全球定位系统有哪些

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全球定位系统有哪些,第1张

1、美国的GPS系统

GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称,而其中文简称为“球位系”。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 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

2、伽利略卫星导航系统

伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system),是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统,该计划于1999年2月由欧洲委员会公布,欧洲委员会和欧空局共同负责。系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成,其中27颗工作星,3颗备份星。卫星轨道高度约24万公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内。截止2016年12月,已经发射了18颗工作卫星,具备了早期操作能力(EOC),并计划在2019年具备完全操作能力(FOC)。全部30颗卫星(调整为24颗工作卫星,6颗备份卫星)计划于2020年发射完毕。

3、俄罗斯GLONASS系统

俄罗斯GLONASS系统也由卫星星座、地面支持系统和用户设备三部分组成。GLONASS星座由24颗工作星和3颗备份星组成, 所以GLONASS星座共由24颗卫星组成。24颗星均匀地分布在3个近圆形的轨道平面上,这三个轨道平面两两相隔120度,每个轨道面有8颗卫星,同平面内的卫星之间相隔45度, 轨道高度191万公里,运行周期11小时15分,轨道倾角648度。

4、中国北斗卫星导航系统

中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO,是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

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北斗卫星导航系统建设原则

北斗卫星导航系统的建设与发展,以应用推广和产业发展为根本目标,不仅要建成系统,更要用好系统,强调质量、安全、应用、效益,遵循以下建设原则:

1、开放性。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放,为全球用户提供高质量的免费服务,积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作,促进各卫星导航系统间的兼容与互操作,推动卫星导航技术与产业的发展。

2、自主性。中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统,北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。

参考资料:

-北斗卫星导航系统

中国的北斗卫星2020年6月23日组网成功,组网成功即可投入使用。

北京时间2020年6月23日9时43分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第55颗导航卫星暨北斗三号最后一颗全球组网卫星。至此,北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。

此次发射的卫星属地球静止轨道卫星,经过一系列在轨测试入网后,中国将进行北斗全系统联调联试,在确保系统运行稳定可靠、性能指标优异基础上,择机面向用户提供全天时、全天候、高精度全球定位导航授时服务,以及星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务。

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北斗系统特点

一是北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座,与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多,抗遮挡能力强,尤其低纬度地区性能特点更为明显。

二是北斗系统提供多个频点的导航信号,能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。

三是北斗系统创新融合了导航与通信能力,具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。

凤凰网-中国发射北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星

-北斗卫星导航系统

如果你离开太阳系后,需要找到回家的方向,可以通过以下方式:

寻找可靠的定位系统:在太空中,常用的定位系统包括星座导航、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统。使用这些系统可以帮助你确定自己的位置和方向。

观察星系结构:观察宇宙中星系的排列和分布,可能会帮助你确定自己的位置和方向。例如,当你观察到类似于银河系的大型星系时,你可能会确定自己处于某个特定区域。

寻找独特的天体:寻找独特的天体,例如行星、恒星、黑洞或其他天体,可能会帮助你确定自己的位置和方向。例如,当你发现了一个非常明亮的恒星或者一颗罕见的行星时,你可以利用这些信息来定位自己。

利用太阳的方向:利用太阳的位置和方向,可以确定自己的位置和方向。例如,当你确定了太阳的位置,你可以知道自己是在太阳系内还是已经离开太阳系了。

总之,要找到回家的方向,需要依靠可靠的定位系统、观察星系结构、寻找独特的天体以及利用太阳的方向等多种方法。

北斗作为联合国认可的四大全球卫星导航系统之一。未来,除了深化与GPS、GLONASS、GALILEO系统的兼容与互操作及系统间的合作外,还将持续推进系统升级换代,争取在2035年前,建设“更加泛在、更加融合、更加智能”的北斗综合导航定位授时体系,更好地服务中国、服务世界。

第一步,建设北斗一号系统,又叫北斗卫星导航试验系统,实现卫星导航从无到有。

第二步,建设北斗二号系统,从有源定位到无源定位,区域导航服务亚太。

第三步,建设北斗三号系统,架设“星间链路”,实现全球组网。

2009年,北斗三号卫星导航系统建设启动;

2012年,中国完成导航定位卫星第二步的规划,建成亚太地区导航定位,北斗1号完成使命,正式退役;

2015年,两颗全球系统试验卫星首次建立起星间链路,并进行中轨道和高轨道间的星间链路试验,这种异轨道面间的试验是北斗系列的首次;

2017年,北斗三号全球组网双星首次发射;

2018年,北斗三号基本系统建成并覆盖“一带一路”国家,开始提供全球服务;

2019年,北斗三号全球系统核心星座部署完成,北斗全球服务能力全面实现;

2020年,中国完成北斗全球卫星导航系统星座部署,完成建设提供全球定位服务;

2035年,中国将建成以北斗为核心的综合定位、导航、授时体系(Positioning, Navigation, and Timing—PNT)

目前有4大全球卫星导航系统( globalnavigation satellite system, GNSS),包括中国的北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)、美国的全球定位系统( global positioningsystem, GPS )、 欧 盟的伽利略卫星导航系统(Galileo navigation satellite system, Galileo)和俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(global orbitingnavigation satellite system, GLONASS)。其中,BDS和 GPS 已服务全球,性能相当;功能方面,BDS较 GPS 多了区域短报文和全球短报文功能。GLONASS 虽已服役全球,但性能相比 BDS 和 GPS稍逊,且 GLONASS 轨道倾角较大,导致其在低纬度地区性能较差。Galileo的观测量质量较好,但星载钟稳定性稍差,导致系统可靠性较差[5]。

GPS系统

由来和发展

美国国防部( United States Department ofDefense, DOD)于 1973 年决定成立 GPS 计划联合办公室,由军方联合开发全球测时与测距导航定位系统(navigation system with time and ranging,NAVSTAR)/GPS)。整个系统的建设分 3 个阶段实施:第 1 阶段(1973-1979 年),系统原理方案可行性验证阶段(含设备研制);第 2 阶段(1979-1983 年),系统试验研究(对系统设备进行试验)与系统设备研制阶段;第 3 阶段(1983-1988 年),工程发展和完成阶段。从 1978 年发射第 1 颗 GPS 卫星,到 1994 年 3 月 10 日完成 21颗工作卫星加 3 颗备用卫星的卫星星座配置,1995 年4 月,美国国防部正式宣布 GPS 具备完全工作能力。GPS 的建设历经 20年,其系统由空间段、运控段、用户段 3 大部分组成,整个星座额定有 24 颗卫星,分置在 6 个中轨道面内,它的优良性能被誉为是一场导航领域的革命。GPS 提供标准定位服务(standard positioning system, SPS)和精密定位业务(precise positioning service, PPS),在包含选择可用性技术(selective availability,SA)影响时,SPS 的定位精度水平为 100 m(95 %的概率),不含 SA 影响为 20~30 m,定时精度为 340 ns;PPS定位精度可在 10 m 以内[

四大卫星导航系统分别为:美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯“格洛纳斯”系统、欧洲“伽利略”系统中国“北斗”系统。

1、美国全球定位系统(GPS)

GPS是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。

经近10年我国测绘等部门的使用表明,GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点,赢得了广大测绘工作者的信赖,并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科中,从而给测绘领域带来了一场深刻的技术革命。

2、俄罗斯“格洛纳斯”系统

该系统最早开发于苏联时期,后由俄罗斯继续该计划。俄罗斯 1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。

该系统于2007年开始运营,当时只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务。到2009年,其服务范围已经拓展到全球。该系统主要服务内容包括确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动速度信息等。

3、欧洲“伽利略”系统

伽利略卫星导航系统,是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统,该计划于1999年2月由欧洲委员会公布,欧洲委员会和欧空局共同负责。系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成,其中27颗工作星,3颗备份星。卫星轨道高度约24万公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内。

截止2016年12月,已经发射了18颗工作卫星,具备了早期操作能力(EOC),并计划在2019年具备完全操作能力(FOC)。

4、中国“北斗”系统

中国北斗卫星导航系统(英文名称:BeiDou Navigation Satellite System,简称BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度10米,测速精度02米/秒,授时精度10纳秒。

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中国“北斗”系统的“三步走”发展战略

第一步,建设北斗一号系统。

1994年,启动北斗一号系统工程建设;2000年,发射2颗地球静止轨道卫星,建成系统并投入使用,采用有源定位体制,为中国用户提供定位、授时、广域差分和短报文通信服务;2003年,发射第3颗地球静止轨道卫星,进一步增强系统性能。

第二步,建设北斗二号系统。

2004年,启动北斗二号系统工程建设;2012年年底,完成14颗卫星(5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星)发射组网。北斗二号系统在兼容北斗一号系统技术体制基础上,增加无源定位体制,为亚太地区用户提供定位、测速、授时和短报文通信服务。 

第三步,建设北斗三号系统

2009年,启动北斗三号系统建设;2018年年底,完成19颗卫星发射组网,完成基本系统建设,向全球提供服务;计划2020年年底前,完成30颗卫星发射组网,全面建成北斗三号系统。

北斗三号系统继承北斗有源服务和无源服务两种技术体制,能够为全球用户提供基本导航(定位、测速、授时)、全球短报文通信、国际搜救服务,中国及周边地区用户还可享有区域短报文通信、星基增强、精密单点定位等服务。

全球4大卫星定位系统分别是:美国的gps全球卫星定位导航系统,俄罗斯的glonass系统,欧盟的伽利略全球卫星定位导航系统,中国的区域性的卫星定位系统——北斗导航系统。

全球卫星导航系统也叫全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS),是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统 。包括一个或多个卫星星座及其支持特定工作所需的增强系统。

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测量

利用全球卫星导航系统中载波相位差分技术(RTK),其测量精度可以达到以厘米为单位,与传统的人工测量相比,其拥有精度高、易操作、测量设备便携、可全天候操作、测量点之间无须通视等人工测量无法比拟的优势。目前全球卫星定位技术已广泛应用于大地测量、地壳运动、资源勘查、地籍测量等领域。

农业

很多国家已经把全球卫星导航系统用于农业发展,可以定位农田信息、监测产量、土样采集等,再通过计算机系统对采集的数据进行分析和处理,制定出更科学的农田管理措施。还可以把产量及土壤状态等农田信息装入带有GPS设备的喷施器中,在给农田施肥、喷药的过程中可以精确其用量,可以降低因肥料和农药对环境造成的污染 。

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