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1、1,GNSS测量定位技术,理论知识第三讲 北斗卫星定位系统概述,主讲：周建郑,2,授课内容,一、建设原则二、系统构成三、覆盖范围四、坐标系统五、时间系统六、定位原理七、系统功能,3,一、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
2、统可独立为全球用户提供服务。,4,二、系统构成,第一步北斗卫星导航试验系统 北斗第一阶段,4,2000年以来，成功发射3颗GEO卫星，建成北斗卫星导航试验系统。系统能够提供基本的定位、授时和短报文通信服务。,2000年10月31日140E,2000年12月21日80E,2003年5月25日110.5E,5,北斗一号系统组成,6,作为全球系统，北斗卫星导航系统首先在2012年左右覆盖亚太地区，并将在2020年前覆盖全球。,北斗系统第二阶段 北斗系统第三阶段2012年左右 2020年前,第二步全球系统,6,二、系统构成,7,北斗二号系统,8,三、覆盖范围,北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统，
3、覆盖范围东经约70140，北纬555。北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖。,9,四、坐标系统-CGCS2000,Z,X,Y,IERS首子午面,赤道面,0,0,0,IERS极,定义：符合IERS条件,椭球常数：长半轴： a = 6378137.0 m扁 率： f = 1/298.257222101地心引力常数： GM = 3986004.418108m3s-2地球角速度： = 7292115.010-11rad s-1,10,CGCS2000通过国家GPS大地网的2500多点的坐标和速度（历元2000.0）实现，其实现精度：坐标cm级；速度精度：mm/yr级。,四、坐标系统-CGCS2000,1
4、1,北斗的监测站通 过GPS联测纳入 CGCS2000 坐标系。卫星定轨计算用监测站的坐标。用户用轨道数据进行定位和导航，得到CGCS2000坐标。,监测站GPS联测,监测站坐 标,卫星轨道,用户导航 定 位,四、坐标系统-CGCS2000,12,五、时间系统,12,北斗时（BDT）溯源到协调世界时UTC（NTSC），与UTC的时间偏差小于100纳秒。BDT的起算历元时间是2006年1月1日零时零分零秒（UTC）。BDT与GPS时和Galileo时的互操作在北斗设计时间系统时已经考虑，BDT 与GPS时和Galileo时的时差将会被监测和发播。,13,六、定位原理,卫星至用户间的距离测量是基于
5、卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差，称为伪距。为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。 由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，使得民用的定位精度只有数十米量级。为提高定位精度，普遍采用差分定位技术（如DGPS、DGNSS），建立地面基准站 (差分台)进行卫星观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。,14,七、系统功能,短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送40-60个汉字的短报文信息。可以达到一次传送达120个汉字的信息。在远洋航行中有重要的应用价值。精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。定位精度：水平精度100米（1），设立标校站之后为20米（类似差分状态）。工作频率：2491.75MHz。系统容纳的最大用户数：540000户/小时。,15,Thank you！,
