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全球导航系统,1+1>2

发表时间: 2022-12-13 00:00:00

作者: 深圳星联天通科技有限公司

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-   全球导航系统  -说到全球导航系统,我们并不陌生,最常见、历史也最悠久的,非GPS莫属。关于全球导航系统,你知道哪些?他们的功能一样吗?在中国,哪个更适



-   全球导航系统  -

说到全球导航系统,我们并不陌生,最常见、历史也最悠久的,非GPS莫属。关于全球导航系统,你知道哪些?他们的功能一样吗?在中国,哪个更适合普罗大众?明明是相对独立的导航系统,为什么越来越多的产品显示支持多个导航系统?


GPS——美国的全球定位系统

- 全球性、全天候、全天时、高精度的导航定位和时间传递系统,提供两种服务:标准定位服务(SPS)和精密定位服务(PPS);

- 由24颗卫星组成;

- 军民两用,提供两个等级的服务;

- 地面运营控制系统承担卫星星座的跟踪和维持任务,要求监测卫星的健康情况,信号的完好性,保持卫星的轨道配置;

- 用户设备用于接收来自卫星星座信号,并计算出所需的位置、速度和时间(PVT)信息。

GLONASS——俄罗斯的全球导航卫星系统

主要用途是导航定位,与GPS系统一样,也可以广泛应用于各种等级和种类的定位、导航和时频领域等;

- 共由24颗卫星组成:21颗工作星和3颗备份星;

- 军民两用;

- 地面支持系统由系统控制中心、中央同步器、遥测遥控站(含激光跟踪站)和外场导航控制设备组成。目前地面支持段已经减少到只有俄罗斯境内的场地;

- 用户设备能接收卫星发射的导航信号,并测量其伪距和伪距变化率,同时从卫星信号中提取并处理导航电文。接收机处理器对上述数据进行处理并计算出用户所在的位置、速度和时间信息。

- GLONASS系统绝对定位精度水平方向为16米,垂直方向为25米。

GALILEO——欧洲卫星导航系统

基本服务有导航、定位、授时;特殊服务有搜索与救援(SAR功能);扩展应用服务系统有在飞机导航和着陆系统中的应用、铁路安全运行调度、海上运输系统、陆地车队运输调度、精准农业;

- 共由30颗卫星组成:27颗工作星和3颗备份星;

- 军民两用;

- 地面段由完好性监控系统、轨道测控系统、时间同步系统和系统管理中心组成;

- 用户端主要是用户接收机及其等同产品,伽利略系统考虑将与GPS、GLONASS的导航信号一起组成复合型卫星导航系统,因此用户接收机将是多用途、兼容性接收机;

- 与美国的GPS系统相比,伽利略系统更先进,也更可靠。美国GPS向别国提供的卫星信号,只能发现地面大约10米长的物体,而伽利略的卫星则能发现1米长的目标。

BDS——中国北斗三号系统

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,并具备短报文通信能力,初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度为分米、厘米级别,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒;

- 共由30颗卫星组成:24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星;

- 军民两用;

- 地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站,以及星间链路运行管理设施;

- 用户段包括北斗兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品,以及终端产品、应用系统与应用服务等;

- 现在的北斗三号全球系统定位精度、定位授时、测速测高等跟GPS相当。

  • 中国北斗走向全球:服务更优质


       最近10年,北斗系统进入快速发展的新时代。

       北斗系统服务性能优异、功能强大,可提供多种服务,满足用户多样化需求。其中,向全球用户提供定位导航授时、国际搜救、全球短报文通信三种服务;向亚太地区提供区域短报文通信、星基增强、精密单点定位、地基增强四种区域服务。

       目前,全球有230多个国家和地区超过15亿用户使用北斗加速定位和北斗高精度服务。“中国的北斗”真正成为“世界的北斗”。

定位导航授时服务:通过30颗卫星,免费向全球用户提供服务,全球范围水平定位精度优于9米、垂直定位精度优于10米,测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于20纳秒。

国际搜救服务:通过6颗中圆地球轨道卫星,旨在向全球用户提供符合国际标准的遇险报警公益服务。创新设计返向链路,为求救者提供遇险搜救请求确认服务。

全球短报文通信服务:北斗系统是世界上首个具备全球短报文通信服务能力的卫星导航系统,通过14颗中圆地球轨道卫星,为特定用户提供全球随遇接入服务,最大单次报文长度560比特(40个汉字)。

区域短报文通信服务:北斗系统是世界上首个面向授权用户提供区域短报文通信服务的卫星导航系统,通过3颗地球静止轨道卫星,为中国及周边地区用户提供数据传输服务,最大单次报文长度14000比特(1000个汉字),具备文字、图片、语音等传输能力。

星基增强服务:创新集成设计星基增强服务,通过3颗地球静止轨道卫星,旨在向中国及周边地区用户提供符合国际标准的Ⅰ类精密进近服务,支持单频及双频多星座两种增强服务模式,可为交通运输领域提供安全保障。

精密单点定位服务:创新集成设计精密单点定位服务,通过3颗地球静止轨道卫星,免费向中国及周边地区用户提供定位精度水平优于30厘米、高程优于60厘米,收敛时间优于30分钟的高精度定位增强服务。

地基增强服务:建成地面站全国一张网,向行业和大众用户提供实时米级、分米级、厘米级和事后毫米级高精度定位增强服务。

       这其中值得一提的是北斗短报文与国际搜救服务。以前,求救者向国际搜救组织发出信息后并不知道对方有没有收到,是单向的。北斗系统实现了双向沟通。这对求救者是一个巨大的精神鼓舞,也是对国际搜救组织工作的贡献。

图源:人民日报客户端


各卫星系统兼容共用,让用户充分受益

       兼容与互操作已成为国际卫星导航系统发展的主流趋势。市面上越来越多的导航、定位产品支持多种导航方式,这种结合北斗实际发展的兼容共用和互操作模式,可以使用户在使用多个卫星导航系统信号时,比单独使用一个系统信号享受到更优的服务,而不会显著增加用户的接收机使用成本和接收机使用复杂性,从而产生1+1>2的效果。

       兼容即多个卫星导航系统共同工作时,彼此间产生的干扰不影响各自系统的导航性能;互操作主要是指用户在不增加成本的基础上,通过使用多个卫星导航系统信号享受到更好的服务。兼容是互操作的前提,为保证自主知识产权,开放信号的互操作可以在有各自独特设计的基础上,实现频谱的相似性,同时实现星座互补、系统间信号互操作、坐标相互转换,为用户提供更好的服务。



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