《卫星导航》课件

卫星导航卫星导航系统利用卫星网络来确定位置和时间它广泛应用于导航、定位、时间同步等领域投稿人DingJun HongDH课程大纲卫星导航技术概述全球定位系统（）GPS介绍卫星导航技术的基本概念、发展详细讲解GPS系统的结构、工作原理历程和重要应用领域和应用实例北斗卫星导航系统卫星导航应用案例深入分析北斗系统的特点、组成、服介绍卫星导航在交通运输、农业、测务类型和优势绘、灾害预警等领域的应用案例卫星导航发展历程世纪年代20601美国海军研发出全球定位系统（GPS）概念世纪年代20702美国开始建设GPS系统世纪年代20803GPS系统部分投入使用，开始为军事领域提供导航服务世纪年代20904GPS系统全面建成，开始向全球提供免费导航服务随着科技发展和全球化进程，卫星导航技术在各个领域得到广泛应用，对人们生活和社会发展产生重大影响卫星导航系统基本原理卫星信号接收机接收定位计算卫星向地面发射包含自身信息地面接收机接收来自不同卫星接收机根据多个卫星的距离信和时间信息的无线电信号的信号，并进行测量和计算息，利用几何原理计算出接收机的位置信号包含卫星的轨道参数、时接收机根据信号的到达时间，定位计算需要考虑卫星的位置间、伪随机码等信息计算出接收机与卫星之间的距、信号传播时间和地球曲率等离因素系统概述GPS全球覆盖广泛应用用户友好数据精确GPS卫星覆盖全球，提供无处不GPS应用广泛，包括导航、测绘GPS技术易于使用，提供便捷的GPS提供精确的定位数据，支持在的定位服务、时间同步等定位信息各种应用场景系统结构GPSGPS系统包含三个主要部分:空间部分、地面控制部分和用户部分空间部分由24颗工作卫星组成，分布在6个轨道面上，覆盖全球地面控制部分由地面控制站和监测站组成，负责监控和控制卫星的运行用户部分包括接收机和数据处理软件，用于接收卫星信号并进行定位系统组成GPS空间段控制段包括24颗GPS卫星，分布在6个轨由地面站组成，负责监测卫星运道面上，以地球为中心，绕地球行，控制卫星工作，更新卫星数运行据用户段由用户接收机组成，接收卫星信号，进行数据处理，计算用户位置和时间信息卫星轨道卫星轨道是指卫星绕地球运行的路径地球引力是影响卫星轨道的关键因素，卫星轨道必须符合物理规律卫星轨道分为不同类型，例如圆形轨道、椭圆轨道、极地轨道等等轨道选择根据卫星的功能和任务要求而定卫星信号卫星导航系统通过发射和接收信号来实现定位功能卫星信号包含位置信息、时间信息和身份信息等关键数据L1L

11.57542GHzL2L

21.22760GHzL5L

51.17645GHz卫星信号采用不同的频率进行传输，例如GPS系统常用的L1和L2频段定位原理卫星信号接收接收器接收来自不同卫星的信号，并计算信号传播时间时间差计算通过信号传播时间，计算接收器与卫星之间的距离三维坐标定位利用至少四颗卫星的距离信息，计算出接收器的三维坐标定位步骤接收信号卫星发送信号1接收机接收信号测量距离信号传播时间2计算距离三维定位至少4颗卫星3计算坐标卫星导航定位需要至少4颗卫星的信号接收机接收信号后，根据信号传播时间计算到每颗卫星的距离，然后利用几何原理计算接收机的三维坐标定位精度定位精度影响因素水平精度卫星数量、信号质量、大气影响、多路径效应等垂直精度卫星几何结构、电离层延迟、对流层延迟等时间精度原子钟精度、同步误差、数据传输延迟等测距误差来源卫星钟差信号传播延迟

1.

2.12卫星内部的原子钟与地面标准信号穿过大气层和电离层时会时间存在误差发生延迟接收机钟差多路径效应

3.

4.34接收机内部的晶体振荡器也会信号在传播过程中可能会反射产生误差到接收机，导致多路径误差差分GPS消除卫星轨道误差，大气延迟误差，接收机钟差等误差，提高定位精度利用已知位置的参考站，将参考站与用户接收机之间的误差进行修正差分GPS可以将定位精度提升到厘米级或更精差分原理GPS校正误差基准站数据传输差分GPS通过接收基准站的差分改正信息，基准站位于已知精确坐标位置，连续接收卫差分改正信息通过无线电、互联网等方式传消除卫星信号传播误差和钟差，提高定位精星信号，计算差分改正信息输给用户接收机，用于修正定位数据度系统组成DGPS参考站差分信号发送器12参考站接收卫星信号，并计算出自身精参考站将自身位置信息和卫星信号误差确位置信息发送给用户用户接收机3用户接收机接收卫星信号和差分信号，并进行差分处理，提高定位精度工作流程DGPS接收卫星信号1接收来自卫星的信号，包含时间和位置信息差分修正2基准站接收卫星信号，计算差分修正数据计算位置3用户接收基准站修正数据，计算精准的位置信息应用案例DGPSDGPS广泛应用于各行各业，如精细农业、测绘勘探、交通运输等例如，在农业领域，DGPS可用于精准定位施肥、灌溉、病虫害防治等，提高农业生产效率，降低生产成本北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，是继美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略之后世界第四个成熟的卫星导航系统北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段组成，覆盖全球范围，提供高精度、高可靠性的定位、导航、授时等服务北斗系统特点高精度定位全球覆盖多系统兼容自主可控北斗系统提供厘米级精度定位北斗系统覆盖全球范围，为全北斗系统与GPS、GLONASS北斗系统是自主研发的全球卫服务，满足高精度应用需求，球用户提供定位、导航和授时等其他卫星导航系统兼容，提星导航系统，拥有核心技术和例如精准农业和测绘服务高定位精度和可靠性自主知识产权北斗系统组成空间段地面段包括在轨运行的北斗导航卫星，由地面站、监控站、用户终端等它们负责发射导航信号组成，负责对卫星进行控制和管理用户段由用户终端设备组成，负责接收卫星信号并进行处理北斗系统服务定位服务授时服务提供精确的实时定位服务，用于提供高精度的时间同步服务，用导航、测绘、交通等领域于电力、金融、通信等领域短报文服务差分服务提供短距离数据传输服务，用于提供增强定位精度服务，用于精应急救援、灾害预警等领域密农业、高精度测量等领域北斗系统优势全球覆盖高精度定位可靠性强北斗卫星导航系统覆盖全球，提供更广泛的北斗系统提供高精度的定位服务，满足各种北斗系统具有较强的抗干扰能力，确保信号应用范围应用需求稳定可靠卫星导航应用领域轨迹跟踪车载导航

1.

2.12利用卫星导航系统，实现对车辆、船舶为汽车、摩托车等车辆提供导航服务，、飞机等移动目标的实时跟踪和定位包括路线规划、实时路况、交通信息等农业管理测绘勘探

3.

4.34精准农业，包括农田管理、灌溉、施肥测绘、地质勘探、工程建设等领域，提、病虫害防治等，提高农业效率和产量高数据采集精度和效率轨迹跟踪航线监控实时跟踪飞机、船舶等交通工具位置，了解其移动轨迹货物追踪车载导航路线规划实时定位提供最佳路线，并实时更新路况信息精准定位车辆位置，帮助驾驶者了解周围环境避堵导航停车场搜索智能绕开拥堵路段，节省时间帮助驾驶者找到附近的停车场农业管理精准施肥病虫害防治卫星导航技术可帮助农民精准定位施肥区卫星导航系统能够及时监测农作物生长状域，避免过度施肥造成浪费和环境污染况，帮助农民精准施药，提高病虫害防治效果农田灌溉作物产量预测利用卫星导航技术，可以实现精准灌溉，卫星导航技术可以监测农作物生长情况，避免过度灌溉，节约水资源，提高水资源预测产量，为农民提供科学依据利用率测绘勘探地形测量矿产资源勘探工程建设管线工程高精度地图绘制，地质构造分地下资源勘探，矿体形状、储地形地貌数据，为工程项目规地下管道、线路位置精准测绘析量分析划提供依据，避免工程施工风险时间同步精确定时广泛应用卫星导航系统提供高精度的时间时间同步应用于金融交易、电力信息，确保不同设备之间的时间系统、科学研究等领域，确保数同步据准确性和可靠性提高效率时间同步可以提高数据处理效率，避免因时间偏差导致的误差灾害预警海啸预警山体滑坡预警地震预警洪水预警卫星导航系统可实时监测海啸利用卫星导航数据，可识别潜地震发生时，卫星导航系统可卫星导航系统可监测水位变化发生，并向沿海地区发出预警在滑坡区域，提前预警快速定位震中，并向附近地区，并及时发布洪水预警信息发出预警课程总结本课程介绍了卫星导航系统的基本原理和应用课程内容涵盖卫星导航系统的发展历程、系统组成、定位原理、精度分析等重点介绍了GPS和北斗卫星导航系统还介绍了卫星导航技术的应用领域，例如轨迹跟踪、车载导航、农业管理等问答环节欢迎大家提出关于卫星导航技术和应用的任何问题我们将尽力解答您的疑问，并分享我们对卫星导航领域的见解。