淺談北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)我國“3S”技術(shù)的影響
1引言
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),是中國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(CNSS),是除美國的GPS、俄羅斯的GLONASS之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。到2012年將建成覆蓋我國和周邊區(qū)域的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),到2020年將建成由5顆靜止軌道和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組網(wǎng)形成的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),形成全球覆蓋能力。
北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)由兩顆地球靜止衛(wèi)星(800E和1400E)、一顆在軌備份衛(wèi)星(110.50E)、中心控制系統(tǒng)、標(biāo)校系統(tǒng)和各類用戶機(jī)等部分組成。系統(tǒng)的工作過程是:首先由中心控制系統(tǒng)向衛(wèi)星Ⅰ和衛(wèi)星 Ⅱ同時(shí)發(fā)送詢問信號(hào),徑衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器項(xiàng)服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶廣播。用戶響應(yīng)其中一顆衛(wèi)星的詢問信號(hào),并同時(shí)向兩顆衛(wèi)星發(fā)送響應(yīng)信號(hào),徑衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)。中心控制系統(tǒng)接收并解調(diào)用戶發(fā)來的信號(hào),然后根據(jù)用的申請(qǐng)服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。 對(duì)定位申請(qǐng),中心控制系統(tǒng)測出兩個(gè)時(shí)間延遲:即從中心控制系統(tǒng)發(fā)出詢問信號(hào),經(jīng)某一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)用戶,用戶發(fā)出定位響應(yīng)信號(hào),經(jīng)同一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲;和從中心控制發(fā)出詢問信號(hào),經(jīng)上述同一衛(wèi)星到達(dá)用戶,用戶發(fā)出響應(yīng)信號(hào),經(jīng)另一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲。由于中心控制系統(tǒng)和兩顆衛(wèi)星的位置均是已知的,因此由上面兩個(gè)延遲量可以算出用戶到第一顆衛(wèi)星的距離,以及用戶到兩顆衛(wèi)星距離之和,從而知道用戶處于一個(gè)以第一顆衛(wèi)星為球心的一個(gè)球面,和以兩顆衛(wèi)星為焦點(diǎn)的橢球面之間的交線上。另外中心控制系統(tǒng)從存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)字化地形圖查尋到用戶高程值,又可知道用戶出于某一與地球基準(zhǔn)橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統(tǒng)可最終計(jì)算出用戶所在點(diǎn)的三維坐標(biāo),這個(gè)坐標(biāo)經(jīng)加密由出站信號(hào)發(fā)送給用戶。
北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)覆蓋范圍是北緯5°~55°,東經(jīng)70°~140°之間的心臟地區(qū),上大下小,最寬處在北緯35°左右。其定位精度為水平精度
由于在定位時(shí)需要用戶終端向定位衛(wèi)星發(fā)送定位信號(hào),由信號(hào)到達(dá)定位衛(wèi)星時(shí)間的差值計(jì)算用戶位置,所以被稱為“有源定位”。
建成后的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將具備快速定位,短報(bào)文通信,精密授時(shí)等三大功能,對(duì)于我國“3S”技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
2北斗對(duì)我國“3S”技術(shù)影響
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