北斗系统与GPS应用比较分析

我国自主建设的北斗卫星导航区域系统已投入试运行服务。从国内用户应用方面具体分析了北斗卫星导航系统相比美国GPS的优势,包括定位精度、信号的载噪比、定位速度和应用模式等,给出了北斗卫星导航区域系统在试运行阶段的一些应用测试数据。同时指出了对北斗系统未来发展趋势。     

应用北斗光彩中国

2000年10月,我国第一颗北斗导航试验卫星升空,中国开启了建设自主全球导航卫星系统一北斗导航卫星系统的宏伟工程。经过10多年的努力拼搏,2012年底,北斗导航卫星系统正式向亚太大部分地区提供连续无源定位、导航、授时等服务,并对外公布北斗系统空间信号接口控制文件,掀起了北斗应用的热潮。2013年成为北斗规模化和产业化应用的元年,以北斗系统为核心应用引领的中国卫星导航与位置服务产业逐步形成,“北斗特色”为卫星导航与位置服务产业注入了强大的创新和发展动力。     

改进差分相干累加算法的北斗卫星导航弱信号捕获

以提升北斗卫星导航能力为目的,设计了改进差分相干累加算法的北斗卫星导航弱信号捕获方法。该方法通过构建北斗卫星信号模型,利用该模型获得北斗卫星导航中频信号;然后以改进差分相干累加算法为基础,建立北斗卫星导航弱信号捕获模型,将北斗卫星导航中频信号作为该模型的输入,经过北斗卫星导航弱信号捕获模型对中频信号块实施累加处理和多普勒圆周位移搜索,以及快速傅里叶变换和反傅里叶变换等步骤后,通过判断北斗卫星导航弱信号捕获判决,输出北斗卫星导航弱信号捕获结果。实验结果表明：该方法在捕获北斗卫星导航弱信号时的运算量较小,可有效捕获-36 dB的北斗卫星导航弱信号,同时其捕获概率较高,应用效果较为显著。     

关于建设北斗星基广域增强系统研究

鉴于GPS系统已经成熟,北斗导航系统建设尚不完善,本文考虑建设北斗卫星对GPS卫星的增强系统。一方面,采用GPS/Compass-Ⅱ组合卫星导航系统,可大大增加某一时刻的可见卫星数,增强导航定位系统的可靠性。另一方面,北斗现已发射第九颗导航卫星,其中包括5颗地球静止轨道卫星,本文重点探讨利用这5颗GEO(Geostationary Orbit,GEO)卫星对GPS系统进行外部增强,即北斗GEO卫星同时播发卫星导航电文和增强信息,提高用户定位精度。     

“北斗一号”如何定位

北京时间2003年5月25日零时34分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功地将第三颗“北斗一号”导航定位卫星送入太空。它与2000年发射升空的前两颗“北斗一号”工作卫星组成了完整的卫星导航定位系统。“北斗一号”3颗卫星位于高度近3.6万公里的地球同步轨道,其定位原理是由用户先发射需要定位的信号,通过卫星转发至地面控制中心,地面控制中心根据卫星信号和用户信号解算出用户位置后再通过卫星转发给用户。与GPS和GLONASS相比“北斗一号”导航定位系统观测量的取得及定位解算均在地面中心站进行,卫星和用户机需具有转…     

基于北斗无源与GLONASS导航系统的卫星组合导航用户位置计算

提出基于GLONASS卫星导航和北斗无源卫星导航系统的卫星组合导航模式,针对组合导航模式中存在的地球模型、坐标系、系统时间等不一致进行分析,并建立北斗无源导航系统与GLONASS系统之间的系统时差数学模型,再根据坐标转换与统一,运用最小二乘的方法进行用户位置定位解算,并通过实际飞行数据进行验证,证明这种组合方法是可行的。     

两种电离层模型对卫星导航定位精度的影响分析

北斗卫星导航系统及全球定位系统等全球卫星导航系统电磁波信号在大气中传播会受到电离层延迟的影响,为满足导航用户需求,我国北斗卫星导航系统和美国全球定位系统均采用Klobuchar 8参数模型进行电离层延迟改正。但是全球定位系统Klobuchar模型和北斗卫星导航系统Klobuchar模型的电离层参数并不相同,分析不同导航系统发布的电离层参数精度对这两种双模导航定位中电离层参数的选择具有重要的研究意义。分别采用北斗卫星导航系统和全球定位系统电离层模型进行伪距单点定位,通过比较最终的定位精度从而对这两种不同模型在全球范围内的改正精度进行评价。研究结果表明:在中国区域内,采用北斗卫星导航系统模型的伪距单点定位精度较全球定位系统模型有较大提高;采用北斗卫星导航系统电离层参数更利于中国区域的全球卫星导航系统的导航定位。     

中国电子科技集团公司第二十研究所

中国电子科技集团公司第二十研究所(西安导航技术研究所)成立于1961年,是我国从事专业无线电导航技术研究的大型骨干研究所,成功研制了我国第一台GPS卫星导航接收机。三十多年来,二十所设计、研发和生产了多种型号的卫星导航用户设备和应用系统,产品广泛应用于陆、海、空、天及水下平台。近年来,二十所承担了北斗运控系统的建设任务,其中北斗地面运控系统测量接收机、北斗地面运控系统测量站已开始装站使用,承担的北斗兼容型、抗干扰和高动态等三型接收机多星座多频率多模式接     

北斗精密定轨及广播星历轨道精度评估

目前各类用户对基于北斗卫星导航定位服务需求在不断扩大,由于广播星历实时、易获取,北斗广播星历精度是实时导航定位用户关心的问题,也是检验系统是否达成设计指标的关键因素。文中基于国家基准站和MGEX站计算北斗精密轨道,重复弧段精度优于利用国际站计算结果。将计算的北斗精密轨道作为参考,更加准确地评估分析北斗广播星历轨道误差的精度。分析结果显示,北斗广播星历轨道径向精度优于法向和切向精度,且法向误差具有较为明显的周期性。各类卫星中,GEO卫星精度稍差,而IGSO和MEO卫星与GPS在同一量级。随着北斗卫星系统逐步组网完善,地面监测站分布趋于合理,北斗系统整体性能将会不断提高。     

信息广场

正全国北斗卫星导航标准化技术委员会在京成立4月28日,全国北斗卫星导航标准化技术委员会成立会在北京召开。会议宣布,为推动北斗卫星导航系统科学发展,国家批准成立全国北斗卫星导航标准化技术委员会(以下简称"北斗标技委")。北斗标技委由来自行业部门、企业单位、地方院校、监测机构等单位的48名委员、7名观察员和3名联络员组成,"两弹一星"元勋、北斗卫星导航系统总设计师孙家栋院士任主任委员。北斗标技委工作范围主要包括北斗卫星导航系统管理、建设、运行、应用、服务等技术领域的国家和国际标准化工作,负责制、修订北斗系统相关的基础、工程建设、运行维护、应用等国家和国际标准。     

卫星信号模拟器研究现状及发展趋势

卫星信号模拟器是一种高精度的标准信号源,可以产生卫星导航信号,为导航接收机的研制开发、测试提供仿真环境,是导航接收机设计的必备辅助工具。详细介绍了卫星信号模拟器的国内外研究动态,总结了国内外在该领域的技术现状,最后,对卫星信号模拟器的未来发展趋势做了探讨。     

北斗/INS组合导航关键技术分析

组合导航系统有利于充分利用各导航系统进行信息互补与信息合作,成为导航系统发展的方向。在所有的组合导航系统中,以GPS与惯性导航系统INS组合的系统最为理想,而深组合方式是GPS与惯性导航系统（INS）组合的最优方法。鉴于GPS的不可依赖性,北斗卫星导航系统与INS的组合是组合导航系统的发展趋势,研究其组合模式具有重要意义。通过分析、评述国外INS/GPS深组合导航系统的发展现状,提出我国自主研制INS/北斗深组合导航系统需要解决的关键技术。     

北斗测向系统测量数据改正方法研究

提出北斗测向系统的测量数据改正到导航系统中心的计算方法,解决北斗测向系统在动平台导航系统航向检测中存在的误差问题,建立北斗测向系统数据改正模型,通过实测比对证明改正后检测结果精度明显提高。文中方法对北斗航向测量系统使用具有一定的指导意义,便于动平台导航系统航向指标检测,能够扩展北斗测向系统在动平台刚体情况下的应用范围。     

基于GPS\BD2组合的车载导航系统性能分析

中国独立发展的北斗系统已经具备亚太地区的定位导航能力,为研究以北斗系统为主的车载导航技术的应用精度,采用伪距单点定位的方法分别对车载GPS,BD2,GPS\BD2 3种导航模式下的二维导航精度进行对比分析,结果显示定位精度分别为:3.66m,4.76 m,3.01 m,可以看出基于单点定位的北斗二维平面导航精度已达到5 m内,完全满足大众日常的出行要求。组合系统与GPS导航系统对比,组合系统具有更高的精度,是较好的导航模式。并基于visual studio平台编写定位软件,实现对车辆位置和速度信息的提取,监控车辆是否超速。     

基于Matlab/Simulink的数字中频GPS信号软件模拟器

在对中频GPS信号理论建模与分析的基础上，采用Matlab／simulink构建了一种精确的数字中频GPS信号软件模拟器，考虑了噪声、欠采样以及接收机时钟误差等的影响。软件模拟器的实现采用matlab代码编程与Simulink模型混合的方式，方便了不同算法的实现。与射频GPS信号模拟器相比，该软件模拟器具备设计灵活、可扩展、易于使用等诸多优点。     

自主导航星上快速星历拟合算法研究

针对北斗卫星导航系统地面监测站布设范围有限,系统抗打击能力不足等问题,我国已计划实现卫星自主导航。通过地面演示验证发现,星上自主定轨与时间同步软件同星上广播星历拟合软件耗费同等的机时。该文的研究目标为在保证精度的前提下,降低星上自主星历拟合的计算量。通过试验分析表明,采用直接降低星历参数个数的方法,会损失精度,效果不佳。利用自主导航自身特点,以长期预报星历为基础,通过参数固定,可在保证精度的基础上使矩阵求逆运算量降低近6倍。以长期预报星历为初值,可有效降低迭代次数,使计算量下降近5倍。     

GPS／BDS 组合相对定位解算及精度分析

随着全球卫星导航系统的不断发展,多模导航定位已成为研究热点。本文对G PS/BDS组合相对定位的原理进行了阐述,编写了相关软件实现了G PS/BDS组合相对定位功能,并通过实测数据进行处理和分析,验证了方法的正确性。结果表明：在短基线下,北斗区域卫星导航系统相对定位精度可达毫米级,与G PS相当,组合系统定位精度在水平方向上有所提高,且稳定性好。     

GPS/BD组合导航定位试验和精度分析

讨论了GPS/BD组合定位需要考虑的主要问题,自编了GPS/BD组合定位程序,利用实测GPS/BD观测数据分析了当前北斗导航定位系统可用性及GPS/BD组合前后的定位精度。试验结果表明,北斗已经能够提供区域的实时导航定位服务。GPS/BD组合定位在GPS观测卫星数较多时对GPS定位精度改善不明显,在GPS观测卫星数较少时可以显著提高定位精度和稳定性。     

基于GPS软件接收机的SINS／GPS紧组合系统仿真

为了系统验证SINS／GPS紧组合系统的性能,基于GPS软件接收机,进行了仿真系统构建。仿真系统由轨迹发生器、GPS中频信号模拟器、IMU信号模拟器、GPS软件接收机、SINS导航解算模块、组合滤波算法和导航性能分析模块等部分构成,其中详细设计了GPS软件接收机中的捕获和跟踪算法、SINS解算以及基于伪距和伪距率的组合滤波算法。仿真结果表明：紧组合导航系统收敛性较好,能够一定程度上抑制惯导系统误差的积累,有较好的导航性能。设计的该系统满足紧组合导航系统性能验证的需要,也为后续的超紧组合研究奠定了良好的基础。     

北斗RDSS用户机测试系统指标监测校准方案设计

北斗卫星无线电测定业务(RDSS)用户机是我国北斗卫星导航试验系统的应用终端,测试系统可为用户机研制和使用提供可靠保障。鉴于RDSS体制的特殊性,测试系统的重要性能指标包括:用户机入站信号测量指标、用户机时延测量指标、以及用户机测试系统出站信号。为确保测试系统测试标准的统一,需要对测试系统的这些指标进行监测和校准。通过对普通用户机提出技术改进设计,为测试系统校准提供可行性方案,实现测试系统指标向标准测试仪器的溯源。