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關於北鬥(ZT)

(2010-05-21 19:06:48) 下一個

(一)全球四大衛星定位係統:

  美國全球定位係統(GPS)。包括繞地球運行的24顆衛星,它們均勻地分布在6個軌道上。每顆衛星距離地麵約1.7萬公裏,能連續發射一定頻率的無線電信號。隻要持有便攜式信號接收儀,無論身處陸地、海上還是空中,都能收到衛星發出的特定信號。

  歐洲“伽利略”係統。與美國的GPS相比,伽利略係統的衛星數量多達30顆,美國目前還隻有24顆;“伽利略”更多用於民用,最高精度比美國GPS高10倍。如果說GPS隻能找到街道,“伽利略”則可找到車庫門。

  俄羅斯“格洛納斯”係統。俄羅斯在今年初發射了3顆“格洛納斯-M”衛星,目前在軌正常工作衛星21顆。該係統已於1993年開始服役,2009年開始俄羅斯境內衛星定位及導航服務。到2010年年底前,其服務範圍將拓展到全球。

  中國北鬥衛星導航係統。其空間段將由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成,提供開放服務和授權服務。到2012年滿足中國及周邊地區用戶對衛星導航係統需求,逐步擴展為全球衛星導航係統。

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(二)北鬥衛星導航係統(BD、Beidou):
  由中國研發的
衛星導航係統,包括北鬥一號北鬥二號的2代係統。北鬥一號是一個已投入使用的區域性衛星導航係統[1],北鬥二號則是一個正在建設中的全球衛星導航係統.

北鬥一號由三顆(兩顆工作衛星、一顆備用衛星)北鬥定位衛星、地麵控製中心為主的地麵部分、與北鬥用戶終端三部分組成。北鬥衛星導航定位係統可向用戶提供全天候、二十四小時的即時定位服務。定位精度可達數十
納秒的同步精度,其精度與GPS相當。

北鬥一號導航定位衛星的發射時間分別為:

北鬥二號導航定位衛星的發射時間分別為:
1.
2007年4月14日4時11分,一顆北鬥導航衛星(M1)從西昌衛星發射中心被用“長征三號甲”運載火箭送入太空。

2.
2009年4月15日,北鬥G2由長征三號丙火箭順利發射,位於地球同步靜止軌道

3.
2010年1月17日,西昌衛星發射中心用長征三號丙運載火箭發射第三顆北鬥導航衛星(G1).
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 (三)北鬥一號與GPS係統比較:

1.覆蓋範圍:北鬥導航係統是覆蓋中國本土的區域導航係統。覆蓋範圍東經約70°-140°,北緯5°-55°。GPS是覆蓋全球的全天候導航係統,能夠確保地球上任何地點、任何時間能同時觀測到6-9顆衛星(實際上最多能觀測到11顆).

2.衛星數量和軌道特性:北鬥導航係統是在
地球赤道平麵上設置2顆地球同步衛星,衛星的赤道角距約60°。GPS是在6個軌道平麵上設置24顆衛星,軌道赤道傾角55°,軌道麵赤道角距60°。GPS導航衛星軌道為準同步軌道,繞地球一周11小時58分。

3.定位原理:北鬥導航係統是主動式雙向測距二維導航。地麵中心控製係統解算,供用戶三維定位數據。GPS是被動式偽碼單向測距三維導航。由用戶設備獨立解算自己三維定位數據。“北鬥一號”的這種工作原理帶來兩個方麵的問題,一是用戶定位的同時失去了無線電隱蔽性,這在軍事上相當不利,另一方麵由於設備必須包含發射機,因此在體積、重量上、價格和功耗方麵處於不利的地位。

4.定位精度:北鬥導航係統三維定位精度約幾十米,授時精度約100ns。GPS三維定位精度P碼目前己由16m提高到6m,C/A碼目前己由25-100m提高到12m,授時精度目前約20ns。

5.用戶容量:北鬥導航係統由於是主動雙向測距的詢問--應答係統,用戶設備與地球同步衛星之間不僅要接收地麵中心控製係統的詢問信號,還要求用戶設備向同步衛星發射應答信號,這樣,係統的用戶容量取決於用戶允許的信道阻塞率、詢問信號速率和用戶的響應頻率。因此,北鬥導航係統的用戶設備容量是有限的。GPS 是單向測距係統,用戶設備隻要接收導航衛星發出的導航電文即可進行測距定位,因此GPS的用戶設備容量是無限的。

6.生存能力:和所有導航定位衛星係統一樣,“北鬥一號”基於中心控製係統和衛星的工作,但是“北鬥一號”對中心控製係統的依賴性明顯要大很多,因為定位解算在那裏而不是由用戶設備完成的。為了彌補這種係統易損性,GPS正在發展星際橫向數據鏈技術,使萬一主控站被毀後GPS衛星可以獨立運行。而“北鬥一號” 係統從原理上排除了這種可能性,一旦中心控製係統受損,係統就不能繼續工作了。

7.實時性:“北鬥一號”用戶的定位申請要送回中心控製係統,中心控製係統解算出用戶的三維位置數據之後再發回用戶,其間要經過地球靜止衛星走一個來回,再加上衛星轉發,中心控製係統的處理,時間延遲就更長了,因此對於高速運動體,就加大了定位的誤差。此外,“北鬥一號”衛星導航係統也有一些自身的特點,其具備的短信通訊功能就是GPS所不具備的。

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 (四) 北鬥衛星導航係統發展:
北鬥係統分三步走: 第一步是搞三顆星,都在同步軌道上;第二步就是要搞區域性的係統,需要13顆到15顆衛星,估計一兩年就能完成任務;第三步:
到2020年左右,北鬥衛星導航係統將成為一個由30多顆衛星、地麵端和各類用戶終端構成的大型航天係統, 實現全球覆蓋 .




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