GNSS測量定位技術(shù)理論知識第三講北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)概述主講：周建鄭1授課內(nèi)容一、建設(shè)原則二、系統(tǒng)構(gòu)成三、覆蓋范圍四、坐標系統(tǒng)五、時間系統(tǒng)六、定位原理七、系統(tǒng)功能2一、建設(shè)原則

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展，以應(yīng)用推廣和產(chǎn)業(yè)發(fā)展為根本目標，不僅要建成系統(tǒng)，更要用好系統(tǒng)，強調(diào)質(zhì)量、安全、應(yīng)用、效益，遵循以下建設(shè)原則：1.開放性。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設(shè)、發(fā)展和應(yīng)用將對全世界開放，為全球用戶提供高質(zhì)量的免費服務(wù)，積極與世界各國開展廣泛而深入的交流與合作，促進各衛(wèi)星導航系統(tǒng)間的兼容與互操作，推動衛(wèi)星導航技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2.自主性。中國將自主建設(shè)和運行北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)可獨立為全球用戶提供服務(wù)。3二、系統(tǒng)構(gòu)成第一步——北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)北斗第一階段42000年以來，成功發(fā)射3顆GEO衛(wèi)星，建成北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠提供基本的定位、授時和短報文通信服務(wù)。2000年10月31日140E2000年12月21日80E2003年5月25日110.5E4北斗一號系統(tǒng)組成

部分組件地面中心控制系統(tǒng)1個配有電子高程圖的地面中心、網(wǎng)管中心，測軌站、測高站和數(shù)十個分布在全國的地面參考站空間部分兩顆經(jīng)差為60度的地球靜止衛(wèi)星、一顆備用衛(wèi)星，衛(wèi)星高度為36000km用戶終端帶有定向天線的收發(fā)器5作為全球系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)首先在2012年左右覆蓋亞太地區(qū)，并將在2020年前覆蓋全球。

北斗系統(tǒng)第二階段北斗系統(tǒng)第三階段2012年左右2020年前第二步——全球系統(tǒng)6二、系統(tǒng)構(gòu)成6北斗二號系統(tǒng)部分組件作用地面中心控制系統(tǒng)同北斗一號監(jiān)測、調(diào)控空間部分5顆GEO+5顆IGSO+4顆MEO3顆GEO位于84oE，140oE和160oE；3顆IGSO,位于118oE,傾斜角55o播發(fā)測距碼和導航電文用戶終端接收機3D定位；對GPS和BD系統(tǒng)自身的增強；短消息通訊。7三、覆蓋范圍北斗導航系統(tǒng)是覆蓋中國本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，覆蓋范圍東經(jīng)約70°~140°，北緯5°~55°。北斗衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)對東南亞實現(xiàn)全覆蓋。8四、坐標系統(tǒng)-CGCS2000ZXYIERS首子午面赤道面0,0,0IERS極定義：符合IERS條件橢球常數(shù)：長半軸：

a=6378137.0m扁率：

f=1/298.257222101地心引力常數(shù)：

GM=3986004.418108m3s-2地球角速度：

=7292115.010-11rads-19

CGCS2000通過國家GPS大地網(wǎng)的2500多點的坐標和速度（歷元2000.0）實現(xiàn)，其實現(xiàn)精度：坐標cm級；速度精度：mm/yr級。四、坐標系統(tǒng)-CGCS200010北斗的監(jiān)測站通過GPS聯(lián)測納入CGCS2000坐標系。衛(wèi)星定軌計算用監(jiān)測站的坐標。用戶用軌道數(shù)據(jù)進行定位和導航，得到CGCS2000坐標。監(jiān)測站GPS聯(lián)測監(jiān)測站坐標衛(wèi)星軌道用戶導航定位四、坐標系統(tǒng)-CGCS200011五、時間系統(tǒng)12北斗時（BDT）溯源到協(xié)調(diào)世界時UTC（NTSC），與UTC的時間偏差小于100納秒。BDT的起算歷元時間是2006年1月1日零時零分零秒（UTC）。BDT與GPS時和Galileo時的互操作在北斗設(shè)計時間系統(tǒng)時已經(jīng)考慮，BDT與GPS時和Galileo時的時差將會被監(jiān)測和發(fā)播。12六、定位原理

衛(wèi)星至用戶間的距離測量是基于衛(wèi)星信號的發(fā)射時間與到達接收機的時間之差，稱為偽距。為了計算用戶的三維位置和接收機時鐘偏差，偽距測量要求至少接收來自4顆衛(wèi)星的信號。

由于衛(wèi)星運行軌道、衛(wèi)星時鐘存在誤差，大氣對流層、電離層對信號的影響，使得民用的定位精度只有數(shù)十米量級。為提高定位精度，普遍采用差分定位技術(shù)（如DGPS、DGNSS），建立地面基準站(差分臺)進行衛(wèi)星觀測，利用已知的基準站精確坐標，與觀測值進行比較，從而得出一修正數(shù)，并對外發(fā)布。接收機收到該修正數(shù)后，與自身的觀測值進行比較，消去大部分誤差，得到一個比較準確的位置。13七、系統(tǒng)功能短報文通信：北斗系統(tǒng)用戶終端具有雙向報文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個漢字的短報文信息?？梢赃_到一次傳送達120個漢字的信息。在遠洋航行中有重要的應(yīng)用價值。精密授時：北斗系統(tǒng)具有精密授時功能，可向用