基于北斗卫星定位系统设计本科论文
北斗/BDS精确授时定位系统
设计与应用
电子与信息学院电子信息工程专业
118552014015 杨** 指导老师 ***
【摘要】目的:提取北斗卫星系统发送出的经纬度/时间/日期/海拔/时速/航速信息。方法:采用廉价并且满足要求的MCS-51单片机，通过电路转化成TTL电平供单片机处理，另一方面，通过将接收的信息，利用MAX232转化成串行数据、通过串口连接到PC机，在PC机上通过Unicore Control & Display软件查看并显示出的信息。结果：实现了以上信息的提取并显示并在PC机上显示数据，完成北斗定位模块的应用与研究。结论：在室内和室外定位的时间长短不一，越空旷的地带，提取定位信息速度越快，并且精度越高。
【关键词】GPS、BDS/北斗、定位、授时、海拔
1.前言
1.1选题背景
Global Positioning System即称为全球卫星定位系统，是采用卫星对某地球表面物进行准确定位的技术。到目前为止有美国的GPS全球定位系统（其优点为技术成熟定位精度高，目前主导着定位系统行业）；第二是俄罗斯的CLONSS（格洛纳斯系统）全球卫星导航系统（抗干扰能力极强）；第三是欧洲Galileo satellite navigation system（伽利略）卫星定位系统（精确最高比CPS高10倍），第四就是由我国的BeiDou Navigation Satellite System（北斗）卫星导航定位系统（自主研发并且具有互动性与开放性优点）；统称为全球四大定位系统。这些全球定位系统可以保证在任意的时间和空间，不受天气的影响同步观测到4颗卫星以及4颗以上，这样就可以在定位、导航、授时等方面得到很大的便捷。现今广泛应用于航海作业、航空业、车辆定位、以及国家军事安全的引导等，为个人出行提供安全可靠的路线，同时被广泛的应用还有手机追踪等。
1.2选题目的
正是由于GPS技术所具有的不受任何天气影响、高精度和无需人工测量等的特点。伴随着冷战结束和经济全球化的飞跃发展，从美国政府宣布取消SA政策开始，全球加大了GPS在民用信号精度的重视，国防建设、社会发展与国民经济建设的各个应用领域基本上都涉及甚至大力使用这项先进技术。同时利用C/A码进行单个点定位的精度由100米提高到将近20米，这将进一步推动GPS技术的应用。据有关数据显示，汽车GPS导航系统无论在国外还是国内，利用率越来越高，带动了一定程度上的经济发展。可见，开发属于中国本土的定位系统不容克缓，也对北斗卫星系统提出了挑战和巨大的机遇。
2. 卫星定位原理
2.1 理论模型
图2-1 卫星定位原理图
美国、俄罗斯、欧盟、等国家大部分采用WGS -84地心坐标定位体系。该坐标的中心原点定在地球质心处，并且以该中心原点为基础所建立的空间直角坐标系中以Z轴的指向BIH 1984.O定义的协议。地球极（CTP)方向，BIH 1984.0中的本初零子午面和CTP赤道中为X轴指向，其中由三个坐标点所构成的三个交点Y轴与Z轴X轴互相垂直，并构成右手坐标系。通过在地球上方的太空定位卫星为基础而建立的坐标参考系统系统。该坐标体系最开始投入实际应用的时候，所能提供的最高分辨率为1-2m，到了1994.1.2，通过不断的完善与升级增加了10个卫星观测站为基础的GPS，从而得到了G730体系也就是后来所使用的WGS84升级，到了1996年的时候，由美国的的国家防卫部门National Imagery and Mapping Agency (NIMA)在原有的坐标系统上修改并通过(U.S.Departemt of Defense, DoD)建立了一个新的参考坐标体系。GPS的卫星所测量到的数据时以G来表示，而730一般是表示在卫星发送时所接收到的第730个观测周期GPS所用的时间。这样就由原来的WGS的老版本号升级打造了定位精度更高的WGS（G873）的版本。USNO和北京站的坐标加入修正了之前的版本提高了改正值是其主要原因，改正了以东向为基础的31-39cm，修改值保持在1min之间。为卫星定位提供了基础，北斗卫星定位采用的也是这种坐标系，不过后期国内也建立了属于中国的坐标系大同小异如图2-2所示。
图2-2 WGS-84坐标系
由空间解析几何可知，在一个三维直角坐标系中，任何一个点的位置都可以通过建立起来的三个坐标X、Y、Z来得到确定。在理想情况下，当我们通过计算只要获取在空间上的X、Y、Z三个坐标值的数据之后，空间上的任意一点我们通过坐标计算即可获取准确的数据。但在卫星传输信号的过程中，只获取A、B、C三点的数据是不够的，由于电离层等多种因素干扰，当测得某一点与这三点的距离时，需要重新引入一个新的变量t，通过t变量重新建立起一个三元方程组，通过几何解析知识可获得该点与X、Y、Z坐标数据，该空间上的某点就可以通过计算获取具体位置。
北斗的设计主要是基于这个原理，在某个时刻太空中的卫星位置都是确定的，只要根据用户在地球上的任何地方都能看到至少三颗卫星，并且能够测得用户和它们的距离，就可以通过以上方法接触自身的具体坐标，不过这是需要在太空中建立卫星网络，合理化设计卫星轨道分布。具体分布和计算如图2-3所示：
图2-3 空间几何计算方法
3. 设计总体方案
3.1系统框图
系统拓扑结构如图3-1所示
北斗接收模块LCD1286液晶显示
MCU
电源系统
PC机
图3-1系统框图
本设计主要有四大部分组成；电源系统,北斗接收模块，人机显示，PC机部分。
3.2 电源部分
电源采用USB接口供电，单片机控制部分同样也是+5V供电，俩个模块同时采用与一个供电系统，节约了成本，也给设计电路带来了方便。同时也方便安装于行程记录仪，电脑接口，以及各种IPAD电器接口等。采用+5V供电，同时输入+5v，UM220-III-3采用3.7V供电，通过板子上的LM317稳压芯片进行供电。
3.3北斗模块
功能介绍：本设计采用由2014年和星通科技（北京）有限公司发布的北斗三代。该公司设计的UM220-III-N是一款北斗/GPS双模式系统的模块，主要运用于车辆行驶导航、给与一定时间反馈信号及其监控功能，对手持通信可便捷携带的设备等也具有一定程度上的使用率。升级之后的UM220系列模块的第三代是UM220-III采用的芯片是采用的是自主开发的GNSSSoC芯片——(HumbirdTM)。该芯片的最大特点是尺寸非常小，目前是国内市场上完全国产化的北斗卫星数据接收模块，它的优点在于功耗更低于其它同类产品、长时间工作、价格低、集成度更高等。相对来说对于要求精小尺寸和节能环保方面的应用更大更广。UM220-III-N的模块如图3-3:
图3-3 北斗模块
UM220-III模块采用卡尔曼滤波等优化算法以及GNS多个系统的融合，可以胜任各种复杂环境，变现出出色的捕获与踪能力以及非常可靠的连续定位结果。UM220-III经过1万小时以上的实验室条件测试和实际道路测试，超过1万公里实际道路验证，为用户提供一流的安全的舒适的导航、定位体验。UM220-III可以提供高精确度的1PPS 输出，授时精度，优于20ns。支持单星授时，可由用户任意配置授时模式。具有人性化的设计。完全满足电力同步、电信基站等精密授时应用场合。尺寸小、重量超轻巧低功耗（小于120mW），无论是单系统单独定位还是多系统联合定位灵敏度都是很高的。设计UM220-III 模块采用和星通Ultra-Sense 高灵敏度设计，并且能够在弱信号条件下提供优异的捕获、跟踪灵敏度，以及保持接收机定位始终保持在连续性和可靠性。Rhythm?Sleep超低功耗设计，主要通过动态调整工作状态进行部分休眠，确保在不需要运行的部分可以休眠，需要运行的模块以超低功耗运行，适于对供电要求严格的便携移动终端的应用。兼容主流GPS模块，节省替换成本。UM220-III模块几乎兼容国际上的所有GPS模块，它的表贴封方式方便了原位替换GPS模块，在一定程度上节省用户设计、生产成本提高原有电路的利用性。
3.4显示部分
方案一：采用传统七段LED数码显示，优点是发光强，但功耗也大，电路复杂，而且显示的内容少效果不好。
方案二：采用LCD1602较小型液晶屏显示，它的功耗非常低采用2-3V供电即可，可以适应较为艰苦的工作环境中抗干扰能力突出，且无需任何外围电路驱动接口非常简单明了。但不够直观，只能显示字符串，不能显示汉字以及描绘曲线等。
方案三：本文采用具有128×64像素点阵，同时带有ST7500汉字库的图形液晶显示模块显示。能够很出色的显示完整的16*16像素型的汉字字符，通过输入在内置中的8192个中文汉字（16X16点阵），以及128个字符（8X16点阵）组成的点阵显示。内部的RAM（GDRAM）可以直接与CPU接口相接无需外围电路辅助，提供多种界面供微机查询处理等。并行、串行同时都为8位数据的连接方式。具有多种辅助功能：如动态图像显示、画面的移位、以及光标的闪烁和睡眠待机等低功耗模式。
综合以上三种显示分析得到结论：第三种方案更为适合。12864外形如图3-4所示
图3-4 12864外形图
各引脚功能说明如图3-5
图3-5
读写时序如图3-6所示
图3-6读写时序图
3.5 控制部分
在琳琅满目的51系列单片机中，国内STC公司所研发的1T增强系列更具有市场竞争力，因他不但和MS-51指令经过合适的内部资源按照用户需要的分配可以移植原来的控制需要操作的对象码等，并借助于非常大的FLASH的制造工艺具有大容量RAM，本次设计采用的主要控制单元是近几年STC 较为成功与典型的的1T 运行速度的12C5A60S2单片晶体控制单元，拥有60K的内部处理速度FLASH ROM工艺技术。这种的高科技水平技术给用户设计时的存储数据的单元在设置方式有快速的擦除数据、改变程序内容等优势，给使用的技术人员带来了在时间上与脑力上以及开发上的灵活应用。而且STC 的单片机还可以支持RS232形式的串口程序录入方式等。很明显的可以看出，利用单片机作为控制单元给开发人员的同时带来了在烧录代码形式的方便并且在开发控制对象的时间也节约了许多。在安全方便，可以对开发者的代码进行程序加密和硬件保护等措施，又可以很好地保护了研发人员的的劳动成果。选用STC12C5A602S增强版单片机的理由：降低开发成本，方便时效可靠等，可以满足本论文设计要求。DIP封装单片机外形管脚如图3-7所示
图3-7 DIP封装单片机外形
各引脚功能如图3-8所示：
图3-8 功能引脚图
4. 硬件电路
4.1 UM220-III-N原理图如图4-1
图4-1 UM220-III-N原理图 4.2 单片机及显示电路如图4-2所示
图4-2 单片机及显示
4.3 制作过程
由于接收芯片采用的是表面贴装工艺，在焊接的时候不管是温度的控制还是焊接的时常都提出了较高的要求。因此本次焊接的工艺采用了热风枪焊接该芯片，在使用热风枪焊接工艺的时候要结合该芯片的电气规则进行操作。温度设置在600-700°C之间，保持与焊接对象的距离在1CM左右，用镊子固定住，左右摇晃动作，时长10S左右。对于其他DIP封装形式的元器件采用烙铁进行安装，由于是纯手工制板，也给电路带了点问题，需要花时间检测每条电路节点是否正常。
对于单片机晶体振荡器的安装也需要特别注意，由于布线等工艺问题，需要考虑到高频干扰或者来自外界的信息扰动等，采用补偿电容方式进行启动，因此在安装电容和晶体振荡器的时候需要非常靠近单片机，这样才能保证安全可靠的运行。
注意： 1. 为防止模块焊接中出现脱落，请不要将模块设计在板子背面焊接，即最好不要经历两次焊接循环。2. 焊接温度的设置取决于产品工厂的诸多因素，如主板性质、锡膏类型、锡膏厚度等，请同时参考相关IPC标准以及锡膏的指标。3. 由于有铅焊接温度相对较低，若采用此焊接方式，请优先考虑板子上的其他元器件。焊接温度曲线如图4-3所示
图4-3 焊接温度曲线
5. 数据分析
5.1 NMEA0183 协议简介
美国、俄罗斯、欧盟、中国采用的卫星数据信号传输协议均是NMEA0183体系协议，该协议的制定是由USA国家海洋NMELA开发维护并由美国向全球发布没有保密的数据格式。刚开始主要应用在军事航海船只、导航安全以及在到较远地区时双方之间所使用的关于电子设备之间的通信往来。目前全球大部分的卫星接收设备终端都是按照NMEA0183协议进行信号的解析与使用。它定义在9600波特率的传输时间上进行卫星数据的发送以及详细的数据传输协议，包括时间上，以及详细的传输信号的组成方式等。以NMEA0183的协议传输的内容是按照“完整一段话的”的方式为基础发送的数据，每个"句子"的结构如图所示，假如该“句子”的发送的内容值错误或者无效，接收终端将会将对应接收的信号做无效处理，继续接收新的电信息。但相对应的" ."仍需被发送。格式如图5-1所示。
图5-1 协议数据格式
该协议同样有自己的编译技术，所谓的编译技术是研究如何将一种表达方式的语言或者数字符号(称作源语言)通过一定的手段转换成另一种可以供编译者使用的符号或者语言(称作目标语言)的等价过程的程序。这个过程主要有四个阶段，包括词法的分析、语法的分析、语义的分析与目标代码的生成几个阶段，构成如图5-1所示
图5-1 编译过程
5.2 可行性的分析
从对NMEA0183协议进行系统的分析中结果中，很容易的会发现凡是符合NMEA0183协议中具有GPS报文功能与高级程序语言之间的关系很密切，大部分存在如下共性：
●都由字符串或者字符组成，字符或字符串是GPS构成报文与高级语言程序的最原始最基本的
单位。并且结构相似，单词的形式出现，并且这些词都是由字符或者字符串构成。
●再由字符或者字符串组的单词组成语句。最后形成的报文或程序由这些单词或者语句构成。
●语句的存在并无二义，并且上下文中不存在无关的语法解析对它们进行描述。
正式由于以上的几点的共同性质存在，我们可以充分利用编译的技术水平对符合NMEA0183协议接收的信息中所含报文进行分析与解析。从上世纪20年代到50年代之间，正是由于编译技术的出现，并且通过几代人的完善。当今编译技术可以说是已经发展到非常成熟的阶。对于NMEA0183协议进行解析过程中，利用使用此技术将可以非常有效地正确的对解析的性能进行可靠的分析与控制。
词法分析:词法的讨论与分析一般由具有扫描功能的程序模块完成。该具有扫描功能的程序模块会将GPS发送的字符串分解成单词记号，经过对图5-1中协议框架的分析，基本上我们将定义出(如" ＄" 、" GPG2G A" 、" GPRMC"、" ," 、"3" 、" < CR > < L F > ")保留字的、地址、值和校。四种类型的以字符组成的单词形式的出现在协议中。设计了能识别并确定由接收到的信号的单词有穷自动DFA性。如图5-2所示.
图5-2中协议框架的分析
5.3 协议语句分析
参考卫星定位总站发布的文件，（CFGNMEA语句中的nmeaVer为V30），nmeaVer为V40 的版本。请nmeaVer 为h41 的版本我们需要请参考《车载终端用北斗导航模块数据接口规范》。
注意：下面章节所出现的语句的消息格式适用对在NMEA 3.0 基础上，而延伸扩展出来的北斗相关语句的形式版本。
例如：$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh
包含LORAN ID的地理位置信息命令，LCGLL 是报告位置信息
例如：$LCGLL、<1>、<2>、<3>、<4>，<5>
推荐的定位信（Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（RMC））
例如$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>, <8>, <9>, <10>, <11>, <12> *hh
GSA当前卫星信息（GPS DOP and Active Satellites）
$GPGSA,<1>,<2>,<3>,<3>,,,,,<3>,<3>,<3>,<4>, <5>, <6>, <7>
GSV可见的卫星信息GPS Satellites in View
$GPGSV, <1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,?<4>,<5>,<6>,<7>,<8>
北斗卫星定位系统工作原理
北斗卫星定位系统工作原理 北斗卫星定位系统是全球卫星定位系统的一种，他工作的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当北斗卫星行为系统的卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。北斗卫星定位系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于30 0m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0. 1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，
其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。可见北斗卫星定位系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。 工作原理1 北斗卫星定位系统接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及北斗卫星定位系统信息，如卫星状况等。 北斗卫星定位系统接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距，精
北斗gps卫星定位系统定位原理
网址：https://www.360docs.net/doc/ae2756056.html, 北斗gps卫星定位系统定位原理 北斗卫星定位系统哪家好？北斗卫星定位系统的原理是什么？八杰科技为您解答。 定位原理 35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。 事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成
网址：https://www.360docs.net/doc/ae2756056.html, 若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。 卫星定位实施的是“到达时间差”（时延）的概念：利用每一颗卫星的精确位置和连续发送的星上原子钟生成的导航信息获得从卫星至接收机的到达时间差。 卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号，供接收机接收。由于传输的距离因素，接收机接收到信号的时刻要比卫星发送信号的时刻延迟，通常称之为时延，因此，也可以通过时延来确定距离。卫星和接收机同时产生同样的伪随机码，一旦两个码实现时间同步，接收机便能测定时延；将时延乘上光速，便能得到距离。 每颗卫星上的计算机和导航信息发生器非常精确地了解其轨道位置和系统时间，而全球监测站网保持连续跟踪。 卫星导航原理 踪卫星的轨道位置和系统时间。位于地面的主控站与其运控段一起，至少每天一次对每颗卫星注入校正数据。注入数据包括：星座中每颗卫星的轨道位置测定和星上时钟的校正。这些校正数据是在复杂模型的基础上算出的，可在几个星期内保持有效。 卫星导航系统时间是由每颗卫星上原子钟的铯和铷原子频标保持的。这些星钟一般来讲精确到世界协调时（UTC）的几纳秒以内，UTC是由美国海军观象台的“主钟”保持的，每台主钟的稳定性为若干个10^-13秒。卫星早期采用两部铯频标和两部铷频标，后来逐步改变为更多地采用铷频标。通常，在任一指定时间内，每颗卫星上只有一台频标在工作。 卫星导航原理：卫星至用户间的距离测量是基于卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差，称为伪距。为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。
北斗、Galileo、GLONASS、GPS定位导航系统对比
北斗、Galileo、GLONASS、GPS定位导航系统对比 世界有四大定位导航系统，分别是中国的北斗卫星定位系统、欧盟的Galieo、俄罗斯的GLONASS、美国人的GPS定位系统。 1.GPS 2.GLONASS全球导航卫星系统 GLONASS的起步晚于GPS9年。从前苏联 1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星开始，到1996年，13年时间内历经周折，虽然遭遇了苏联的解体，由俄罗斯接替部署，但始终没有终止或中断GLONASS卫星的发射。1995年初只有16颗GLONASS卫星在轨工作，1995年进行了三次成功发射，将9颗卫星送入轨道，完成了24颗工作卫星加1颗备用卫星的布局。经过数据加载、调整和检验，已于 1996年1月18日．整个系统正常运行。 1卫星星座 GLONASS卫星星座的轨道为三个等间隔椭圆轨道，轨道面间的夹角为120度，轨道倾角 64．8度，轨道的偏心率为o．01，每个轨道上等间隔地分布8颗卫星。卫星离地面高度19100km，绕地运行周期约11小时15分，地迹重复周期8天，轨道同步周期17困。 由于GLONASS卫星的轨道倾角大于GPS卫星的轨道倾角，所以在高纬度(50度以上)地区的可视性较好。 每颗GLONASS卫星上装有艳原子钟以产生卫星上高稳定时标，并向所有星载设备的处理提供同步信号。星载计算机将从地面控制站接收到的专用信息进行处理，生成导航电文向用户广播。导航电文包括：
①星历参数；②星钟相对于GLONASS时的偏移值；③时间标记； ④GLONA SS历书。 GLONASS卫星向空间发射两种载波信号。L1频率为 1.602— 1.616MHz．L2频率为 1．246— 1．256MHz为民用，L2供军用。 2．地面探制系统 地面控制站组包括一个系统控制中心，一个指令跟踪站，网络分布于俄罗斯境内。 CTS跟踪着GLoNAs5可视卫星，它遥测所有卫星，进行测距数据的采集和处理，并向各卫星发送控制指令和导航信息。 3用户设备 接收GUNASS卫星信号并测量其伪距和速度，同时从卫星信号中选出并处理导航电文。 接收机中的计算机对所有输入数据处理并算出位置坐标的三个分旦、速度矢量的三个分量和时间。利用两个独立的卫星定位系统进行导航和定位测量，可有效地削弱美俄两国对各自定位系统的可能控制，提高定位的可靠性和安全性。 4伐罗斯联邦政府对GLONA5S系统的使用政策 早在1991年俄罗斯首先宣称；GLoNAs5系统可供国防民间使用、不带任何限制，也不计划对用户收费．该系统将在完全布满星座后遵照已公布的性能运行至少15年。民用的标准精度通道(csA)精度数据为：
卫星导航技术论文
论卫星导航定位技术的原理及应用 导航技术是涉及自动控制、计算机、微电子学、光学、力学以及数学等多学科的高技术，是实现飞行器特别是航天器飞行任务的关键技术，也是武器精确制导的核心技术，这对于提高航空器、航天器以及武器装备的机动性、反应速度和远程精确打击能力具有重要意义，在海、陆、空、天等现代高技术武器及武器平台中得到广泛的应用。按照定位导航的方式可分成：卫星定位导航、自主式导航、组合导航以及无源导航。而此文着重介绍的是卫星定位导航这一技术。 在人类早期物质生产活动中，人类的活动范围内总存在森林、草原，人们总是随着自然环境的兴衰而漂泊不定，根本不需要什么明确的定位。但是，随设社会的发展，到了农业时代，在人们开发农田，兴修水利等相应活动中就逐渐产生了测绘定位的需求，可以说在这时，导航定位就在慢慢酝酿之中。等到了工业时代，人类的活动遍及全球，而一些工程比如航海、航空、洲际交通工程，通信工程，矿产资源勘探工程，地球生态及环境变迁的研究，就需要精确地定位。这些需求促使导航定位技术的发展，并把这项技术带到一个前所未有的发展时期，它的手段也从光学机械过渡到光电子精密机械仪器的时代。社会是不断发展的，科技是不断进步的，20世纪末，出现了电子计算器技术、半导体技术、激光技术、航天科学技术，它们的出现，把人类带到了电子信息时代和航天探索时代。当1957年世界上第一颗人造地球卫星发射后，人类便发现卫星可以作为一个已知的空间信号源，为人类获取相关的信息资源，开展测距、定位、导航研究搭建了一个世界共享的技术平台。 卫星导航看似涉及了多方面学科的知识，实际原理并不算复杂。卫星导航按测量导航参数的几何定位原理分为测角、时间测距、多普勒测速和组合法等系统（测角法和组合法因精度较低等原因没有实际应用）。多普勒测速定位是指用户定位设备根据从导航卫星上接收到的信号频率与卫星上发送的信号频率之间的多普勒频移测得多普勒频移曲线，根据这个曲线和卫星轨道参数即可算出用户的位置。而时间测距导航定位的方法是用户接收设备精确测量由系统中不在同一平面的4颗卫星(为保证结果唯一，4颗卫星不能在同一平面)发来信号的传播时间，然后完成一组包括4个方程式的模型数学运算，就可算出用户位置的三维坐标以及用户钟与系统时间的误差。卫星导航系统的组成也不算复杂，只有导航卫星、地面台站和用户定位设备三个部分。导航卫星是卫星导航系统的空间部分，由多颗导航卫星构成空间导航网。地面台站则是用来跟踪、测量和预报卫星轨道并对卫星上设备工作进行控制管理，通常包括跟踪站、遥测站、计算中心、注入站及时间统一系统等部分。跟踪站用于跟踪和测量卫星的位置坐标。遥测站接收卫星发来的遥测数据，以供地面监视和分析卫星上设备的工作情况。计算中心根据这些信息计算卫星的轨道，预报下一段时间内的轨道参数，确定需要传输给卫星的导航信息，并由注入站向卫星发送。剩下的用户定位设备通常由接收机、定时器、数据预处理器、计算机和显示器等组成。它接收卫星发来的微弱信号,从中解调并译出卫星轨道参数和定时信息等,同时测出导航参数（距离、距离差和距离变化率等），再由计算机算出用户的位置坐标（二维坐标或三维坐标）和速度矢量分量。用户通过这个设备即可得到卫星导航的帮助。 说到卫星导航，就不得不提到美国的全球定位系统（GPS Global Positioning System）。GPS系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统（Transit），1958年研制，64年正式投入使用。尽管TRANSIT在导航技术的发展中具有划时代的意义，但它存在观测时间长、定位速度慢（2个小时才有一次卫星通过，一个点的定位需要观测2天），不能满足连续实时三维导航的要求，尤其不能满足飞机、导弹等高速动态目标的精密导航要求。于是在六十
北斗卫星导航系统定位原理及应用
xxxx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
中国北斗卫星导航系统
中国北斗卫星导航系统（COMPASS，中文音译名称BeiDou，北斗政府网站：https://www.360docs.net/doc/ae2756056.html,），作为中国独立发展、自主运行的全球卫星导航系统，是国家正在建设的重要空间信息基础设施，可广泛用于经济社会的各个领域。 北斗卫星导航系统能够提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，具有导航和通信相结合的服务特色。通过１９年的发展，这一系统在测绘、渔业、交通运输、电信、水利、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域得到应用，产生了显著的经济效益和社会效益，特别是在四川汶川、青海玉树抗震救灾中发挥了非常重要的作用。 中国北斗卫星导航系统是继美国ＧＰＳ、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略之后，全球第四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统２０１２年将覆盖亚太区域，２０２０年将形成由３０多颗卫星组网具有覆盖全球的能力。高精度的北斗卫星导航系统实现自主创新，既具备ＧＰＳ和伽利略系统的功能，又具备短报文通信功能。 北斗卫星导航系统的建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和３０
颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。 按照“三步走”的发展战略，北斗卫星导航系统将于２０１２年前具备亚太地区区域服务能力，２０２０年左右建成由２０余颗卫星、地面段和各类用户终端构成的、覆盖全球的大型航天系统。 北斗卫星导航系统的建设历程我国建设北斗导航检测认证体系 “三步走”计划 第一步即区域性导航系统，已由北斗一号卫星定位系统完成，这是中国自主研发，利用地球同步卫星为用户提供全天候、覆盖中国和周边地区的卫星定位系统。中国先后在２０００年１０月３１日、２０００年１２月２１日和２００３年５月２５日发射了３颗“北斗”静止轨道试验导航卫星，组成了“北斗”区域卫星导航系统。北斗一号卫星在汶川地震发生后发挥了重要作用。 第二步，即在“十二五”前期完成发射１２颗到１４颗卫星任务，组成区域性、可以自主导航的定位系统； 第三步，即在２０２０年前，有３０多颗卫星覆盖全球。北斗二号将为中国及周边地区的军民用户提供陆、海、空导航定位服务，促进卫星定位、导航、授时服务功能的应用，为航天用户提供定位和轨道测定手段，满足导航定位信息交换的需要等。北斗闪耀星空照亮国人 之路——访中国航天科技集团公司总经理马兴瑞
导航技术论文-北斗卫星导航系统
浅析北斗卫星导航系统 近几年来，全球卫星导航系统(GNSS)在国家安全、经济及社会发展中的作用越来越显著，世界各主要大国都竞相发展独立自主的卫星导航系统，几乎所有卫星导航系统都进入了高速发展阶段。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。 一、自主导航系统建立的重要性 现今，GPS在我国的占有率达到了95％左右，而北斗卫星导航系统的主要用户还是一些相关的国家机关和大型企业。既然有较成熟的美国GPS导航系统及其配套的应用设备，我们为什么还要耗费巨大的人力物力去研发自主导航系统呢？ 首先，卫星导航系统是重要的空间基础设施，为人类带来了巨大的社会经济效益。卫星导航系统可广泛应用于船舶运输、公路交通、铁路运输、海上作业、渔业生产、水文测报、森林防火、环境监测等众多行业，以及军队、公安、海关等其他有特殊指挥调度要求的单位。中国作为发展中国家，拥有广阔的领土和海域，卫星导航系统对于国计民生的重要性不言而喻。其次，少数几个全球卫星导航系统将分享全部卫星导航最佳资源。充分研究及实践证明，最佳卫星导航频率和轨道资源包括：L波段导航频率，中圆轨道(MEO)卫星星座，其中最佳方案为3个轨道平面和30颗卫星星座。国际电联相关研究小组的工作表明，上述资源仅可以满足3 -4 个全球卫星导航系统需要。因为更多的系统加入，用户视野内的卫星数增加，非观测卫星信号将作为被观测卫星信号干扰，使观测精度下降。根据国际频率协调规则，后来系统应消除对先前系统的干扰，那么，后来系统将无法获得最佳频率资源，即使另选频率，后来系统也难以生存。第三，卫星导航
北斗卫星导航系统测量型终端通用规范(预)要点
北斗卫星导航系统测量型终端通用规范（预） 2014.08.14 1 范围 本标准规定了北斗卫星导航系统测量型终端（以下简称北斗测量型终端）的技术要求、检验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等。 本标准适用于利用载波相位观测值进行静态测量、后处理动态测量、RTK测量的北斗测量型终端的研制、生产和使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 ?GB/T 191 包装储运图标志 ?GB/T 2828.1—2003 计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划 ?GB 4208—2008 外壳防护等级（IP代码） ?GB/T 4857.5 包装运输包装件跌落试验方法 ?GB/T 5080.1—1986 设备可靠性试验总要求 ?GB/T 5080.7—1986 设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案 ?GB/T 5296.1—1997 消费品使用说明总则 ?GB/T 6388 运输包装收发货标志 ?GB 9254—2008 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 ?GB/T 9969—2008 工业产品使用说明书总则 ?GB/T 12267-1990 船用导航设备通用要求和试验方法 ?GB/T 12858-1991 地面无线电导航设备环境要求和试验方法 ?GB/T 13384—2008 机电产品包装通用技术条件 ?GB/T 15868—1995 全球海上遇险与安全系统（GMDSS）船用无线电设备和海上导航设备通用要求、测试方法和要求的测试结果 ?GB/T 16611—1996 数传电台通用规范 ?GB/T 17626.3—2006 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 ?GB/T 19391—2003 全球卫星定位系统（GPS）术语及定义 ?GB/T 20512 GPS接收机导航定位数据输出格式
北斗卫星导航定位系统简介
北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是除美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后，第三个成熟的卫星导航系统。卫星导航系统是重要的空间基础设施，它综合了传统天文导航定位和地面无线电导航定位的优点，相当于一个设置在太空的无线电导航台，可带来巨大的社会经济效益。在测绘、电信、水利、公路交通、铁路运输、渔业生产、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域会逐步发挥重要作用。 世界上第一个全球卫星导航系统是美国从1973年开始实施的GPS系统，军民两用。但长期以来，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”。为打破美国的垄断，俄罗斯耗资30多亿美元建起了自己的全球卫星导航系统GLONASS。2002年，欧盟启动了伽利略（Galileo）全球卫星导航定位系统计划，将在2008年投入运营，预计投资36亿欧元。2003年，我国与欧盟签署了有关伽利略计划的合作协定，目前双方合作项目已有14个。我国自上世纪80年代引进首台GPS接收机以来，已成为GPS应用大国。作为一个拥有广阔领土和海域的国家，中国有能力也有必要拥有自己的全球定位系统。 北斗卫星导航定位系统的系统构成有：由两颗地球静止卫星(800E和1400E)、一颗在轨备份卫星(110.50E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，定位精度可达20纳秒的同步精度，水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。其精度与GPS相当。工作频率为2491.75MHz，系统容纳的最大用户数达每小时540000户，短报文通信一次可传送多达120个汉字的信息（GPS不具备此项功能），精密授时的精度达20纳秒。 2007年2月3日，第四颗试验“北斗星”在西昌成功发射。 这一系统目前共有四颗导航定位卫星，其发射时间分别为： 2000年10月31日； 2000年12月21日； 2003年5月25日，第三颗是备用卫星。 2007年2月3日，北斗导航试验卫星升空。 中国向着努力开发一个堪与美国GPS系统和欧洲伽利略系统(Galileo)媲美的定位系统又迈进了一步。“北斗”导航卫星通过“长征三号甲”运载火箭成功发射，凸显中国政府发展航天工业的决心。此前数周，中国用一种由导弹发射的“动能拦截器”击毁了一颗老化气象卫星，美国对此表示担忧。 北斗卫星导航定位系统——英文名为“Compass”——的计划一直处于保密状态，官方一再拒绝透露意图。不过，最近的卫星发射，似乎是要加强一个相对不很精确的系统，该系统以2000年至2003年发射的三颗北斗卫星为基础。今年初将发射两颗地球静止卫星，使北斗卫星导航系统到2008年能够覆盖中国全境和邻近国家部分区域。北斗卫星导航系统最终将通过由30颗非静止轨道卫星组成的卫星“星座”，扩展到覆盖全球。它将类似于美国的GPS系统（全球定位系统）和欧洲的伽利略卫星网络。 更为精确的定位，对于中国军队来说将是一项重大财富。扩展后的北斗卫星导航系统，将使用与伽利略系统相同的无线电频率，可能也会与GPS系统相同，在战时使敌方更难以干扰网络。 北斗卫星导航系统的开发，可能会对伽利略系统的商业成功构成挑战。虽然中国是伽利略项目的合作方之一，中国政府和企业在相关设施及商业应用研究方面投入了2亿欧元（合2.6亿美元），但中国正成为该 项目的一个潜在竞争者。
北斗GPS卫星导航系统建设方案
北斗GPS卫星导航系统 建 设 方 案 贵州迪辰安信科技发展有限公司 二〇一三年五月
目录 目录 (2) 第一章建设背景 (4) 第二章北斗GPS卫星导航系统简介 (7) 2.1、什么北斗卫星导航系统 (7) 2.2、北斗卫星定位原理 (8) 2.3、北斗卫星工作原理图 (8) 2.3、北斗GPS卫星导航技术指标 (9) 第二章系统设计原则 (10) 第三章系统总体设计 (11) 3.1系统架构 (11) 3.2 技术架构 (12) 3.3 平台运行环境配置 (13) 3.4 服务端程序平台 (13) 3.5 GPS数据接入公安内网 (14) 3.6 北斗GPS监控客户端功能设计 (14) 3.7系统安全 (19) 第四章项目实施 (21) 4.1实施进度 (21) 4.2实施和验收方法 (21) 4.2.1项目的实施 (21) 4.2.2项目的验收 (21) 4.3项目管理及质量控制 (22) 4.3.1项目责任制 (22) 4.3.2项目质量控制 (22) 第五章运行维护体系 (23) 5.1系统的维护 (23) 第六章经费预算 (24) 6.1 硬件配置及费用预算 (24)
6.2 软件系统费用预算 (24)
第一章建设背景 1. 概述 随着我市城市建设规模的扩大，车辆日益增多，交通运输的经营管理和合理调度，警用车辆的指挥和安全管理已成为公安、交通系统中的一个重要问题。过去，用于交通管理系统的设备主要是无线电通信设备，由调度中心向车辆驾驶员发出调度命令，驾驶员只能根据自己的判断说出车辆所在的大概位置，而在生疏地带或在夜间则无法确认自己的方位甚至迷路。因此，从调度管理和安全管理方面，其应用受到限制。北斗GPS定位技术的出现给车辆、轮船等交通工具的导航定位提供了具体的实时的定位能力。通过车载GPS接收机使驾驶员能够随时知道自己的具体位置。通过车载电台将GPS定位信息发送给调度指挥中心，调度指挥中心便可及时掌握各车辆的具体位置，并在大屏幕电子地图上显示出来。目前，用于公安、交通系统的主要是车辆GPS定位与无线通信系统相结合的指挥管理系统。 2. 车辆GPS定位管理系统 车辆GPS定位管理系统主要是由车载GPS自主定位，结合无线通信系统对车辆进行调度管理和跟踪。已经研制成功的如车辆全球定位报警系统，警用GPS 指挥系统等。分别用于城市公共汽车调度管理，风景旅游区车船报警与调度，海关、公安、海防等部门对车船的调度与监控。监控中心部分的主要功能有：?数据跟踪功能。将移动车辆的实时位置以贞列表的方式显示出来。如车号、经度、速度、航向、时间、日期等
北斗卫星导航论文
北斗卫星导航论文
全球卫星导航 结课论文 学院：电气学院 班级：电气信息类11-01 姓名：王俊博 学号：311108000123
唐家山堰塞湖水位的准确数据，为唐家山堰塞湖抢险成功提供了保障。 在突发事件，例如在今年的“黄岩岛”对峙中，“北斗”系统极大地提高了渔政船和海监船的执法能力，维护了中国在南海的主权和海洋权益，保护了我国渔民的安全。 由于北斗导航系统已经实现在亚太地区的全方位覆盖，因此在对于信号盲区的救援行动更是必不可少，在野外攀岩，探险，考察等专业活动中配备北斗终端是十分必要的。 2 北斗导航在灾难救援方面的应用不足及其推广 任何一个成功的救援行动，其关键因素是时间。了解地标、街道、建筑、紧急服务资源以及救灾地点的准确位置有助于减少延误并拯救生命。对于救援和公共安全人员来说，要保护生命、减少财产损失，这类信息极为重要。作为辅助技术，卫星导航系统满足了这些需要。 我国的北斗系统因为起步晚，所以相应的救援应用并没有得到很大的发挥和利用，也没有形成相应的救援和预防机制。而反观美国的GPS则形成了良好的救援及预防机制，这很值得我国的北斗导航系统的学习。 在诸如2004年印度洋地区的海啸、2005年墨西哥湾的卡特琳娜以及瑞塔飓风，还有2005年巴基斯坦－印度地区的地震等全球性灾难的救援中，美国的卫星导航都扮演了不可或缺的角色。搜寻与救援队借助卫星导航、地理信息系统（GIS）以及遥感技术画出受灾地区图，供救援与救助行动使用，并评估灾情。 另外一个灾难救援的重要方面是管理野外火情。配置了GPS和红外探测仪的飞机可以确认火灾边界和“热点”以控制和管理森林火灾。数分钟之内，火灾图就可以传送到消防员驻地的手提式电脑上。配备了这些信息的消防员才更有可能扑灭火灾。 在太平洋周围等地震频繁地区，GPS在帮助科学家预测地震方面扮演着越来越重要的角色。利用GPS提供的精确的定位信息，科学家能够研究地球张力是 如何逐渐累积起来的，以便描绘地震，甚至在未来预测地震。 负责追踪风暴、预报水灾的气象人员也要借助于GPS。他们可以通过分析大气层中传送的GPS数据来评估水蒸气的内容。 北斗卫星导航系统的推广方面： （1）更迅速、准确地为受灾地区输送救灾物资，拯救生命，重建重要基础设施。 （2）为那些没有或少有地图信息的灾区提供定位信息以测绘地图。 （3）提高预测水灾的能力，观测地震前兆以及地震。 （4）在紧急情况下提供手持移动电话的人和在车辆内的人的定位信息。 由此可见，我国的北斗导航要做的还有很多，但是这并不妨碍它在我国的灾难救援的应用，推广和最大化的利用北斗导航具有很大的意义。 3 北斗导航在海洋搜救方面的应用 “海洋捕捞业属‘高危行业’。”据海南省海洋与渔业厅有关负责人介绍说，2002年至2010年，海南省渔船发生事故148宗，死亡(失踪)168人，沉船169艘，经
北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统 目录[隐藏] 概述 发展历程 北斗导航卫星成功发射概述 建设原则 发展计划 服务 [] 北斗卫星导航系统?BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System?是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立 自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导 航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星 导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止 轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若 干个地 面站，用户段由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲GALILEO 等其他卫星导航系统兼容的终端组成。 中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和两颗北斗导航卫星，将在系统组网 和试验基础上，逐步扩展为全球卫星导航系统。 建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星 导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应 用。 4中国北斗、美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”、欧洲“伽利略” 卫星导航系统是重要的空间基础设施，为人类带来了巨大的社会经济效益。中国 作为发展中国家，拥有广阔的领土和海域，高度重视卫星导航系统的建设，努力探索 和发展拥有自主知识产权的卫星导航定位系统。 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
北斗卫星导航论文
结课论文 学院：电气学院 班级：电气信息类11-01 姓名：王俊博 学号：311108000123
北斗导航系统在灾难救援和海洋搜救方面的应用及推广 摘要：随着近年来灾害事故的频繁发生及我国对海洋权益的注重不断加大，原有的技术手段越来越无法满足人们对这方面的要求。另一方面，我国自行研发的北斗卫星导航系统技术已日趋成熟，为灾难救援及海洋搜救提供了强有力的技术支持。本文探讨了北斗导航系统在灾难救援及海洋搜救方面的成功案例及其推广方法和意义。 关键字：北斗导航系统、全天候、高精度、定位、导航、灾难救援、海洋搜救 引言：传统灾难救援方法主要靠人力、机械来完成，但对于地形复杂区域 及面积广大地区的救援往往存在很大的盲目性，对救援目标的搜救造成很大的困扰，另外在对偏远地区的进行搜救时往往存在信息中断，给搜救指挥带来难题。另外我国海域广大，渔民众多，海洋事故也层出不穷，由于海洋面积广大，目标存在位置不详及海洋风向和洋流对目标位置的改变不确定性，使得海洋搜救的成功率长期低下。而我国自主研发的北斗导航系统具有全天候、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，这给灾难救援和海洋搜救指明了方向，大大提高了救援的成功率。 1 北斗导航在灾难救援方面的应用 北斗导航系统已多次成功运用于灾害监测与救援行动，尤其在2008年的汶川地震救灾中发挥了突出作用。汶川地震发生后，国家有关部门迅速给一线救援部队，配备了“北斗”终端机。该终端机不但能接收“北斗”卫星的导航信号，还可以用短报文的形式与指挥中心取得联系。指挥人员在监控中心可随时通过监控屏幕,关注每个救援小组的位置信息，必要时以短报文形式发出监控指令。给救援工作带来了很大方便。另外“北斗”系统曾每隔15分钟，向指挥中心传回唐家山
北斗卫星定位车载终端技术设计方案
北斗卫星定位车载终端技术方案 三、技术原理 北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是除美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统为用户提供高质量的定位、导航和授时服务，其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性。北斗卫星定位车载终端采用了多模块化、组合式优化设计，内置高性能芯片，各模块之间的接口采用标准接口，充分利用系统平台、移动通讯网络、因特网络，将汽车行驶记录仪、卫星定位、卫星导航、油耗检测功能集于一体，通过无线数据通讯接口（GSM、GPRS、CDMA）和GPS接口，能与监控中心系统进行数据通信和移动位置的定位，能够满足用户的多种需求。 除具有传统行驶记录仪的功能外增加了定位导航、监控跟踪、数据实时传送、油耗检测等功能，并且能够实现对车辆实时监管、调度，遇险报警远程网络监控，彻底改变了现有汽车行驶记录仪只能实地监管、事后监督的弊端；GPS/北斗2双模卫星定位模块，可以灵活配置信号处理通道工作于单GPS模式，或单北斗2模式，或GPS/北斗2混合模式；兼容目前现有的GPS单模定位，且能实现双模捕获、双模跟踪更加智能化、集成化。因此，基于以上原理设计的卫星车载终端监控系统，大大超出了传统行驶记录仪的功能，具有极为光明的发展前景。 四、设计方案 （一）设计原则 1、先进性和适用性相结合
系统采用成熟的高新科技，以目前较为先进的方法实现需要的功能，保证系统具有深厚的发展潜力，在相当长的时间内具有领先水平。 2、通用性和安全性相结合 在系统设计过程中，均留有相应的通信接口，系统的各个模块构成一个有机的整体。系统数据库中的各种数据在交换和共享的过程中，充分考虑到了系统的安全性。对每一个用户的权限有严格的认证（司机卡身份识别）体制，对每一个用户的权限进行分级控制和限定。 3、安全可靠性 在经济条件允许范围内，从系统结构、设计方案(考虑到非法用户及病毒入侵，数据采用纠错冗余技术)、技术保障等方面综合考虑；系统尽可能地采用成熟的技术、商品化的软硬件产品，保证系统可靠稳定运行。 4、实用性 整个系统的操作以方使、简捷、高效为目标，多操作平台整体设计，统一操作，既充分体现快速反应的特点，又能便于工作人员进行业务处理和综合管理，便于运输交通管理层及时了解各项统计信息和决策信息，便于执法部门的远程监督。 5、可扩展性 考虑到业务功能在不断发展、变化，因此要求系统在结构、容量、通信和处理能力等方面具有可扩充性和升级能力。 （二）设计依据 1、多样化的完备的授权模式能够满足账户和权限管理上的各种需求 2、中华人民共和国道路交通安全法 3、公安部道路交通违法信息代码
北斗卫星定位系统
最新统计显示，中国沙化土地已达１７４万平方公里，占国土面积的１８．２％沙化面积。每年仍以３４３６平方公里的速度扩展。干旱的频繁发生，会造成沙尘暴肆虐、森林覆盖率降低、草原退化严重、天然水域缩小、河道断流、水资源锐减、土地沙化面积扩大等，致使自然灾害的发生频率加大，给国家的经济建设和人民生命财产造成巨大损失。干旱造成的环境影响有土壤和地下水的盐碱化、淡水生态系统污染加剧、动物品种的区域性灭绝等。值得注意的是，随着人类的经济发展和人口膨胀，水资源短缺现象日趋严重，直接导致了干旱地区的扩大与干旱化程度的加重。 干旱灾害是我国最主要的自然灾害之一。据统计，自然灾害中85％为气象灾害，而干旱灾害又占气象灾害的50％左右。我国最早的旱灾记载始于公元前206年。从那时起至1949年的2155年中，发生过较大的旱灾1056次，平均两年一次。我国最严重的干旱首推明朝崇祯年间的大旱，连旱17年，赤地千里、民不聊生。近百年来我国又出现了1900、1 928－1929、1934、1956－1961和1972年等大旱，进入20世纪九十年代我国北方干旱频繁发生，特别是西北地区出现了1995年和1997年的严重干旱。 中国首次大规模使用卫星遥感技术编绘1:50000地形图，新华网北京9月13日电（记者刘奕湛）中国国家西部测图项目部消息：从2007年开始，中国西部1：50000测图工程首次大规模使用卫星遥感技术编绘1：50000地形图。 国家西部测图项目部主任助理马钰介绍说，通过多年的技术积累以及实验证明，卫星遥感技术已经满足1：50000地形图的技术要求。而且，卫星遥感技术的使用缩短了作业周期，大量减少了野外测绘队员的工作量，降低了作业成本。 他说，此次西部测图当中使用的影像处理软件是中国自主研制开发的。由于云、贵、川横断山脉云雾厚重，目前使用的测图技术无法获得清晰的地面影像，雷达测图技术从明年开始将运用到西部测图工作当中。 9月9日，黑龙江测绘局三院的测绘队员在距离青海省海西州花土沟镇300公里的无人区进行测图作业。（新华社记者刘奕湛摄） 据国家西部测图项目部透露，西部测图项目自2006年开展以来，已完成了三江源地区12万平方公里1：50000的地形图测图任务，2007年将完成覆盖青海、新疆、西藏、甘肃等省区50万平方公里的地形图测图任务。到2010年，将建成西部地区1：50000基础地理信息数据库和专题要素数据库，以及相关部门服务的地理信息应用系统，实现对西部地区地理信息变化的持续监测和有效更新，为经济建设、国防建设和社会发展提供及时、可靠、适用的测绘保障和地理信息服务。
北斗卫星定位系统
北斗卫星导航系统简介 （一）概述 北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。 （二）发展历程 卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。中国高度重视卫星导航系统的建设，一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。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。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。为更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求，我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。 （三）建设原则 北斗卫星导航系统的建设与发展，以应用推广和产业发展为根本目标，不仅要建成系统，更要用好系统，强调质量、安全、应用、效益，遵循以下建设原则： 1、开放性。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放，为全球用户提供高质量的免费服务，积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作，促进各卫星导航系统间的兼容与互操作，推动卫星导航技术与产业的发展。
北斗卫星导航系统论文
北斗卫星导航系统 201001503028冯中立 摘要：本文介绍了智能运输系统中主要技术平台北斗卫星导航系统，主要围绕着系统介系统进展，系统应用领域，未来发展趋势以及我的看法等方面展开论述。 关键字：北斗卫星,系统,战略意义 一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的，独立运行的全球卫星导航系统,缩写为BDS[1-2],与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统兼容共用的全球卫星导航系统，并称全球四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统2012年12月27日起提供连续导航定位与授时服务 北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）、欧盟“伽利略”（GALILEO）等其他卫星导航系统兼容的终端组成。 中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和十六颗北斗导航卫星（其中，北斗-1A已经结束任务），将在系统组网和试验基础上，逐步扩展为全球卫星导航系统。 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。 北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。 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。中国以后生产定位服务设备的生产商，都将会提供对GPS和北斗系统的支持，会提高定位的精确度。而北斗系统特有的短报文服务功能将收费，这个功能的实用性还有待观察。 科技部印发《导航与位置服务科技发展“十二五”专项规划》提出，“十二五”末，导航与位置服务产业要形成1000亿元以上的规模，初步建立5个高新技术产业化基地，培育30家创新型企业。这意味着国家对导航与位置服务产业相关扶持政策的进一步落实。 目前，我国导航与位置服务的核心技术尚不完备，制约了产业的健康快速发展。智研咨询数据统计，“十二五”期间，导航与位置服务产业要重点解决技术瓶颈，主要是突破三大核心技术：泛在精确定位、全息导航地图、智能位置服务；开展三类应用示范：研制导航与位置服务应用系统，开展公众、行业及区域应用示范，为政府、企业、公众用户随时提供所需内容丰富的位置信息服务；构建一个体系框架：面向未来导航与位置服务需求，构建国家定位导航授时体系框架。 科技部等部委将以企业为主体，加大国家科技引导投入，统筹多渠道资源，多种资助模式相结合，以产业需求为导向，加强部门联合、军民结合、科技计划与北斗系统建设的协同攻关，持续推动以北斗应用为核心的导航与位置服务技术研究和产品开发。作为科技含量极高、人力资本密集的战略性新兴产业，北斗导航卫星产业化的市场空间
中国北斗卫星导航系统——世界第三套全球卫星导航系统(图)来自网络
北斗卫星导航系统 ——世界第三套全球卫星导航系统 工程总投资：100亿元 工程期限：1994年——2020年 北京时间2007年2月3日凌晨零时28分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第四颗北斗导航试验卫星送入太空。 北斗卫星导航定位系统是由中国自行研发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），
是继美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）定位系统之后世界第三个成熟的卫星导航系统。 该系统分为“北斗一代”和“北斗二代”，分别由4颗（两颗工作卫星、两颗备用卫星）和35颗北斗定位卫星、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，定位精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，其精度与GPS相当。中国在2000年至2007年先后发射了四颗“北斗一号”卫星，这种区域性(中国境内)的卫星导航定位系统，正在为中国陆地交通、航海、森林防火等领域提供着良好服务。 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： 日期火箭卫星轨道 2000年10月31日长征三号甲北斗-1A 地球静止轨道140°E 2000年12月21日长征三号甲北斗-1B GEO 80°E 2003年05月25日长征三号甲北斗-1C GEO 110.5°E 第三颗是备用卫星 2007年02月03日长征三号甲北斗-1D GEO 86°E 第四颗是备用卫星 2007年04月14日长征三号甲北斗-2A 中地球轨道(21500KM) 北斗二代首颗卫星
军用新型北斗卫星导航手持机 北斗卫星导航系统的历史 我国早在60年代末就开展了卫星导航系统的研制工作，但由于多种原因而夭折。在自行研制“子午仪”定位设备方面起步较晚，以致后来使用的大量设备中，基本上依赖进口。70年代后期以来，国内开展了探讨适合国情的卫星导航定位系统的体制研究。先后提出过单星、双星、三星和3-5星的区域性系统方案，以及多星的全球系统的设想，并考虑到导航定位与通信等综合运用问题，但是由于种种原因，这些方案和设想都没能够得到实现。 1983年，“两弹一星”功勋奖章获得者陈芳允院士和合作者提出利用两颗同步定点卫星进行定位导航的设想，经过分析和初步实地试验，证明效果良好，这一系统被称为“双星定位系统”。双星定位导航系统为我国“九五”列项，其工程代号取名为“北斗一号”。 双星定位导航系统是一种全天候、高精度、区域性的卫星导航定位系统，可实现快速导航定位、双向简短报文通信和定时授时3大功能，其中后两项功能是全球定位系统(GPS)所不能提供的，且其定位精度在我国地区与GPS定位精度相当。整个系统由两颗地球同步卫星(分别定点于东经80度和东经140度36000公里赤道上空)、中心控制系统、标校系统和用户机4大部分组成，各部分间由出站链路(即地面中心至卫星至用户链路)和入站链路(即用户机至卫星