GPS原理及其应用 (二).

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1 GPS原理及其应用 (二)

2 第一章 绪 论 § 美国政府的GPS政策 § 其它卫星导航定位系统

3 § 美国政府的GPS政策

4 美国政府的GPS政策 SPS与PPS SPS – 标准定位服务 PPS – 精密定位服务 使用C/A码，民用 2DRMS水平=100 m
2DRMS时间=340 ns PPS – 精密定位服务 可使用P码，军用 2DRMS水平=22 m 2DRMS垂直=27.7 m 2DRMS时间=200 ns [节] 要点 GPS的特性 受美国控制 卫星系统 作用是用于导航、定位和授时 全天侯、连续、实时、三维

5 美国政府的GPS政策 SA技术（1990.3.25~2000.5.1） AS技术（1994.1.31~至今）
Selective Availability – 选择可用性 人为降低普通用户的测量精度。方法: ε技术：降低星历精度（加入随机变化） δ技术：卫星钟加高频抖动 （短周期，快变化） AS技术（ ~至今） Anti-Spoofing –反电子欺骗 P码加密，P+WY

6 GPS现代化 1999年1月25日，美国副总统戈尔宣布，将斥资40亿美元，进行GPS现代化。

7 GPS现代化 GPS现代化的内涵： 保护。即GPS现代化是为了更好地保护美方和友好方的使用，要发展军码和强化军码的保密性能，加强抗干扰能力；
阻止。即阻扰敌对方的使用，施加干扰，施加SA，AS等； 保持。即是保持在有威胁地区以外的民用用户有更精确更安全的使用。

8 GPS现代化 GPS现代化第一阶段 GPS现代化第二阶段 GPS现代化计划的第三阶段 发射12颗改进型的BLOCK ⅡR型卫星。
发射6颗GPS BLOCK ⅡF （“ⅡFLite”）。 GPS现代化计划的第三阶段 发射GPS BLOCK Ⅲ 型卫星，在2003年前完成代号为GPS Ⅲ的 GPS完全现代化计划设计工作。

9 §1.4 其他卫星导航定位系统的概况

10 GLONASS － Global Navigation Satellite System（全球导航卫星系统） 开发者 系统构成
俄罗斯（前苏联） 系统构成 卫星星座 地面控制部分 用户设备 [节] 要点 GPS的特性 受美国控制 卫星系统 作用是用于导航、定位和授时 全天侯、连续、实时、三维

11 其它卫星导航定位系统——GLONASS P24 GLONASS satellite GLONASS constellation

12 GLONASS与GPS的比较 参 数 GLONASS NAVSTAR GPS 系统中的卫星数 21＋3 轨道平面数 3 6 轨道倾角
参 数 GLONASS NAVSTAR GPS 系统中的卫星数 21＋3 轨道平面数 3 6 轨道倾角 64.8 ° 55° 轨道高度 19100km 20180km 轨道周期（恒星时） 11h15min 12h 卫星信号的区分 FDMA CDMA L1频率 1602~1615MHz 频道间隔0.5625MHz 1575MHz L2频率 1246~1256MHz 频道间隔0.4375MHz 1228MHz

13 其它卫星导航定位系统——GLONASS 卫星运行状况
由于卫星寿命过短，加之俄罗斯前一段时间经济状况欠佳，无法及时补充新卫星，故该系统不能维持正常工作。 到目前为止（2006年3月20日）,GLONASS系统共有17颗卫星在轨。其中有11颗卫星处于工作状态，2颗备用，4颗已过期而停止使用。俄罗斯计划到2007年使GLONASS系统的工作卫星数量至少达到18颗，开始发挥导航定位功能。

14 伽俐略（Galileo）卫星导航定位系统
Galileo卫星星座将由27颗工作卫星和3颗备用卫星组成，这30颗卫星将均匀分布在3个轨道平面上，卫星高度为23616km，轨道倾角为56°。 Galileo系统是一种多功能的卫星导航定位系统，具有公开服务、安全服务、商业服务和政府服务等功能，但只有前两种服务是自由公开的，后两种服务则需经过批准后才能使用。

15 the Galileo satellite constellation
P26 绪论 > 其它卫星导航定位系统 > Galileo 其它卫星导航定位系统——Galileo the Galileo satellite constellation

16 P28 绪论 > 其它卫星导航定位系统 > Galileo 其它卫星导航定位系统——Galileo 2005年12月28日第一颗Galileo试验卫星（Galileo In-Orbit Validation Elements--GlOVE-A）成功进入高度为2.3万Km的预定轨道。2006年1月12日，GlOVE-A已开始向地面发送信号。 这标志着总投资为34亿欧元（约合41亿美元）的计划已进入实施阶段。到2010年欧洲将发射30颗服役期约为20年的正式卫星，完成伽利略卫星星座的部署工作。 伽利略系统建成后，美欧两大相互兼容的导航定位系统将大大有助于提供导航定位的精度和可靠性。

17 其它卫星导航定位系统——Galileo the GIOVE Satellite GIOVE的主要目标: P29 频率信号测试；
GIOVE A GIOVE B the GIOVE Satellite GIOVE的主要目标: 频率信号测试； 验证一些关键技术（比如铷原子钟、氢原子钟）； 轨道环境特征测试； 并行2或3通道信号传输测试。

18 其它卫星导航定位系统——北斗卫星导航系统
绪论 > 其它卫星导航定位系统 > 北斗卫星导航系统 其它卫星导航定位系统——北斗卫星导航系统 我国自行研制的两颗北斗导航试验卫星分别于2000年10月31日和12月20日从西昌卫星发射中心升空并准确进入预定的地球同步轨道（东经80º和140º的赤道上空），此外另一颗备用卫星也被送入预定轨道（东经110.5º的赤道上空），标志着我国拥有了自己的第一代卫星导航系统——BD–1。

19 其它卫星导航定位系统——北斗卫星导航系统
P32 绪论 > 其它卫星导航定位系统 > 北斗卫星导航系统 其它卫星导航定位系统——北斗卫星导航系统 “北斗卫星导航系统”系统是由空间卫星、地面控制中心站和北斗用户终端三部分构成。 空间部分包括两颗地球同步轨道卫星（GEO）组成。卫星上带有信号转发装置，完成地面控制中心站和用户终端之间的双向无线电信号的中继任务。 北斗1代卫星导航系统组成图

20 其它卫星导航定位系统——北斗卫星导航系统
绪论 > 其它卫星导航定位系统 > 北斗卫星导航系统 其它卫星导航定位系统——北斗卫星导航系统 用户终端分为 定位通信终端 集团用户管理站终端 差分终端 校时终端等

21 其它卫星导航定位系统——北斗卫星导航系统
绪论 > 其它卫星导航定位系统 > 北斗卫星导航系统 其它卫星导航定位系统——北斗卫星导航系统 与GPS系统不同，所有用户终端位置的计算都是在地面控制中心站完成。因此，控制中心可以保留全部北斗终端用户机的位置及时间信息。同时，地面控制中心站还负责整个系统的监控管理。 与GPS、GLONASS、Galileo等国外的卫星导航系统相比，BD–1有自己的优点。如投资少，组建快；具有通信功能；捕获信号快等。但也存在着明显的不足和差距，如用户隐蔽性差；无测高和测速功能；用户数量受限制；用户的设备体积大、重量重、能耗大等。

22 其它卫星导航定位系统——北斗卫星导航系统
P33 绪论 > 其它卫星导航定位系统 > 北斗卫星导航系统 其它卫星导航定位系统——北斗卫星导航系统 BD–2 为了使我国的卫星导航定位系统的性能有实质性的提高，中央已决定研制组建第二代北斗卫星导航定位系统（BD–2）。从导航体制、测距方法、卫星星座、信号结构及接收机等方面进行全面改进。卫星星座计划由GEO卫星，IGSO卫星和MEO卫星组成。此项工作将成为”十一五”期间的一项重要工作。