《北斗测量原理》课件

北斗测量原理本演示文稿旨在全面介绍北斗测量原理，涵盖北斗卫星导航系统的基本概念、组成结构、定位原理、精度影响因素以及广泛的应用领域通过本课程的学习，您将深入了解北斗系统在测绘、工程测量、交通运输、自然资源监测、农业生产、国防军事和科学研究等领域的应用课程导引系统概述定位原理精度影响应用领域北斗卫星导航系统的基本概北斗系统的定位原理和计算影响北斗测量精度的因素，北斗测量在各个领域的应用念和组成结构，了解其在全方法，掌握北斗接收机的基以及如何提高测量精度，以及其发展趋势和前景球导航定位中的作用本组成和定位步骤北斗卫星导航系统概述系统组成服务范围12北斗卫星导航系统由空间段、北斗系统提供开放服务和授权地面段和用户段组成，实现全服务，满足不同用户的需求，球范围内的导航定位服务应用领域广泛发展历程3北斗系统经历了北斗一号、北斗二号和北斗三号三个发展阶段，技术不断完善，性能不断提升北斗系统的组成结构空间段地面段用户段由多颗地球静止轨道卫由主控站、注入站和监由各种北斗接收机和应星、倾斜地球同步轨道测站组成，负责卫星的用终端组成，接收卫星卫星和中圆地球轨道卫运行控制、数据处理和信号并进行定位导航星组成，提供导航定位系统维护信号北斗卫星的运行轨道地球静止轨道（）GEO1卫星始终位于地球上空的固定位置，覆盖范围广，主要用于区域导航定位倾斜地球同步轨道（）IGSO2卫星轨道倾斜于赤道面，覆盖范围集中在中国及周边地区，增强区域导航定位性能中圆地球轨道（）MEO3卫星轨道高度适中，数量多，覆盖全球，提供全球导航定位服务北斗卫星的信号特点多频点信号北斗卫星发射多个频点的导航信号，提高了抗干扰能力和定位精度短报文通信北斗系统具有短报文通信功能，用户可以发送和接收短消息，实现双向通信区域增强北斗系统在中国及周边地区提供区域增强服务，提高定位精度和服务质量北斗系统的时间基准原子钟2北斗卫星搭载高精度原子钟，提供精确的时间信息，保证定位精度北斗时1北斗系统采用独立的时间基准——北斗时（BDT），与协调世界时（UTC）保持同步时间同步北斗地面站通过时间同步系统，将各站3的时间基准与北斗时保持一致北斗系统的坐标系统CGCS20001北斗系统采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）作为其空间坐标基准地心坐标系2CGCS2000是一个地心坐标系，原点位于地球质心高精度3确保北斗系统定位结果的准确性和可靠性北斗系统的定位原理测距1接收机测量卫星信号的传播时间，计算卫星到接收机的距离定位2接收机接收至少四颗卫星的信号，解算接收机的位置坐标校正3通过差分定位等技术，提高定位精度北斗接收机的基本组成天线接收卫星信号射频前端将接收到的卫星信号进行放大和滤波基带处理器解算卫星信号，提取导航信息电源为接收机提供电力北斗定位的基本步骤12接收信号解算信号接收机接收来自北斗卫星的信号接收机解算卫星信号，获取卫星的位置和时间信息34计算距离坐标解算接收机根据信号传播时间计算卫星到接收机的距离接收机根据至少四颗卫星的距离信息，解算接收机的位置坐标北斗定位的计算方法北斗定位的计算方法包括单点定位、差分定位和载波相位定位等单点定位精度较低，差分定位和载波相位定位精度较高，适用于不同的应用场景北斗测量的精度影响因素大气影响卫星几何分布多路径效应电离层和对流层对卫星信号的传播产生延卫星的几何分布对定位精度有影响，分布卫星信号经过反射后到达接收机，产生多迟，影响定位精度越均匀，精度越高路径效应，影响定位精度三角测量基础知识基本原理应用三角测量是利用三角形的几何关系，通过测量角度和距离，计算三角测量广泛应用于测绘、工程测量和导航定位等领域未知点的位置平面三角测量原理正弦定理余弦定理12正弦定理描述了三角形中边与余弦定理描述了三角形中边与角的正弦之间的关系，可用于角的余弦之间的关系，可用于解算三角形的边长和角度解算三角形的边长和角度角度关系3三角形内角和为180度，可用于解算三角形的角度高程三角测量原理仰角计算高程视线与水平面之间的夹利用仰角和已知距离计结合已知点的高程，计角算高程差算未知点的高程北斗相对定位原理基准站数据处理已知精确坐标的固定接收机利用基准站数据对移动站数据进行差分改正123移动站待测点的接收机静态相对定位长时间观测基准站和移动站同时观测较长时间高精度适用于高精度测量数据后处理采用数据后处理方式解算坐标动态相对定位基站辅助2需要基准站提供实时数据实时1移动站运动过程中进行定位动态解算适用于动态测量3实时动态相对定位厘米级1实时获取厘米级定位精度快速2快速解算坐标广泛应用3广泛应用于精密测量和控制领域北斗测量的应用领域测绘1地形测量、地籍测量等工程测量2建筑工程、桥梁隧道等交通运输3车辆导航、船舶定位等北斗测量在测绘领域的应用地形测量利用北斗测量技术快速获取地形数据，绘制地形图地籍测量利用北斗测量技术精确确定土地权属界线，建立地籍信息系统控制测量建立高精度控制网，为其他测量提供基准矿山测量矿区地形地貌监测、矿界测量、沉降观测等北斗测量在工程测量领域的应用1控制测量为工程建设提供高精度控制点2施工放样根据设计图纸，精确放样建筑物的位置3变形监测对建筑物进行变形监测，确保安全4竣工测量对竣工建筑物进行测量，绘制竣工图北斗测量在交通运输领域的应用车辆导航船舶定位航空导航铁路运输北斗测量在交通运输领域应用广泛，包括车辆导航、船舶定位、航空导航和铁路运输等，提高交通运输的安全性和效率北斗测量在自然资源监测领域的应用土地利用监测森林资源监测水资源监测利用北斗测量技术对土地利用情况进行监利用北斗测量技术对森林资源进行监测，利用北斗测量技术对水资源进行监测，为测，为土地管理提供依据为森林管理提供依据水资源管理提供依据北斗测量在农业生产领域的应用精准农业农机自动驾驶利用北斗测量技术实现精准农业，提高农业生产效率和产量利用北斗测量技术实现农机自动驾驶，降低劳动强度北斗测量在国防军事领域的应用军事导航精确制导12为军事人员和装备提供精确的为精确制导武器提供精确的定导航定位服务位信息战场态势感知3提供战场态势感知信息，提高作战指挥能力北斗测量在科学研究领域的应用地震监测火山监测板块运动利用北斗测量技术进行利用北斗测量技术进行利用北斗测量技术研究地震监测，研究地震的火山监测，研究火山的板块运动，揭示地球的发生机理活动规律演化过程北斗测量的发展趋势高精度1定位精度不断提高，满足更高要求的应用多系统融合2与其他导航系统融合，提高定位可靠性和精度智能化3智能化程度不断提高，操作更加简便北斗测量系统的优势自主可控覆盖范围广精度高完全自主研发，不受制于人覆盖全球，提供全天候、全天时的导航定位精度高，满足各种应用需求定位服务北斗测量系统的局限性成本2高精度北斗测量设备成本较高复杂环境1在复杂环境下，信号易受干扰，影响定位精度普及应用普及程度有待提高3北斗测量系统的发展前景全球覆盖1实现全球范围内的无缝覆盖高精度2提供更高精度的定位服务智能化3实现更智能化的应用北斗测量系统的应用展望智慧城市1在智慧城市建设中发挥重要作用自动驾驶2为自动驾驶提供可靠的定位服务物联网3促进物联网的发展总结与展望北斗测量原理是现代测绘和导航定位的重要基础通过本课程的学习，我们了解了北斗系统的基本概念、组成结构、定位原理、精度影响因素以及广泛的应用领域未来，北斗测量系统将朝着高精度、多系统融合和智能化的方向发展，并在智慧城市、自动驾驶和物联网等领域发挥更加重要的作用。