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。     

北斗系统“第三步”组网建设工作下半年开始

据中国卫星导航系统管理办公室高工王如龙在题为“北斗卫星导航系统建设与应用”的报告中介绍：在系统建设方面,对覆盖亚太地区的服务信号的监测评估数据表明,已建成运行的北斗卫星导航系统区域系统服务性能满足10 m的指标要求,部分地区性能略优于10m 。如在北京、郑州、西安、乌鲁木齐等地区,定位精度可达7m左右;在东盟国家等低纬度地区,定位精度可达到5 m左右。根据系统建设计划,北斗系统将于2014年下半年发射新一代的北斗导航卫星,开始北斗系统“第三步”组网建设工作。目前,北斗全球系统关键技术攻关已基本完成,即将进入工程化阶段,后续将发射30多颗导航卫星。2020年左右,北斗系统实现全球覆盖后,系统性能也将达到同期国际先进水平。     

北斗系统正式提供区域服务

2012年12月27日,北斗卫星导航系统新闻发布会在国务院新闻办公室新闻发布厅召开。     

北斗卫星导航系统试运行服务性能评估

针对北斗区域卫星导航系统试运行服务,给出了系统覆盖区、服务精度、服务连续性、服务可用性的测试方法及计算公式。测试结果表明,北斗区域卫星导航系统运行稳定、可靠,能够为覆盖区内用户提供20m(95%)左右的定位精度,且其服务连续性指标优于0.92/h,可用性指标优于90%。随着系统研制建设的全面完成,有望全面达到系统设计的指标要求。     

对两种卫星导航系统性能进行的几点比较

首先介绍了我国自主研发的北斗卫星导航系统与欧洲的伽利略卫星导航系统的组成及发展现状,然后从系统参数、定位精度、衰减因子值和可见星数等方面对比分析了两个系统的性能,得出了一些有益结论。作为欧盟建立伽利略卫星导航系统的主要合作伙伴,在加快建设我国的北斗卫星导航系统的同时,积极参与、开发伽利略卫星导航系统在我国的应用具有重要的意义。     

北斗卫星姿态偏航控制模式预报

针对精密定轨中需要精确获取不同姿态控制模式起止时间的问题,研究了北斗导航卫星不同姿态控制模式的预报方法。首先介绍了姿态控制模式的定义以及国内外导航卫星采用的姿控模式;然后利用矢量分析法研究分析了动偏、零偏与连续动偏控制及其预报方法,并编写了一套姿控模式预报程序;最后利用北斗卫星的实测数据进行了试验分析。结果表明:北斗姿态控制模式预报精度优于1 min;连续动偏机动持续约40 min,对卫星的有效观测弧段影响小于1 h。     

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。     

北斗接收机动态定位精度测试与分析

随着北斗卫星导航系统建设和导航定位服务能力的发展,北斗卫星导航系统的多模芯片、天线、板块等关键技术已取得突破,掌握了自主知识产权,实现了产品化,国内目前已有北斗二代接收机研制成功。以差分GPS定位数据为真值,运用"跑车"测试法获取北斗接收机动态定位数据,通过与真值数据进行比对,获取北斗接收机动态定位误差数据,解算出动态定位精度,通过分析定位误差数据,可以为下一步提高接收机动态精度提供参考和依据。     

面向北斗三号的湖北省北斗地基增强系统建设

随着北斗三号卫星导航系统(BDS-3)的全面建成,湖北省北斗地基增强系统需要进行整网软硬件升级与改造,以实现对BDS-3卫星的兼容. 本文详细介绍了此次升级的内容:包括72台True CORS R1接收机的板卡硬件升级与固件包升级,增加对BDS-3的支持;TrueNET平台的软件升级;升级之后进行了接收机回归测试及系统精度测试:开展了新增频点的数据质量分析及双差质量分析,以及对RINEX原始文件进行了卫星数、高度角等分析;接收机软件研发完成后进行了整机性能测试,各项指标均满足要求;系统精度测试结果标明:网络实时动态(RTK)定位精度水平优于3 cm,垂直优于5 cm;差分全球导航卫星系统(DGNSS)定位精度水平优于1 m,垂直优于2 m.      

北斗在轨卫星钟产品质量分析

星载原子钟是卫星导航系统的星上时间基准,其性能的优劣直接决定了导航定位服务的质量。我国BDS目前处于全面建设阶段,对BDS卫星钟产品进行质量分析以及在轨星载原子钟的性能评估是一项重要的工作。目前,多个GNSS分析中心同时提供BDS卫星钟差产品,但对于不同分析中心的钟差产品特性对比和分析却鲜有报道。因此,本文从连续性指标、一致性指标、拟合精度指标、预报特性指标,对CODE、GFZ和WHU分析中心的北斗卫星钟差不同采样间隔数据进行了对比和分析。同时,基于北斗卫星钟产品对北斗系统星载原子钟短期频率稳定性进行了评估,得出了一些有益的结论。     

基于北斗的卫星导航定位服务系统升级探索

选取重庆市5个基准站开展了基于北斗的卫星导航定位服务系统升级改造,融合了BDS、GPS、GLONASS多星多频数据,提高了定位精度;同时,用户公共观测卫星数量明显提升,缩短了用户初始化时间,提高了作业效率,提升了重庆市现代测绘基准体系信息化应用服务水平,为下一步全市全面开展北斗卫星导航定位服务系统改造升级提供了经验。测试结果表明,改造后的系统可有效解决山地城市局部地区卫星定位困难的问题,改造后的三星网络RTK平面精度为3 cm,空间三维坐标精度优于5 cm,RTK的精度水平、全天可用性和可靠性均能满足工程测绘技术要求。     

利用卫星分布概率对BDS-3性能的评估

为了研究北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)在全球范围内的服务性能,基于卫星的分布概率,分别对北斗全球卫星导航系统(简称北斗三号系统,BDS-3)和北斗二号系统(BDS-2)在"一带一路"沿线,以及BDS-3在全球范围的可见卫星数和精度因子进行了预测和评估,重...     

北斗系统锋芒初露

当前全球有四大卫星定位系统,分别是美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲在建的Galileo系统和中国的北斗系统。我国从2000年开始,陆续发射了四颗“北斗一号”试验导航卫星,组成了我国第一个卫星导航定位系统。2007年4月14日,我国成功发射了第一颗“北斗二号”导航卫星,这标志着北斗系统由一代开始向二代过渡。     

北斗高精度手持机在航测外业中的应用

中国北斗卫星的正式民用,使北斗多星系统的高精度接收机得到了快速的发展,单点测量的定位精度得到了一定的提高,通过在北京、新疆等地的测试,对北斗多星系统的高精度手持机的精度进行了检测,改进了原有的航测外业作业模式,促进了北斗卫星导航系统在航测外业中的新应用。     

多频多模GNSS接收机差分相位偏差的短期时变特性

随着中国北斗三号全球导航卫星系统(BeiDou-3 Navigation Satellite System,BDS-3)的建成、欧盟伽利略系统(Galileo)及日本准天顶卫星系统(quasi-zenith satellite system,QZSS)的发展,越来越多的卫星可用于反演大气电离层.通常,接收机差分码偏差(differential code biases,DCB)的短时变化被认为是利用全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)反演电离层的重要误差来源,然而,有研究表明,接收机差分相位偏差(differential phase biases,DPB)的短时变化也有可能影响电离层反演的精度和可靠性.为此,本文提出了基于站间单差模型并采用不变换参考星策略来估计接收机DPB的方法,可实现接收机DPB的连续估计.基于几台可跟踪BDS-3信号的多频多模接收机采集的数据,对BDS-3、Galileo、GPS和QZSS重叠频率组合的DPB进行了分析.结果表明,四系统的接收机DPB日变化都是很明显的,并且和温度有很强的相关性;基于不同系统重叠频率组合的DPB之间存在强相关;基于相同类型接收机的DPB的变化也存在明显的相关性.     

InSAR与北斗/GNSS综合方法监测地表形变研究现状与展望

作为蓬勃发展的空间大地测量技术,InSAR和北斗/GNSS在地表形变监测中具有独特优势。应用两种手段开展综合测量,可充分利用其互补性,实现北斗/GNSS高时间分辨率与InSAR高空间分辨率的有机统一。本文首先介绍了InSAR与北斗/GNSS监测地表形变的基本原理,重点探讨了InSAR研究在20余年内的理论发展;其次综述了InSAR与北斗/GNSS技术集成及数据融合研究的最新进展;然后总结分析了当前地表形变监测应用所面临的关键问题及挑战;最后对InSAR与北斗/GNSS综合测量方法的发展趋势进行了展望。     

基于北斗GNSS与InSAR的新疆阿勒泰煤矿开采沉陷监测

地表沉降是煤矿开采中不可避免遇到的问题,过大的沉降不仅威胁到地表建筑的安全,更对地下矿井结构的稳定性有严重影响,因此必须引起高度重视。传统的水准监测方法在大面积沉降监测中效率低且监测数据需人工处理,智能化水平不高。因此,本文结合北斗全球导航卫星系统（GNSS）与合成孔径雷达干涉测量（InSAR）两种监测技术,通过数据融合算法将两种监测结果融合,并将该项技术应用到新疆阿勒泰煤矿开采沉陷监测中,绘制了该地区沉陷速率曲线,最后将融合算法得到的沉陷数据与传统水准监测结果进行对比,结果表明,融合算法得到的沉陷数据与水准监测数据基本一致。     

区域北斗地基增强系统动态服务精度分析

分析了北斗卫星导航系统数据模型,并通过实际案例测试了其动态服务精度。结果表明,区域北斗地基增强系统的动态服务精度指标完全达到了相关标准的要求,特别是BDS+GPS组合较之传统GPS增强系统有较大的提升,体现了多系统融合的优势,也为北斗卫星导航系统在相关领域的推广应用提供了丰富的数据支撑。     

北斗系统创新发展与前景预测

随着旺盛的卫星应用社会需求及航天新技术的迅猛发展,天基无线电系统相互交叉融合已成趋势。北斗系统从两颗卫星起步,以快速定位报告(RDSS)与短报文通信(MSS)业务为特色建成中国第一代卫星导航定位系统。随后,用8年时间构建了RNSS连续导航与RDSS定位报告相结合的北斗技术体制,完成了亚太地区覆盖。通过有效的卫星无线电频率兼容设计与国际协调,北斗系统是世界上第一个被国际电信联盟(ITU)规则认可的RNSS、RDSS、MSS三大业务相结合的卫星无线电系统。本文阐述了北斗系统在创新超越理念下的三大业务、四大功能的发展历程、技术体制、主要特点及前景预测。     

CNMC方法改进北斗/伪卫星协同定位精度分析

目前北斗卫星导航系统在轨卫星数量有限,在山坳及高楼林立的"城市峡谷"等特殊环境中,卫星信号易受遮挡造成用户定位精度降低或中断用户定位的连续性,通过加入伪卫星可有效减弱用户可见北斗卫星数目不足的问题。在北斗卫星和伪卫星协同定位中,需要正确处理北斗卫星和伪卫星伪距观测值中的多路径,以获取更好的定位精度。目前CNMC方法可有效减弱北斗卫星伪距观测值中的多路径影响,但由于信号传播路径不同所导致的观测误差特性不同,该方法不能直接应用于伪卫星的伪距数据处理中。针对伪卫星多路径处理问题,本文对CNMC方法进行了改进。在实际伪卫星试验场中进行了北斗/伪卫星动态协同定位试验,结果表明:使用CNMC方法对北斗卫星和地面伪卫星的伪距观测值处理后,三维定位精度由2.326m改进到了1.936m,定位稳定性也得到提升。