北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战

卫星导航发展已进入百花齐放、群星争艳的时代。主要评述我国北斗卫星导航系统的发展、应用、贡献及面临的挑战。介绍北斗卫星导航系统的建设原则和建设步骤;介绍我国北斗卫星导航系统在兼容与互操作框架下在频率、坐标系统、时间系统方面的兼容与互操作实现概况;描述北斗导航系统在冗余度概念下的主要贡献;简要说明北斗导航验证系统的重要应用和面临的主要挑战。     

基于STK软件的北斗导航卫星轨道模拟

北斗卫星导航系统应用日趋广泛,文中以北斗卫星导航系统为主要研究对象,利用STK模拟完整的北斗卫星导航系统空间星座,实现基于STK的北斗系统的星座仿真、卫星轨道仿真,同时完成卫星的可见性分析与卫星覆盖分析,实现北斗卫星导航系统的仿真应用。目前,北斗卫星导航系统正处于建设阶段,文中结论对北斗卫星导航系统的建设与应用有一定的参考意义。     

利用多模卫星系统仿真数据建立区域电离层模型

目前已有的全球卫星导航系统包括美国的全球定位系统系统,俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统,欧盟的伽利略卫星导航系统以及我国的北斗卫星导航系统。对于导航用户而言,采用多模全球卫星导航系统可以显著增加测站可视卫星、观测值的数量,并能改善卫星分布,更加有利于区域电离层模型的建立。因为目前全球导航卫星系统尚未全面建成,无法获得多模系统实测数据,本文使用卫星工具软件包仿真全球定位系统、格洛纳斯卫星导航系统、北斗卫星导航系统的双频观测值,采取多种策略构建中国区电离层球谐函数模型,并对区域模型结果进行分析。仿真结果表明:对于中国区域,利用全球卫星导航多系统观测值建立中国区域电离层球谐函数模型的平均精度要优于单一系统,我国北斗卫星导航系统单系统观测值的建模精度与全球卫星导航多系统建模精度相近,模型误差最大时仅有实际延迟量的14%,二者均优于全球定位系统单系统观测值的建模精度,其模型误差最大可达20%,而格洛纳斯卫星导航系统单系统观测值建模精度最差,模型误差最大时达实际延迟量的35%。     

关于北斗卫星导航系统技术标准化的几点建议

自2012年12月27日我国正式宣告北斗卫星导航系统建成之后,北斗卫星导航系统已成为国际同行们的研讨热点,实现北斗卫星导航系统技术标准化,势在必行,刻不容缓;为此,笔者提出下列建议:规范系统之名,需要用"中央文件式"的方法促使国内同行采用之;确切表述系统基本参数,需要普及卫星导航技术多学科的基本概念;发挥因特网的准快作用,及时公告北斗卫星星座的基本技术参数。     

北斗卫星导航系统高精度相对定位性能分析

通过实际采集的北斗卫星导航系统广播星历数据,计算北斗卫星导航系统卫星的位置,分析我国北斗卫星导航系统星座在不同纬度条件下的可视情况。采用两台BDS/GPS接收机同时接收北斗卫星导航系统与全球定位系统数据,单独利用北斗卫星导航系统与全球定位系统系统进行静态基线解算,结果表明,目前我国北斗卫星导航系统的定位精度和全球定位系统相当。利用单历元算法对基线进行"实时"解算,在X轴和Y轴方向北斗卫星导航系统精度稍差,在Z轴方向二者精度相当。     

“伽利略”卫星导航系统概述

给出了“伽利略”卫星导航系统的组成、特点、提供的服务和时间计划,分析了系统的关键技术、星座建设规划和目前的进展情况,介绍了“伽利略”卫星导航系统建设过程中与中国的合作情况。通过对“伽利略”卫星导航系统的认识,对中国的COMASS系统建设及应用开发有一定的现实推动意义。     

北斗卫星导航系统在变形监测中的应用展望

针对我国地质灾害频发的现象,从北斗卫星导航系统的发展现状出发,提出利用北斗系统进行变形监测的方法,并分析了在北斗数据处理过程中所须考虑的各个技术环节,对于北斗卫星导航系统的应用推广以及变形监测技术的发展有一定的参考意义。     

北斗卫星导航系统在地理国情监测中的应用

介绍了北斗卫星导航系统的发展和地理国情监测中的基本情况。通过北斗卫星导航系统单点定位解算验证系统精度。分析了卫星数量、PDOP值、多路径效应、位置精度和速度精度,表明北斗卫星导航系统和GPS系统的定位精度相当。     

我国北斗卫星导航系统应用需求及效益分析

在介绍我国卫星导航系统应用概况的基础上 ,比较分析了北斗卫星导航系统民用的优势和劣势 ,对我国北斗卫星导航系统民用市场的用户数和产值进行了预测 ,并对其作了经济效益和社会效益分析     

我国成功发射第十颗北斗导航卫星

2011年12月2日5时7分,我国在西昌卫星发射中心用＂长征三号甲＂运载火箭,成功将第十颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道,这是北斗导航系统组网的第五颗倾斜地球同步轨道卫星。本次北斗导航卫星的成功发射,标志着我国北斗区域卫星导航系统建设又迈出了重要一步。     

北斗系统对亚太地区导航性能的改善研究

北斗卫星导航系统正式投入运营,使中国成为继美国和俄罗斯之后第三个正式运营全球卫星导航系统的国家。以北斗系统当前所覆盖的亚太地区为研究对象,分别在亚太地区选取五个城市乌鲁木齐、东京、昆明、马尼拉、悉尼,计算全球定位系统、全球定位系统及格洛纳斯卫星导航系统组合、全球定位系统及北斗系统组合在上述五个城市的可见卫星、几何精度衰减因子值和导航精度,以及整个亚太地区平均几何精度衰减因子值和平均导航精度,通过对计算结果的分析来研究我国的北斗系统给当前亚太地区导航用户带来的性能提升效果。     

北斗卫星导航系统在公路测量中的应用

在介绍北斗卫星导航系统组成、原理及发展现状的基础上,重点对北斗卫星导航系统在公路测量领域中的应用进行了分析,重点对基于北斗卫星导航系统的RTK技术在公路测量应用中的技术特点及优势进行了分析,最后,针对北斗卫星导航系统所面临的机遇,在公路测量领域给出了若干建议。     

基于北斗室内外无缝位置服务方案设计

随着北斗卫星导航系统组网的日益完善,基于北斗的位置服务相关产业也在飞速发展。互联网技术的不断成熟,也加速了互联网产业与位置服务产业的结合。本文以我国北斗卫星导航系统为支撑,提出集成北斗卫星导航系统、蓝牙/Wi-Fi技术的室内外无缝定位技术和位置服务技术的方法,为城市室内外无缝定位提供新的思路。     

北斗地基导航信号网络测试方法研究

为尝试解决北斗卫星导航系统在特定区域因信号受遮挡而无法定位或定位精度较差的问题,引入了以伪卫星为基础构成的北斗地基导航信号网络。介绍了北斗地基导航信号网络的系统组成和关键技术,提出了一套测试评估其定位和授时效能的方法,并给出了测试评估的指标建议作为参考,为地基伪卫星增强北斗卫星导航系统的应用及推广提供了相应的评价工具。     

北斗二代卫星厘米级相对定位北大核心CSCD

我国的北斗二代卫星导航定位系统目前已经发射16颗北斗卫星,北斗区域卫星导航系统已建设完成,已经具备我国范围内的初步三维导航定位能力。GPS的相对定位精度在区域范围内可达厘米级,已经广泛应用于测绘、交通等行业,但是北斗系统在相对定位方面的研究还比较少。本文研究北斗高精度相对定位的数据处理方法,通过2012年5月29日的实测数据和处理结果,对10 km左右的基线实现了厘米级精度的北斗卫星高精度相对定位,为北斗二代系统的测试提供了相关试验与结果,同时厘米级的相对定位能力也使得北斗系统能够应用于测绘、交通等行业。     

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。     

北斗系统卫星可见性和精度因子分析

北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的卫星导航定位系统,建成后将为全球用户提供高精度、高可靠的卫星定位、测速和授时服务。采用卫星工具包软件对北斗卫星导航系统在单点和全球范围内的可见卫星数和精度衰减因子值进行仿真分析。结果表明:北斗卫星导航系统在全球范围内的可见性和精度衰减因子值基本上达到预定的要求,特别是在亚太地区性能更优越。     

北斗卫星导航系统动态定位精度测试与分析

随着北斗卫星导航系统的建设与发展推动全球卫星导航事业在民航的发展。介绍了卫星导航系统的定位误差通过与作为真值数据的组合导航定位数据进行比较仿真分析了实测数据下精度因子与可见星数目的占比分布北斗卫星导航系统在低海拔平原地区和高海拔山脉地区均可以提供实时导航定位服务且定位结果均符合《北斗卫星导航系统公开服务性能规范》标准,满足用户的定位要求。      

北斗二代卫星厘米级相对定位

我国的北斗二代卫星导航定位系统目前已经发射16颗北斗卫星,北斗区域卫星导航系统已建设完成,已经具备我国范围内的初步三维导航定位能力。GPS的相对定位精度在区域范围内可达厘米级,已经广泛应用于测绘、交通等行业,但是北斗系统在相对定位方面的研究还比较少。本文研究北斗高精度相对定位的数据处理方法,通过2012年5月29日的实测数据和处理结果,对10 km左右的基线实现了厘米级精度的北斗卫星高精度相对定位,为北斗二代系统的测试提供了相关试验与结果,同时厘米级的相对定位能力也使得北斗系统能够应用于测绘、交通等行业。     

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。