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22. BDS/GPS/GLONASS/Galileo

2023-03-10 16:23:12   0  举报

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22英师7班汪炜灵教学设计结构要素思维导图

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9-22 EDM

GPS信号构成

BDS/GPS/GLONASS/Galileo介绍

学习笔记

作者其他创作

大纲/内容

5颗地球静止轨道(GEO)卫星

27颗中圆地球轨道(MEO)卫星

3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星

空间段

1. 收集各时间同步/注入站、监测站的导航信号监测数据，进行数据处理，生成导航电文等

2. 负责任务规划与调度和系统运行管理与控制

3. 负责星地时间观测比对，想卫星注入导航电文参数

4. 卫星有效载荷监测和异常情况分析等

主控站

主要负责完成星地时间同步测量，向卫星注入导航电文参数

时间同步/注入站

对卫星导航信号进行连续观测，为主控站提供实时观测数据

监测站

地面控制段

1. 能够捕获按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。

2. 当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。

3. 根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息

用户段

中国BDS系统

24颗距地表20200km工作卫星组成，均匀分布在6个轨道面上，轨道倾角为55°

3颗有源备份卫星在轨道运行

空间部分卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，并能保持良好的定位解算精度，这就保证了在时间上连续的全球导航能力。GPS卫星采用两种测距码，即C/A码和P码。P码主要为美国军方服务，C/S码主要开放给民间使用。

1. 根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；

2. 对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星工作；

3. 主控站也具有监控站的功能

位于美国科罗拉多的法尔孔空军基地

1个主控站

作用为接收卫星信号，监测卫星的工作状态

除主控站外，其他4个分别位于夏威夷、阿松森群岛、狄哥伽西亚、卡瓦加兰

5个监控站

作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去

分别位于阿松森群岛、狄哥伽西亚、卡瓦加兰

3个注入站

地面控制部分

作用是接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进行导航定位等工作

由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备(如计算机、气象仪器等)组成

用户部分

美国GPS系统

24颗卫星组成，分布在3个轨道面上，升交点赤经相互间隔120°。

空间部分

1个轨道计算中心

1个计划管理中心

1个坐标时间保障中心

接收处理来自各指令测量站和激光测量站的数据，完成精密轨道计算，产生导航电文，提供坐标时间保障，并发送对卫星的上行数据注入和遥控指令，实现对整个导航系统的管理和控制。

任务

1个地面控制中心

均布设在俄罗斯境内

每站设有C波段无线电测量设备，跟踪测量视野内的GLONASS卫星，接收卫星遥测数据，并将所测得的数据送往地面控制中心进行处理。同时将来自地面控制中心的导航电文和遥控指令发送至卫星。

作用

4个指令测量站

有两个与指令测量站并址，另两个分别设在乌兹别克斯坦和乌克兰境内

跟踪视野内的GLONASS卫星，并将所测得的数据送往地面控制中心进行处理，主要用于校正轨道计算模型和提供坐标时间保障

4个激光测量站

建有GPS/GLONASS监测网，该监测网独立工作，主要用于监测GPS/GLONASS系统的工作状态和完好性

1个监测网

地面监控部分

接收卫星发射的导航信号，并测量其伪距和伪距变化率，同时从卫星信号中提取并处理导航电文。

接收机处理器对上述数据进行处理并计算出用户所在的位置、速度和时间信息。

用户接收机部分

俄罗斯GLONASS系统

30颗轨道高度为23616km的中等高度轨道卫星(MEO)构成

每个轨道面上有1颗备用卫星：某颗卫星失效后，备份卫星将迅速进入工作位置，代替其工作

主要由两个位于欧洲的伽利略控制中心(GCC)和29个分布于全球的伽利略传感器站(GSS)组成，还有分布于全球的5个S波段上行站和10个C波段上行站，用于控制中心与卫星之间的数据交换。控制中心与传感器站之间通过冗余通信网络相连。全球地面部分还提供与服务中心的接口、增值商业服务及与COSPAS-SARSAT的地面部分一起提供搜救服务。

地面段

主要就是用户接收机及其等同产品

用户端

区域设施由监测台提供区域完好性数据，由完好性上行数据链直接或经全球设施地面部分，连同搜救服务商提供的数据，上行传送到卫星。全球最多可设8个区域性地面增强。

区域增强服务设施

局域设置采用增强措施可满足有些用户对局部地区的定位精度、完好性报警时间、信号捕获/重捕等更高的要求。

提供差分校正量与完好性报警(≤1S)

商业数据(差分校正量、地图和数据库)

附加导航信息（伪卫星）

在接收GSM和UMTS基站计算位置信号不良的地区(如地下停车场)，增强定位数据信号

移动通信信道

提供服务