GPS導(dǎo)航與北斗導(dǎo)航

1、GPS導(dǎo)航與北斗導(dǎo)航一、GPS是英文Global Positioning System（ HYPERLINK /view/68567.htm t _blank 全球定位系統(tǒng)）的簡稱。GPS起始于1958年 HYPERLINK /view/2398.htm t _blank 美國軍方的一個項目，1964年投入使用。20世紀(jì)70年代， HYPERLINK /view/2398.htm t _blank 美國陸海空三軍聯(lián)合研制了新一代 HYPERLINK /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS 。主要目的是為陸?？杖箢I(lǐng)域提供實時、全天候和全球性的 HYPERLINK

2、/view/425408.htm t _blank 導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報搜集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，經(jīng)過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年，全球 HYPERLINK /view/249951.htm t _blank 覆蓋率高達98%的24顆GPS HYPERLINK /view/22556.htm t _blank 衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。 1、定位精度28顆衛(wèi)星(其中4顆備用)早已升空，分布在6條交點互隔60度的軌道面上，距離地面約20000千米。已經(jīng)實現(xiàn)單機導(dǎo)航精度約為10米，綜合定位的話，精度可達厘米級和毫米級。但民用領(lǐng)域開放的精度約為10米。2、主要功能導(dǎo)航測

3、量授時3、GPS特點編輯（1）全球全天候定位GPS衛(wèi)星的數(shù)目較多，且分布均勻，保證了地球上任何地方任何時間至少可以同時觀測到4顆GPS衛(wèi)星，確保實現(xiàn)全球全天候連續(xù)的導(dǎo)航定位服務(wù)（除打雷閃電不宜觀測外）。（2）定位精度高應(yīng)用實踐已經(jīng)證明，GPS相對定位精度在50km以內(nèi)可達10-6m，100-500km可達10-7m，1000km可達10-9m。在300-1500m工程精密定位中，1小時以上觀測時解其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000電磁波測距儀測定的邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm，校差中誤差為0.3mm（3）觀測時間短隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，20km以內(nèi)相對靜態(tài)定

4、位，僅需15-20分鐘；快速靜態(tài)相對定位測量時，當(dāng)每個流動站與基準(zhǔn)站相距在15KM以內(nèi)時，流動站觀測時間只需1-2分鐘；采取實時動態(tài)定位模式時，每站觀測僅需幾秒鐘。因而使用GPS技術(shù)建立控制網(wǎng)，可以大大提高作業(yè)效率。（4）測站間無需通視GPS測量只要求測站上空開闊，不要求測站之間互相通視，因而不再需要建造覘標(biāo)。這一優(yōu)點既可大大減少測量工作的經(jīng)費和時間（一般造標(biāo)費用約占總經(jīng)費的30%50%），同時也使選點工作變得非常靈活，也可省去經(jīng)典測量中的傳算點、過渡點的測量工作。（5）儀器操作簡便隨著GPS接收機的不斷改進，GPS測量的自動化程度越來越高，有的已趨于“傻瓜化”。在觀測中測量員只需安置儀器，連

5、接電纜線，量取天線高，監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其它觀測工作，如衛(wèi)星的捕獲，跟蹤觀測和記錄等均由儀器自動完成。結(jié)束測量時，僅需關(guān)閉電源，收好接收機，便完成了野外數(shù)據(jù)采集任務(wù)。如果在一個測站上需作長時間的連續(xù)觀測，還可以通過數(shù)據(jù)通訊方式，將所采集的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理中心，實現(xiàn)全自動化的數(shù)據(jù)采集與處理。另外，接收機體積也越來越小，相應(yīng)的重量也越來越輕，極大地減輕了測量工作者的勞動強度。（6）可提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標(biāo)GPS測量可同時精確測定測站平面位置和大地高程。GPS水準(zhǔn)可滿足四等水準(zhǔn)測量的精度，另外，GPS定位是在全球統(tǒng)一的WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)中計算的，因此全球不同地點的測量成果是相互關(guān)聯(lián)的。（

6、7）應(yīng)用廣泛4、GPS首次出現(xiàn)在軍事應(yīng)用1989年，一群認(rèn)真專注的工程師和一個偉大的產(chǎn)品構(gòu)想，造就了今日全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)品牌GARMIN兼具最佳的GPS導(dǎo)航儀銷售成績與專業(yè)技術(shù)。由制造當(dāng)初在波斯灣戰(zhàn)爭中被聯(lián)軍采用的第一臺手持GPS，到現(xiàn)今成為GPS 的第一品牌，GARMIN的產(chǎn)品以更優(yōu)良的功能和用途遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越傳統(tǒng)GPS接收器，并為GPS立下一嶄新的里程碑。為了緩解當(dāng)時“沙漠風(fēng)暴”行動時軍用GPS接收裝置短缺的問題，美軍考慮購買民用GPS接收裝置。民用接收裝置的導(dǎo)航功能和軍用裝置完全一樣，只不過不能識別軍用加密信號而已。因此，到了“沙漠盾牌”軍事行動的時候，美國國防部就提前購買了數(shù)千套民

7、用GPS接收裝置裝備各參戰(zhàn)部隊，占到了所有的5300套接收裝置的85%。二、四大導(dǎo)航1、美國全球定位系統(tǒng)（GPS）。由24顆衛(wèi)星組成，分布在6條交點互隔60度的軌道面上，精度約為10米，軍民兩用，正在試驗第二代衛(wèi)星系統(tǒng)；2、俄羅斯“格洛納斯”系統(tǒng)。由24顆衛(wèi)星組成，精度在10米左右，軍民兩用，設(shè)計2009年底服務(wù)范圍拓展到全球；3、歐洲“伽利略”系統(tǒng)。由30顆衛(wèi)星組成，定位誤差不超過1米，主要為民用。2005年首顆試驗衛(wèi)星已成功發(fā)射。預(yù)計2008年前開通定位服務(wù)；4、中國“北斗”系統(tǒng)。由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成?！氨倍芬惶枴本_度在10米之內(nèi)，而“北斗二號”可以精確到“厘米”

8、之內(nèi)。計劃2008年左右覆蓋中國及周邊地區(qū)，然后逐步擴展為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2012年10月25日23時33分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號丙”火箭，成功將第16顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。這是我國二代北斗導(dǎo)航工程的最后一顆衛(wèi)星，這是長征系列運載火箭的第170次發(fā)射。至此，我國北斗導(dǎo)航工程區(qū)域組網(wǎng)順利完成。三、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。是繼美國全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS

9、）和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國衛(wèi)星導(dǎo)航委員會已認(rèn)定的供應(yīng)商。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并具短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時能力，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。2012年12月27日，北斗系統(tǒng)空間信號接口控制文件正式版1.0正式公布，北斗導(dǎo)航業(yè)務(wù)正式對亞太地區(qū)提供無源定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，中國計劃2012年左右，“北斗”系統(tǒng)將覆蓋亞太地區(qū)，2020年左右覆蓋全球。中國正在實施北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)，已成功發(fā)射十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃，2012年左右，系統(tǒng)將首先具備覆蓋亞太地區(qū)的定位、導(dǎo)航和授時以及短報文通信服務(wù)能力。2020年左右，建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組