世界上有多少卫星导航系统?
1,美国GPS卫星定位系统
2.欧洲的伽利略卫星定位系统。
3.俄罗斯GLONASS卫星定位系统。
4.中国的北斗卫星定位系统。
1,生成背景
全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要用途是为陆、海、空提供实时、全天候和全球导航服务,并用于情报收集、核爆炸监测和应急通信等一些军事用途。它是美国全球主导战略的重要组成部分。经过20多年的研究和实验,耗资300亿美元。到1994年3月,已经布设了24个全球覆盖率达98%的GPS卫星星座。
2.系统结构?
经过20多年的实践证明,GPS系统是一种高精度、全天候、全球多功能的无线电导航、定位和授时系统。GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多模式的国际高技术产业。GPS系统由三部分组成:空间部分、地面测控部分和用户设备。
它由主控站、地面天线、监控站和通信辅助系统组成。
空间部分全球定位系统的空间部分由空间全球定位系统卫星星座组成。GPS卫星星座最初的计划是将24颗卫星平均分布在6个不同的轨道平面上,而如今,在轨卫星数量已经达到了27颗。每个轨道平面相对于赤道平面的倾角约为55度。地球上任何地方任何时间都可以观测到5-8颗卫星。每颗卫星使用两个L载波频率传输信号,即L1和L2。每颗卫星以完全相同的频率发射信号,但是每颗卫星的信号在到达用户之前已经经历了多普勒频移。L1携带精确(P)码和粗/捕获(C/A)码,L2只携带P码。导航数据信息叠加在这些代码上,两个载波频率携带相同的导航数据信息。p码通常是加密的,民用的只有C/A码。它主要由GPS接收机和卫星天线组成。GPS接收机按型号可分为测地式、全站仪式、授时式、手持式和集成式,按用途可分为车载式、船载式、机载式、星载式和弹载式。
3.技术原理二十四颗GPS卫星在距离地面12000公里的高度绕地球运行,周期为12小时,这样就可以在任何时间和地面的任何一点同时观测到四颗以上的卫星。
因为卫星的位置是精确已知的,所以在GPS观测中,利用三维坐标中的距离公式和三颗卫星,可以将卫星到接收机的距离组成三个方程,就可以求解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星钟和接收机钟的误差,实际上有四个未知数,X,Y,Z和钟差,所以需要引入第四颗卫星,形成四个方程求解,从而得到观测点的经纬度和高程。
事实上,接收机往往可以锁定四颗以上的卫星。此时可以根据卫星的星座分布将接收机分成四颗卫星的若干组,然后通过算法选择误差最小的一组进行定位,提高了精度。
由于卫星轨道和卫星钟的误差,大气对流层和电离层对信号的影响,以及人为的SA保护政策,民用GPS的定位精度仅为100米。为了提高定位精度,差分GPS(DGPS)技术被广泛应用于建立GPS观测的参考站(差分站),将已知的参考站精确坐标与观测值进行比较,从而获得一个修正数并对外发布。接收方收到修正数后,将其与自己的观测值进行比较,消除大部分误差,得到更准确的位置。实验表明,利用差分GPS可以将定位精度提高到5米。
4.系统特性?
(1)全天候;
(2)全球覆盖;
(3)三维定速计时精度高;
(4)快速、省时、高效;
(5)用途广泛,功能多样。
5.定位服务?
联邦无线电导航计划中规定的GPS定位服务包括精确定位服务(PPS)和标准定位服务(SPS)。
(1)⑴精密定位系统PPS授权用户需要密码设备和专用接收机,包括美国军方、部分政府机构和批准的民用用户。
⑵SPS对于普通民用用户,美国政府控制定位精度,只提供SPS服务。SPS服务面向全球用户,免费无限使用。
6.主要用途
(1)陆地应用,主要包括车辆导航、应急响应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等。
(2)海洋应用,包括远洋船舶最佳航行路线的确定、船舶实时调度与导航、海上救援、海洋宝藏勘探、水文地质调查、海上平台定位、海平面波动监测等。
(3)航天应用,包括飞行器导航、遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人飞船防护探测。