上的用户终端，用户终端接收到信号后，根据信号中携带的导航数据进行定位计算。
3. 导航信号处理与解算用户终端接收到北斗导航信号后，其中包含了卫星的状态参数、导航电文等重要信息。
用户终端根据这些信息，结合接收到的多个卫星信号，进行信号处理和解算。
通过使用定位算法，可以计算出用户终端的精确位置。
原理解析1. 多普勒效应多普勒效应是北斗导航系统定位的基本原理之一。
当卫星与用户终端之间的相对速度发生变化时，卫星信号的频率也会发生变化。
用户终端通过测量卫星信号的频率变化，可以计算出与卫星的相对速度，从而实现定位。
2. 信号传播时间北斗导航系统利用卫星信号的传播时间实现定位。
在卫星发射信号后，用户终端接收到信号所经历的传播时间与信号传播速度之间存在着一定的关系。
通过测量信号的传播时间，可以计算出用户终端与卫星之间的距离，从而实现定位。
3. 射线交汇定位北斗导航系统利用多个卫星的信号交汇点来实现定位。
用户终端接收到多个卫星的信号后，可以通过测量这些信号的传播时间，计算出用户终端与每个卫星之间的距离。
通过将这些距离信息投影到三维空间中，可以得到用户终端的准确位置。
结论北斗导航系统的精准定位技术和原理包括卫星发射与部署、卫星信号传输与接收、导航信号处理与解算等多个方面。
关于北斗卫星导航定位系统探讨
服务区内的用户进行播送 ；（ ３ ） 用户针对其 中一颗卫星的信号作出反 应，并向两颗卫星 同时发 出回应的信号；（ ４ ） 卫星将收到的响应信号 通 过 转 发 器 传 送 给 地 面 的控 制 中 心 ； （ ５ ） 控 制 中 心 在 收 到 响应 信 号 后， 对用户所 申请 的服务进行解读；（ ６ ） 控制 中心通过数值化地图计 算 用 户 所 处 位 置 的三 维 坐 标 ，再 把 有 关 信 息 或 者 通 信 内容 传 送 给 卫 星 ；（ ７ ） 卫 星 收 到相 关 的坐 标 资 料 或 者 通 信 内容 之 后 ，再 通 过 卫 星 转 发器发送给相应的用户或者收件人。 ３ 北 斗 卫 星 导 航 系 统 与 ＧＰ Ｓ 系统 的 对 比 ３ ． １ 定 位原 理 的 比较 北斗卫星导航系统 ， 是一种主动式的双向测距 的二维 导航系 统， 其通过地面 中心对系统解算进行控制， 为用户提高三 维的定位数据 。 当然 ， 北 斗 一号 的这 种 工 作原 理通 常会 引发 两 个 主 要 问题 ：第 一 ， 对 用 户 定位 会减 弱 或 失 去 无线 电 的 隐 蔽 性 ，这 对 于 军 事方 面 的应 用 时非常不利 的；第二，因设备 中必须含 有发射机 ，故而其在价格 、 体积、重量 以及功耗上是处于不利地位 的。而Ｇ Ｐ Ｓ 系统则是一种被动 式的伪码单向测 距的三维导航 系统，由相关 的用户 设备独 立地解 算 出 所 需 的 三 维定 位 数 据 。 ３ ． ２ 用 户 容 量 的 比较 北 斗 卫 星 导 航 定 位 系 统 ，因 其 是 一 种 主 动 的 双 向 测 距 的 询 问应 答系统，故而用户设备和 同步的地球卫星间不但 要接 收控 制系统所 发送的询 问信号 ，也要求用户设备将应答信 号发送给同步卫星。这 样 ，该系统的用户容量就会受限于询问信号的速率、用户规定的信 道 阻 塞 率 以及 用 户 的 响 应 频 率 等 ，该 系 统 的 用 户 设 备 容 量 往 往 是 有 限 的； 而Ｇ Ｐ Ｓ 系 统 是 一 种 单 向的 测 距 系 统 ，只要 用 户 设 备 接 收 卫 星 所 发 送 的导 航 电文 就 能够 测 距定 位 ， 其 用 户 设 备 的容 量 通 常 是 无 限 的 。 ３ ． ３ 定位精度 的比较 北斗卫星导航定位系统 ，其三维定位的精度大约为几十米，授 时 的精度大约１ Ｏ ０ 米 。北斗二代可 以被称为 中国的Ｇ Ｐ Ｓ ，其为发展我 国的二代北斗系统 中的关键技术提供 了重要准备 。进行定位的北斗 号 备 份 卫 星 ，其 上 新 装 备 了进 行 定 位 的激 光 反 射 器 ，可 以通 过 参 照其他星将 自己的位置精确地定格于几厘米的尺度 内。这颗卫星的 成功地位 ，也恰恰表 明此种技术是较为可靠而有效的；而Ｇ Ｐ Ｓ 系统三 维定位的精度Ｐ 码 已经从１ ６ 米提高到了６ 米， Ｃ／Ａ 码也 已经从２ ５ —１ ０ ０ 米提高到 了１ ２ 米 ，授时的精度 则大约 为２ ０ 毫微秒 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
The global satellite navigation system has become one of the important information industry.More and more countries pay attention to its huge potential value.It has become the tool to measure a nation's comprehensive strength , and a focus of research.
本设计所做的北斗导航接收机实现了精准定位。可以用 LCD12864 显 示经纬度、速度、时间、日期，并且用 YS-M3 语音播报模块播放经纬 度。 关键词 卫星定位系统；北斗；STC89C52；UM220-ⅢN 芯片
word 版本整理分享
范文 范例 指导 学习
The Research of Beidou Positioning System
This design for the Beidou navigation receiver has realized the accurate positioning. It can be used LCD12864 display latitude and longitude, speed, time, date, and with YS-M3 speech module play the latitude and longitude.
本设计主要对基于 STC89C52 单片机的北斗定位接收机的软硬件系统 展开了研究。首先，研究了北斗导航系统的发展现状、原理和特点；其 次，选用和芯星通的 UM220-ⅢN 芯片为北斗模块的核心芯片；然后，研 究了接收机芯片的工作原理和特征，确定了北斗导航接收机的硬件和软件 整体方案；最后，在此方案的基础上进行了软硬件的调试。本次设计的接 收机首先通过北斗模块接收定位信息，然后发送给单片机进行信息处理， 最终在显示模块显示且在语音模块播报。
范文 范例 指导 学习
哈尔滨理工大学
毕业设计
题 目： 院、 系： 姓 名： 指导教师： 系 主 任：
北斗定位系统研究 荣成学院 电气工程系
朱瑞锋 侯甲童 王哈力Biblioteka 2016 年 6 月 24 日
word 版本整理分享
范文 范例 指导 学习
北斗定位系统研究 摘要
全球卫星导航系统已经成为重要的信息产业之一，越来越多的国家注 意到其巨大的潜在价值。并成为衡量一个国家综合实力强弱的工具，成为 各国研究的重点。
第3章 总体方案设计..........................................................................................9 3.1 单片机最小系统.......................................................................................9 3.2 北斗定位模块电路.................................................................................10 3.3 液晶显示单元电路.................................................................................12 3.4 语音模块电路.........................................................................................13 3.4.1 语音模块工作原理..........................................................................13 3.4.2 语音模块工作模式..........................................................................13 3.5 本章小结.................................................................................................14
第4章 定位系统软件设计................................................................................15 4.1 开发环境及软件方案设计.....................................................................15 4.1.1 µVision4 ............................................................................................15 4.1.2 软件设计流程..................................................................................15 4.2 定位信息接收与处理.............................................................................15 4.2.1 数据接收..........................................................................................15 4.2.2 数据处理..........................................................................................16 4.3 模块软件设计.........................................................................................18 4.3.1 语音播报模块..................................................................................18
Keywords Satellite positioning system; Beidou; STC89C52; UM220-ⅢN chip
word 版本整理分享
范文 范例 指导 学习
目录
摘 要 .............................................................................................................. I Abstract ............................................................................................................... II
第2章 北斗定位系统..........................................................................................4 2.1 北斗定位系统概述...................................................................................4 2.1.1 北斗定位系统组成............................................................................4 2.1.2 北斗定位系统的定位原理 ................................................................ 4 2.2 UM220-ⅢN模块 .......................................................................................5 2.2.1 UM220-ⅢN芯片介绍 ........................................................................5 2.2.2 UM220-ⅢN引脚功能描述 ................................................................6 2.2.3 UM220-ⅢN输出语句格式 ................................................................7 2.3 本章小结...................................................................................................8
In this design, the hardware and software system of the Beidou positioning receiver based on STC89C52 single chip microcomputer is studied. Firstly, the paper studies the development, principle and characteristic of the Beidou navigation system; secondly, choose the He Xin Xing Tong UM220- III N chip as the core chip of Beidou module; then, study the working principle and characteristics of the receiver chip, determine the Beidou navigation receiver hardware and software of the overall program; finally, on the basis of this scheme were the debugging of the hardware and software. The design of the receiver first through the Beidou module to receive positioning information, and then sent to the microcontroller for information processing, and finally in the display module display and broadcast in the voice module.