卫星导航系统简介

北斗卫星导航系统BDS（中国）系统简介北斗卫星导航系统（北斗（COMPASS）导航卫星系统）是中国正在实施的全球卫星导航系统的独立研发和独立运营，简称BDS. [1-2]它与美国GPS的全球GPS导航系统，的Glonas和欧盟的伽利略系统兼容，被称为世界四大卫星导航系统. 北斗卫星导航系统将从2011年12月27日开始提供连续的导航定位和授时服务. 北斗卫星导航系统由空间，地面和用户三部分组成. 太空末端包括5颗对地静止卫星和30颗非对地静止卫星. 地面侧包括几个地面站，例如主控站，注入站和监视站. 用户终端由北斗用户终端和与其他卫星导航系统兼容的终端组成，例如美国GPS，俄语“ GLONASS”和欧盟“ GALILEO”. 中国已经成功发射了四颗北斗导航卫星和16颗北斗导航卫星（北斗1A已经完成任务），并将逐步扩展到基于系统联网和测试的全球卫星导航系统. 北斗卫星导航系统的建设目标是建立一个独立，开放，兼容，技术先进，稳定可靠的导航系统，覆盖全球. 北斗卫星导航系统促进了卫星导航产业链的形成，形成了完整的国家卫星导航应用产业支持，促进和保障体系，并促进了卫星导航在国民经济和社会各个行业的广泛应用.

该系统可以为世界各地的用户提供全天候，全天候的高精度，高可靠性的定位，导航和计时服务，还具有短消息通信功能. [3]将来，中国的定位服务设备制造商将为GPS和北斗系统提供支持，这将提高定位的准确性. 北斗系统特有的短消息服务功能将收费. 此功能的实用性尚待观察. 从2011年12月27日起，它开始向中国及周边地区提供持续的导航，定位和计时服务. 从2012年12月27日开始，北斗系统将继续为北斗卫星导航测试系统提供主动定位，双向定时和短消息通信服务，并正式向亚洲大部分地区提供连续的被动定位，导航和定时服务. -太平洋地区. 制度与GPS一样免费. [1-2]北斗卫星系统已完全覆盖. 北斗卫星导航系统使用码分多址技术，与全球定位系统和伽利略定位系统一致，与GLONASS系统的频分多址技术不同. 与二者相比，码分多址具有更高的频谱利用率. 在L频段的频谱资源非常有限的情况下，这是选择码分多址的更合适的方法. 另外，码分多址的抗干扰性能以及与其他卫星导航系统的兼容性更好. 北斗卫星导航系统的官方公告在L波段和S波段发送导航信号，在L波段的B1，B2，B3频率在现场发送服务信号，包括开放信号和需要授权的信号.

？ B1频率: 1559.052MHz-1591.788MHz B2频率: 1166.220MHz-1217.370MHz B3频率: 1250.618MHz-1286.423MHz 2007年，北斗M1卫星发射后，以红色检测到. 信号在与伽利略定位系统使用或计划使用的波段相同的波段. 国际电信联盟已为北斗卫星导航系统分配了四个频段，分别为E1（1590MHz），E2（1561MHz），E6（1269MHz）和E5B（1207MHz），这与该频段使用或计划使用的频段相吻合. 伽利略定位系统. 但是，根据国际电信联盟的频带先到先服务的政策，如果首先使用北斗系统，则优先使用相应的频带. 2007年，中国发射了北斗M1，然后在相应的频带中检测到信号: B1 1561.098MHz±2.046MHz，1589.742MHz，1207.14MHz±12MHz，1268.52MHz±12MHz，以上频带和伽利略定位系统计划使用这些频段与全球卫星定位系统L频段的一小部分重合. 北斗M1是一颗实验卫星，用于测试和验证所发射的信号，并且可以根据抢占的原则确定使用相应频率的权利.

北斗M1卫星在E2，E5B和E6频带中传输信号. 传输的信号分为两种，分别称为“ I”和“ Q”. “ I”信号的代码较短，可以用于开放式服务（民用），而“ Q”信号的代码较长，可以更抗干扰，并且可以用于授权. 服务（军事）. 北斗M1发射后，法国，美国和其他国家的工程师开始研究该信号. 研究人员包括高兴新，这在中国引起了热烈的讨论. 她和她的团队分析了北斗M1卫星的民码信道编码方法，并将其公开. 但是，其研究内容与军事法规的安全性无关. 实际上，全球定位系统和伽利略定位系统的民法典也已被破解. 全球定位系统GPS（美国）GPS是英语“全球定位系统”（Global Positioning System）的缩写. GPS于1958年作为美国军方的一个项目开始使用，并于1964年投入使用. 在1970年代，美国陆军，海军和空军联合开发了新一代的卫星定位系统GPS. 主要目的是为陆，海，空三大领域提供实时，全天候和全球导航服务. 它也用于军事目的，例如情报收集，核爆炸监视和紧急通信. 经过20多年的研究和实验，它耗资300亿美元. 到1994年，已经部署了24个GPS卫星星座，全球覆盖率达到98％.

GPS导航系统是一种导航和定位系统，它基于世界各地的24颗定位卫星，可以全天候为世界各地提供三维位置，三维速度和其他信息. 它由三部分组成，一是地面控制部分，由主控站，地面天线，监控站和通信辅助系统组成. 第二个是空间部分，由24个卫星组成，分布在6个轨道平面上. 第三部分是用户设备部分，由GPS和卫星天线组成. 平民定位精度可以达到10米. GPS L1的载波频率为1575.42Mhz，载波功率约为43dbm. 到达地面的功率仅为-135dbm. 格洛纳斯（苏联/）“格洛纳斯”是俄语中“全球导航卫星系统”的缩写，最早是在苏联时期开发的，将继续执行该计划. 仅在1993年就开始建立自己的全球卫星导航系统. 根据计划，该系统将在2007年底之前开始运行，届时将仅在开放卫星定位和导航服务. 到2009年底，其服务范围将扩展到全球. 该系统的主要服务内容包括确定陆地，海洋和空中目标的坐标和移动速度信息. 使用两频信号. Glonas项目是苏联于1976年发起的项目. 将使用24颗卫星实施Glonas系统. 全球定位服务可以提供高精度的三维空间和速度信息，还可以提供时间服务.

根据设计，GLONASS卫星由24颗处于中等轨道的卫星组成，其中包括21颗工作星和3颗备用星，分布在3个圆形轨道表面上，轨道高度为19100公里，倾角为64.8°. 与GPS系统不同，GLONASS系统使用频分多址（FDMA）. 每个GLONASS卫星广播两个信号L1和L2. 具体地，频率为L1 = 1602 + 0.5625 * k（MHz）和L2 = 1246 + 0.4375 * k（MHz），其中k为1-24是每颗卫星的频率数，并且同一颗卫星满足L1 / L2 = 9/7. GLONASS系统的设计定位精度为95米gps卫星组网系统组成，水平方向为100米，垂直方向为150米. GLONASS空间星座由24颗卫星组成. 有六种类型的卫星: BlockⅠ，BlockⅡa，BlockⅡb，BlockⅡ和正在开发的下一代改进卫星GLONASS-MⅠ和GLONASS-MⅡ. 每个GLONASS卫星在L波段上发送两个载波信号L1和L2. 民用代码仅在L1上调制，而军用代码在双频（L-1和L2）上调制. GLONASS使用频分多址（FDMA）区分卫星信号. 变频方案GLONASS采用分频系统，24个卫星L1信号的总带宽为1602〜1615.5±0.51MHz.

很明显，该频段的高端频率与传统的射电天文频段（1610.6〜1613.8MHz）重叠. 此外，ITU WARC-92还决定将1016-1626.5MHz频段分配给低地球轨道（LEO）移动通信卫星. 因此，要求GLONASS改变频率，即放弃高端频率. 1993年9月，做出回应，决定在同一轨道表面（即地球的相对两侧）上相隔180°的两颗卫星使用同一信道. 因此，在仍然保持频分多址的同时，系统中的信道总数可以减少一半，从而可以放弃高端频率. 应当指出，在频率转换计划的第一阶段和第二阶段中，不排除使用新发射卫星上的-7至+4频道，并安装滤波器以去除1610.6至1613.8 MHz和（阶段III及更高版本重新安装了发射卫星）1060〜1670MHz滤波器，以消除强烈的带外干扰. 另外，为了保持L2和L1之间的间隔，频率改变计划还包括对L2信号的频率的相应改变（根据L2 / L1 ＝ 7/9）. 在1996年12月的有关会议上，美国代表要求加快执行GLONASS频率变更计划，并希望能在2000年完成该计划. 代表仍然坚持认为原计划不可更改. ，因为更改计划受到升级卫星和其他设备的限制.

解决GLONASS信号与其他电子系统之间干扰的另一种有效方法是使GLONASS使用码分多址（CDMA）作为GPS，即所有卫星都使用相同的传输频率，这可能非常接近GPS或仅使用GPS频率. 这样，可以大大改善两个系统的兼容性问题，并且可以使某些干扰问题最小化. 据报道，美国罗克韦尔公司决定协助改进GLONASS. 一种是将GLONASS的频率更改为GPS的频率gps卫星组网系统组成，这在世界范围内都非常方便民用. 该计划将耗资470万美元. 伽利略卫星导航系统（欧洲）伽利略卫星导航系统（伽利略卫星导航系统）民用方面: GLONASS: L1 = 1602 + 0.5625 * k（MHz）和L2 = 1246 + 0.4375 * k（MHz）GPS: L1: 1575.42 + / -10 MHz L2: 1227.60 +/- 10 MHz单频接收机只能接收L1载波信号，测量载波相位观测值以进行定位. 由于无法有效消除电离层延迟的影响，因此单频接收机仅适用于基线较短（<15 km）的精确定位. 双频接收机可以同时接收L1和L2载波信号. 双频引起的电离层延迟差异可以消除电离层对电磁波信号延迟的影响，因此双频可用于长达数千公里的精确定位.

北斗: B1: 1561.098 B2: 1207.14 L1 / L2 = 9 / 71561.098 MHz（B1），1589.742 MHz（B1-2），1207.14 MHz（B2），1268.52 MHz（B3）每个载波信号都是正交的调制公共范围代码（I分支）和精确测距代码（Q分支）. 卫星通过不同的地址码（CDMA）进行区分. 伽利略: 1589.74 MHz（E1: 1587-1591），1561.1 MHz（E2: 1559-1563），1278.75 MHz（E6），1176.45 MHz（E5a），1207.14（E5b）从上面可以看出，伽利略的频率与北斗几乎相同重合！ ！但是，考虑到一定的带宽和CDMA调制模式，信号可以共存. 北斗航海建设规划: 直到年度星座发射）2012 5GEO + 5IGSO + 4MEO信号（实际（区域性服务）主要是COMPASS Phase（CP）II信号2020 5GEO + 3IGSO + 27MEO（全球服务）主要CP III信号CP II: B1， B2和B3如下分量载波频率（MHz）速率（cps）B1（I）笔B1（Q）PSK B2（I）打开B2（Q）PSK B3授权CP III: B1，B2和B3如下分量载波频率（MHz）芯片速率（cps）数据/符号速率1207.14授权1268.52 10.23 24 QPSK 10.23 24 Q 1561.098授权1207.14 2.046 24 QPSK 2.046 4.092 Q带宽（MHz）1561.098 ChipModulation Type服务类型2.046 4.092 QPSK O（bps / sps）调制类型服务类型B1-Cd 1575.42 MBOC（6,1,1 / 11）打开B1-Cp 1575.42 MBOC（6,1,1 / 11）打开B1-A 1575.42 2.046 50/100 1.023否1.023 50 / 100BOC（14， 2）B2aD授权1191.795 10.23 25/50 AltBOC（15,10）开放B2aP 1191.795 AltBOC（15,10）开放B2bD 1191.795 AltBOC（15,10）开放B2bP 1191.795 AltBOC（15,10）开放B3 1268.52 QPSK（10）B3 -广告授权12 68.52 BOC（15,2.5）B3-AP 1268.52 BOC（15,2.5）授权授权2.5575否2.5575 50/100 10.23 500bps 10.23否10.23 50/100 10.23否北斗导航系统性能指标（免费使用）开放服务: 免费且开放对用户的定位精度: 10 m定时精度: 20 ns速度精度: 0.2 m / s

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