Compass系统导航信号的兼容性研究
北斗系统在交通运输管理中的应用及前景
北斗系统在交通运输管理中的应用及前景摘要：随着我国科技水平的不断提高与进步，我国自主研究的北斗导航系统逐步开始使用，并在交通运输管理中发挥着重要作用。
本文从北斗卫星导航系统的发展入手，分析了北斗导航卫星的应用及局限性，在此基础上，结合我们导航产品及产业发展的特点，提出了北斗导航系统的发展前景。
关键词：北斗系统交通运输应用前景一、北斗卫星导航系统的发展我国卫星导航产业经历了10多年的启蒙和培育阶段，目前已初具规模。
自主建造的卫星导航系统统称为北斗（英文名称为compass），包括北斗1系统（演示示范阶段系统）和北斗2系统。
随着北斗1系统的运行、北斗2系统的建设以及国家卫星导航重大科技专项的实施，我国卫星导航应用产业已进入产业化高速发展的根本转折时期。
二、北斗导航系统在交通运输中的应用（一）提供比较准确的位置尽管北斗卫星导航定位系统定位的精度为100m左右，但是根据其先进的功能，加上北斗导航系统对我国发射的第三颗卫星和第四颗卫星的合理运用，北斗导航系统的定位功能得到大大的提高，其测量精度可以精确到20m以内。
（二）为实现应急救援提供了良好的途径根据北斗导航系统强大客户端的功能，不同用户之间及用户与导航系统中心的控制中心可以自由的通过汉字进行数字通信，而且这种数字的通信服务价格低廉，系统不再受到地域和使用次数的限制，便于控制中心合理的调度，可以在一时间实现对交通意外的救助，加强紧急救助的实效性管理。
（三）准确、及时、可靠地获得陆路交通信息北斗导航系统可以迅速的提供及时、准确、可靠的时时交通信息，为陆路全方面的交通运输情况进行很好的了解，并提供良好的通行依据。
加上gprs网络技术逐步完善，在此基础上搭建的平台可以自由、快速的供应需求信息。
（四）便于运输公司随时监控运输车辆的动态北斗导航系统可以使得客户端用户快递定位，让客户知道自身的所在位置，还可以让其他客户管理自己的信息，真正的实现远程协助或帮助，这样可以便于运输公司根据实际情况掌握运输车辆的实际情况及分布状态。
北大《导航与通信导论》第十章组合导航的系统与方法（53P）
导航与通讯导论第十章组合导航系统主要了解与GNSS组合的系统和方法导航与通讯导论本章内容•概述导航与通讯导论导航与通讯导论组合导航应用广泛导航与通讯导论导航关注的问题导航与通讯导论导航系统比较•无线电导航定位系统导航与通讯导论本章内容•概述组合导航导航与通讯导论GNSS•4大全球导航卫星系统建成后，天空中GNSS组合导航系统导航与通讯导论GNSS组合导航系统－优点导航与通讯导论•提高了系统完善性GNSS组合导航系统－优点导航与通讯导论导航与通讯导论存在问题•信号接收问题•1994•双星单频–既能接收GPS L1信号，又能接收其它系统的单频信号，进行联合定位。
–对可靠性、安全性要求较高的导航和授时领域CNS100-BG Euro-80NovAtelDL-V3兼容接收机•双星双频TrimbleR8 GNSS•三星多频–GPS+GLONASS+GALILEO –BD2+GPS+GLONASS拓普康Net-G3芯片东方联星OTrack-32东方联星NavCore-S导航与通讯导论本章内容•概述导航与通讯导论导航与通讯导论惯性导航系统•惯性导航系统INS原理导航与通讯导论•加速计测量线加速度陀螺仪测量角速度导航与通讯导论通讯导论通讯导论•惯性导航系统（通讯导论•惯性导航系统属于一种平台式INS导航与通讯导论•将加速度计和陀螺仪安装在惯导平台上的惯性导航系统。
平台式INS特点导航与通讯导论•按照建立坐标系的不同，又可分为捷联式INS导航与通讯导论•将加速度计和陀螺仪安装在运动载体上，由计算机软件建立一个数学平台，取代机械惯性平台。
捷联式INS特点导航与通讯导论通讯导论•不依赖于外部信息，通讯导论INS应用导航与通讯导论•最早（导航与通讯导论本章内容•概述导航与通讯导论GPS-捷联惯性导航GNSS/INS组合导航导航与通讯导论•为了提高导航定位精度，出现了多种组合导航的通讯导论•利用通讯导论•进一步突出捷联式惯性导航系统结构简单、可靠GPS/INS优点导航与通讯导论•GPS/INS非耦合方式GPS/INS系统结构导航与通讯导论非耦合方式松耦合GPS/INS系统结构导航与通讯导论松耦合方式通讯导论•系统导航解至通讯导论紧耦合方式GPS/INS系统结构导航与通讯导论紧耦合方式GPS/INS应用实例导航与通讯导论•高精度导航与通讯导论本章内容•概述AGPS导航与通讯导论MSC AGPS服务器GPS/INU/DM组合导航系统导航与通讯导论•GPS/INU/DM(Global Positioning System/ InertialGPS/DR组合导航系统导航与通讯导论•DR (Dead Reckoning)组合导航系统导航与通讯导论INS/GPS/Odometer•INS/GPS/Odometer。
全球四大卫星导航系统介绍分析3-4分解
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
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。
GPS功用
• 陆地应用
– 车辆导航 – 应急反应 – 大气物理观测 – 资源勘探 – 工程测量 – 变形监测 – 市政规划
• 海洋应用
– 远洋船最佳航程航线测定 – 船只实时调度与导航
– 水文地质测量
• 航空航天
– 飞机导航
– 低轨卫星定轨 – 导弹制导
汽车导航系统
• 是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新 型技术
GLONASS卫星导航系统
简介 格洛纳斯GLONASS”是俄语中“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的缩写。作用类似于美国的GPS、 欧洲的伽利略卫星定位系统。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。 格洛纳斯的正式组网比GPS还早， 这也是美国加快GPS建设的 重要原因之一。不过苏联的解体让格洛纳斯受到很大影响，正 常运行卫星数量大减，甚至无法为为俄罗斯本土提供全面导航 服务，更不要说和GPS竞争。到了21世纪初随着俄罗斯经济的 好转，格洛纳斯也开始恢复元气，推出了格洛纳斯-M和更现 代化的格洛纳斯-K卫星更新星座。
北斗卫星导航系统PPT课件
国腾电子
2011-6
1
发展之路
2019/12/31
3
一、世界卫星导航发展中的北斗
（一）竞相发展的全球卫星导航系统 （二）北斗对中国的贡献 （三）北斗对世界的贡献
2019/12/31
4
（一）竞相发展的全球卫星导航系统
美国GPS
俄罗斯GLONASS
中国北斗
欧盟伽利略
1、系统状态：四大系统卫星在轨数量变化情况
2019/12/31
48
3、推动应用价值创新，提升应用效用
充分发挥卫星导航与其他信息产业间互 补、融合、增值的特点，创新应用价值，提 升应用效果，成为我国经济社会增收增效的 “新引擎”。
2019/12/31
49
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）面向世界的北斗
1254.61 MHz
M-Code BOC(10,5)
1227.6MHz
L2C BPSK(1)
1207.14MHz
E5b-I BPSK(10)
1278.75MHz
E6B: BPSK(5)
E6A: BOCc(10,5）
E5a-Q BPSK(10)
1176.45MHz
B2-A P (OS) BPSK(10)
2019/12/31
18
1、新增导航频率资源，开辟新的发展空间
卫星导航L频段
2000年世界无线电通信大会
1164MHz 1215MHz 1260MHz1300MHz
1559MHz 1610MHz
新增
新增
1164MHz 1215MHz 1260MHz1300MHz
1559MHz 1610MHz
GNSS的BOC调制及其仿真
第2期
贺成艳等：GNSS 的 BOC 调制及其仿真
135
2）BOC 调制具有更好的相关函数性能。其相关函数相对相同码速率的 BPSK（binary phase shift keying） 方式更陡峭，从而具有更高的码跟踪精度和更好的多径分辨能力。
1 BOC 调制技术原理
二进制偏移载波（BOC）调制是以一个方波作为子载波，对卫星产生的码信号辅助调制，之后再调
图 3 基于 Matlab 编程的 BOC 调制仿真框图
3.2 仿真结果
3.2.1 时域仿真
根据前面介绍的 BOC 调制原理，以 MBOC 为例仿真出了 CBOC 和 TMBOC 两种调制方式的波形，见 图 4 和图 5。比较 CBOC 与 TMBOC 可知，CBOC 是将 BOC(1,1)和 BOC(6,1)的副载波进行线性叠加，而 TMBOC 则是基于时分的，也即只是在某些特定的位置进行 BOC(6,1)调制而在其他处则进行 BOC(1,1)调制。比较图 4 和图 5 中的副载波波形图就可以很容易地看出它们之间的主要区别了。这种情况是对于导频信道的功率 占总能量的 75%而数据信道占 25%时的 TMBOC 的一个实际应用。此时，数据信道都用的是 BOC(1,1)扩频 码，导频信道的每 33 个扩频符号中的第 1，5，7，30 位置处用 BOC(6,1)扩频码而在其余处都用 BOC(1,1) 扩频码。
天线
功率放大 上变频
BOC调制 基带信号
3.1 BOC 调制与仿真原理
由图 1（BOC 调制的原理图）可以看出，BOC 调制过程首先是用扩频码与信息码进行模 2 加，得到 的结果再与方波副载波进行模 2 加。于是 BOC 调制的 Simulink 建模[7]如图 2 所示。
卫星导航系统抗干扰问题研究
卫星导航系统抗干扰问题研究张浩;靳一恒;吕婷婷【摘要】Aiming to deal with the vulnerability of the satellite navigation system, this article made a comprehensive study about its anti-jamming technology, which focusing on in-troducing and analyzing the anti-jamming technology of receiver antenna, radio frequency (RF) front-end, baseband processing unit and the adaptive filter technology .The types of repressible jamming signals, anti-interference principles, and development status of current anti-jamming techniques were also reviewed .Research hotspots and problems of anti-jam-ming techniques for narrow band interference, broadband interference, and multipath inter-ference were summarized and the development tends of anti-jamming technology were dis-cussed.%针对卫星导航系统的脆弱性和干扰来源，对卫星导航系统的抗干扰技术进行了研究，重点对接收机天线、射频前端、基带处理三大模块的抗干扰技术以及自适应滤波技术进行介绍和分析，对各类抗干扰技术所能抑制的干扰类型、抗干扰原理、发展状况进行阐述。
卫星定位导航系统原理及应用串讲课件
39
GPS卫星信号结构---载波
作用
搭载其它调制信号 测距
L1
19.03c m
测定多普勒频移
L2
类型
24.42c m
目前
L1 – 频率： 154f0 = 1575.43MHz；波长：19.03cm L2 – 频率： 120f0 = 1227.60MHz；波长：24.42cm
4
GPS系统的特点
第三，实时定位
利用GPS导航，可以实时地确定运动目 标的三维位置和速度，由此既可保障运动载 体沿预定航线运行，也可实时监测和修正航 行路线，选择最佳航线。
5
美国政府的GPS政策
美国政府在GPS设计中计划提供两种服务: 一种为精密定位服务（PPS），利用P码进行定位，只提
供给本国及其盟国的军方和得到特许的民间用户使用， 估计其定位精度为10m。 另一种为标准定位服务(SPS)，利用C/A码定位，提供给 民间用户使用。由于C/A码作为捕获P码之前的前导码， 是一种粗捕获的明码，因此估计SPS的定位精度约为 400m。
x=F1(B，L) y=F2(B，L) 由于椭球面是一个曲面，我们不可能把它铺展成 一个平面而不产生某种褶皱和破裂，也就是不可 能把整个椭球面或其一部分曲面毫无变形地表示 在一个平面上，因此无论对投影函数F1和F2选得 如何妥当，总是不可避免地产生变形。
21
地图投影的分类
按其变形性质分： 等角投影：投影后，地图上任意两相交短线之间的夹角 保持不变。 等面积投影：投影后，地图上面积大小保持正确的比例 关系。 等距投影：投影后，地图上从某一中心点到其它点的距 离保持不变。 方位投影：投影后，地图上表示的任一点到某一中心点 的方位角保持不变。
GNSS北斗卫星导航系统简介
暨第三届中国卫星导航学术年会汇报
汇报人：吴忠谦
LOGO
概要
简介 系统 应用 成果
GNSS
GNSS（Global Navigation Satellite System）是全球卫星导航系统的总称。四 大卫星系统为代表的各种现存和正在开发建 设的卫星系统。 中国的“北斗”（BEIDOU）、 美国的GPS、 俄罗斯的“格洛纳斯”（GLONASS） 欧盟的“伽利略”（GALILEO）
北斗卫星导航系统简介
（一）概述
空间段 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 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
北斗卫星导航系统简介
（二）发展历程
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。 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。
应用
个人位置服务 气象应用 道路交通管理 铁路智能交通 海运和水运 航空运输 特殊货物运输监管 应急救援 精密授时 精细农业 。。。
应用
气象领域
第一：将灾害性天气信息及时发布到群众中去 第二：提高我国的天气预报水平。 按照规划，将在中国气象局120个高空台站、2400个地面观测台站、 100多个沿海的海洋气象观测站推广北斗探空、北斗水汽观测、海风 海浪观测；在我国2400多个县、3万个乡来建设北斗气象灾害预警发 布平台。通过这些建设，北斗卫星导航系统将会在气象的关键业务领域 观测和预警信息发布方面占有绝对的地位，总的产业规模一方面体现在 对社会服务的效益和公益方面，一方面体现在为我国的一些厂家提供气 象设备的市场。
北斗卫星导航系统及其它卫星系统简介
北斗卫星导航系统及其它卫星系统简介作者：邱中军来源：《科技资讯》2012年第36期摘要：本文主要介绍了北斗、GPS、伽利略、格洛纳斯四种卫星导航系统的各自特点及主要应用。
关键词：GNSS GPS 北斗伽利略格洛纳斯中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0027-01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。
与美国GPS、俄罗斯格洛纳斯（GLONASS）、欧盟伽利略（GALILEO）系统并称全球卫星定位导航系统，英文简称GNSS[2]。
1 北斗卫星导航系统服务北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，包括开放服务和授权服务两种方式。
开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10 m，测速精度0.2 m/s，授时精度10 ns。
授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。
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。
中国以后生产定位服务设备的产商，都将会提供对GPS和北斗系统的支持，会提高定位的精确度。
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；2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。
2 北斗卫星导航系统特色北斗导航终端与GPS、“伽利略”和“格洛纳斯”相比，优势在于短信服务和导航结合，增加了通讯功能；北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，可以达到一次传送多达120个汉字的信息。
向全世界提供的服务都是免费的，在提供无源定位导航和授时等服务时，用户数量没有限制，且与GPS兼容；北斗的用户终端实际是具有收发功能，而GPS只具有接收功能，它通过接收才知道位置，而北斗是具有收发功能，它的定位需要发射然后再得到位置，同时它的位置可能传给你也可以传给关心你的人，实际上北斗是具有一个定位和通信双重功能的设备。
卫星导航电文讲解
卫星导航电文讲解本文内容大纲如下：∙GPS信号讲解∙GPS的导航电文讲解∙GLONASS信号∙GLONASS信号构成∙GLONASS导航电文∙Galileo信号∙Galileo 信号构成∙Galileo导航电文∙北斗∙北斗信号构成∙北斗导航电文●GPS信号讲解GPS卫星传输的信号主要由三个部分组成：∙载波∙测距码(伪随机码)∙导航电文每颗卫星使用两种不同的测距码来对导航电文进行扩频：∙粗略码(C/A)，也称为民码，免费提供给全球用户使用，∙精细码(P)，也称为军码，主要用于政府和军事机构中的高精度应用。
∙C/A码是长度为1,023 比特的伪随机码，传输速率为1.023 Mbps，即每毫秒重复一次。
GPS 系统采用码分多址技术，每颗卫星使用不同C/A 码，在同一频率上传输信号，接收机通过对C/A码的识别来确定信号来自哪颗卫星。
∙P码是码长为6.1871 x 1012 比特的伪随机码，传输速率为10.23 Mbps，P码的周期很长，每周重复一次。
自1994年起，为了反电子欺骗，P码被W码加密得到Y码，通常称为P (Y)码，仅限于军事应用。
导航电文，经测距码扩频后，调制到射频载波上。
L1 载波1575.42 MHz 频带上同时调制了C/A和P(Y)码信号。
L2载波1227.6 MHz 频带上只调制了P(Y)码信号。
●GPS的导航电文讲解导航电文由一个含有37,500比特的主帧组成，传输速率为50bps，电文的传送时间为12.5 min。
主帧分成25个页面或帧，每帧由5个子帧构成，包括时间和钟差改正数、卫星健康状况、当前卫星的星历或精密的轨道信息、以及一部分历书(包含所有卫星粗略轨道信息)。
接收机接收每颗卫星的星历数据，来确定卫星的位置。
它还需要传输时间和钟差改正数来计算伪距，进而确定接收机的位置。
这些信息在前三个子帧中传输，接收机至少需要16秒(在最坏情况下是30秒)来获取这些必要信息。
GPS的导航电文以帧的形式编排为比特流，每一帧为1500比特，这1500比特又分为5个子帧，每个子帧为300比特。