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第二阶段为全面研制和试验阶段。
从1979年到1984年,又陆续发射了7颗试验卫星,研制了各种用途接收机。
实验表明,GPS定位精度远远超过设计标准。
第三阶段为实用组网阶段。
1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功,表明GPS系统进入工程建设阶段。
1993年底实用的GPS网即(21+3)GPS星座已经建成,今后将根据计划更换失效的卫星。
任务二:
借助网络,查询、搜集、整理俄罗斯“格洛纳斯”相关信息并形成概括性文档(至少应包括:
系统发展、系统组成、应用现状)
系统发展
短命"
的格洛纳斯卫星
1982年至1985年间,发射了3颗模拟星和18颗原型卫星用作测试。
由于苏联的卫星和电子设计水平和美国有很大差距,苏联这些测试卫星设计寿命只有一年,真实的平均在轨寿命也只有14个月。
格洛纳斯系统1985年开始正式建设,1985~1986年,6颗真正的格洛纳斯卫星被发射升空,这些卫星对比原型卫星改进了授时和频率标准,增强了频率的稳定性,不过它们的寿命仍然不佳,只有大约16个月的平均寿命。
此后又发射了继续改进的12颗卫星,不过一半的卫星由于发射事故损失了,这些新卫星设计寿命2年,实际平均寿命是22个月。
这样到了1987年,格洛纳斯系统共计发射了包括早期原型卫星在内的30颗卫星,在轨可用卫星9颗,前景一片光明。
1988年开始发射的卫星是进一步改进的版本,这个版本在现在一般称为格洛纳斯卫星。
这些卫星重量1400千克,采用三轴稳定技术和精密铯原子钟,设计寿命进一步提高到3年,在1988年到2000年间这个版本的格洛纳斯卫星发射了54颗之多。
这些卫星都是在拜科努尔发射中心使用质子火箭以一箭三星的方式发射入轨的
系统组成
由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。
GLONASS星座
GLONASS星座由27颗工作星和3颗备份星组成,所以GLONASS星座共由30颗卫星组成。
27颗星均匀地分布在3个近圆形的轨道平面上,这三个轨道平面两两相隔120度,每个轨道面有8颗卫星,同平面内的卫星之间相隔45度,轨道高度2.36万公里,运行周期11小时15分,轨道倾角56度。
地面支持系统
地面支持系统由系统控制中心、中央同步器、遥测遥控站(含激光跟踪站)和外场导航控制设备组成。
地面支持系统的功能由前苏联境内的许多场地来完成。
随着苏联的解体,GLONASS系统由俄罗斯航天局管理,地面支持段已经减少到只有俄罗斯境内的场地了,系统控制中心和中央同步处理器位于莫斯科,遥测遥控站位于圣彼得堡、捷尔诺波尔、埃尼谢斯克和共青城。
用户设备
GLONASS用户设备(即接收机)能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。
GLONASS系统提供军用和民用两种服务。
GLONASS系统绝对定位精度水平方向为16米,垂直方向为25米。
目前,GLONASS系统的主要用途是导航定位,当然与GPS系统一样,也可以广泛应用于各种等级和种类的定位、导航和时频领域等。
与美国的GPS系统不同的是GLONASS系统采用频分多址(FDMA)方式,根据载波频率来区分不同卫星(GPS是码分多址(CDMA),根据调制码来区分卫星)。
每颗GLONASS卫星发播的两种载波的频率分别为L1=1,602+0.5625K(MHZ)和L2=1,246+0.4375K(MHZ),其中K=1~24为每颗
卫星的频率编号。
所有GPS卫星的载波的频率是相同,均为L1=1575.42MHZ和L2=1227.6MHZ。
GLONASS卫星的载波上也调制了两种伪随机噪声码:
S码和P码。
俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。
GLONASS系统单点定位精度水平方向为16M,垂直方向为25M。
GLONASS卫星由质子号运载火箭一箭三星发射入轨,卫星采用三轴稳定体制,整量质量1400KG,设计轨道寿命5年。
所有GLONASS卫星均使用精密铯钟作为其频率基准。
第一颗GLONASS卫星于1982年10月12日发射升空。
到目前为止,共发射了80余颗GLONASS卫星,最近一次是2000年10月13日发射了三颗卫星。
截止2001年1月10日为止尚有10颗GLONASS卫星正在运行。
为进一步提高GLONASS系统的定位能力,开拓广大的民用市场,俄政府计划用4年时间将其更新为GLONASS-M系统。
内容有:
改进一些地面测控站设施;
延长卫星的在轨寿命到8年;
实现系统高的定位精度:
位置精度提高到10~15M,定时精度提高到20~30NS,速度精度达到0.01M/S。
俄计划将系统发播频率改为GPS的频率,并得到美罗克威尔公司的技术支援。
GLONASS系统的主要用途是导航定位,当然与GPS系统一样,也可以广泛应用于各种等级和种类的测量应用、GIS应用和时频应用等。
任务三:
借助网络,查询、搜集、整理概括中国北斗定位相关信息并形成概括性文档(至少包括:
卫星导航系统是重要的空间信息基础设施,中国高度重视卫星导航系统的建设,一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。
2000年,首先建成北斗导航试验系统,使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域,产生显著的经济效益和社会效益。
特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。
为更好地服务于国家建设与发展,满足全球应用需求,我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。
系统组成
北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。
空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。
地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。
用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”、欧盟伽利略等其他卫星导航系统兼容的终端组成。
应用现状
12月27日电(记者孙自法)中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其27日在国务院新闻办公室举行的发布会上表示,北斗的应用从2003年开始一直持续、蓬勃发展,卫星导航的应用只受人们想象力限制,没有做不到、只有想不到。
“北斗应用的春天一定会尽早到来。
”
其称,卫星导航产业前景巨大,它和互联网、移动通信并称为世界上三大IT产业,有专家预计全世界卫星导航产业可以达到5000亿美元左右,中国大概是5000亿人民币左右。
看目前这个势头,会远远超过预计,“因为我们有一个行业统计,今年卫星导航产业已经超过1200亿元人民币,所以我们对卫星导航应用的前景持非常乐观的态度”。
北斗系统后续产业应用方面,还将采取多项措施推动:
一是已经从去年试运行开始着手推进具有自主知识产权的芯片和模块的研发,旨在解决产业链问题;
二是通过联合各行业、各省市推广示范工程,推动北斗应用;
三是标准先行,中国正在筹建全国性的北斗导航标准化技术委员会,统一卫星导航标准。
同时,加强北斗终端产品的统一测试和认证;
四是作为朝阳产业,卫星导航已经列入到国家高新技术产业,正在制定中长期发展规划。
据介绍,北斗卫星导航试验系统自2003年正式提供服务以来,已在交通运输、海洋渔业、水文监测、气象测报、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾和国家安全等领域得到广泛应用,产生显著的社会和经济效益。
特别是在南方冰冻灾害、四川汶川和青海玉树抗震救灾、北京奥运会及上海世博会期间发挥重要作用。
“北斗应用的大幕已经拉开,中国卫星导航系统建设的‘第三步’已经走在征程上”,冉承其呼吁全社会重视北斗应用。
他援引屈原“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”的诗句表示,“我们一定把北斗建得更好,也一定让北斗更加管用、好用、耐用”。
任务四:
借助网络,查询、搜集伽利略卫星定位系统相关资料,形成文档(至少包括:
伽利略”计划是一种中高度圆轨道卫星定位方案。
“伽利略”卫星导航定位系统的建立将于2007年底之前完成,2008年投入使用,总共发射30颗卫星,其中27颗卫星为工作卫星,3颗为候补卫星。
卫星高度为24126公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内。
该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外,还有2个地面控制中心。
“伽利略”系统将为欧盟成员国和中国的公路、铁路、空中和海洋运输甚至徒步旅行者有保障地提供精度为1米的定位导航服务,从而也将打破美国独霸统全球卫星导航系统的格局。
按计划,首批两枚实验卫星将于2005年末和2006年发射升空。
2003年5月26日,欧盟及欧洲航天局通过了伽利略计划的第一部分,包括于1999年从法国、德国、意大利及英国四国各自提出的不同概念中,经四国的工程师将之整合而成的共同概念。
该系统主要是供民用,与设计作军事用途的GPS系统不同,因美国保留可限制GPS的信号强度、准确度,以及把整组系统关闭的权力,因此当美国介入某场重大战争,民间有可能无法使用GPS。
2003年3月20日,美国联同另外三个国家开始进攻伊拉克,使得欧盟加速去研发一组不受美国控制的定位系统。
欧盟及欧洲航天局于2002年3月接受了计划的注资,并在2003年5月26日作报告,至2005年年底,其资金为11亿欧元。
该系统将使用30颗人造卫星,会于2006年至2010年间陆续发射升空,并将于2010年供民间使用。
系统的总耗资将达30亿欧元,包括在地球上的控制中心等内部架构,它们将会于2006年至2007年间建造
2004年6月,欧盟通过系统使用频率的标准,将采用美国的“二进制偏置载蘋1.1”标准,使欧美双方军力均可互相拦截对方系统的信号,从而无需把整组系统关掉。
2005年12月28日,格林尼治时间清晨5点19分,“伽利略”系统的首颗实验卫星“GIOVE-A”由俄罗斯“联盟-FG”火箭从哈萨克斯坦的拜科鲁尔航天中心发射升空。
“伽利略”计划是一种中高度圆轨道卫星定位方案。
“伽利略”系统将为欧盟成员国和中国的公路、铁路、空中和海洋运输甚至徒步旅行者有保障地提供精度为1米的定位导航服务,从而也将打破美国独霸全球卫星导航的格局。
伽利略系统由空间段、地面段、用户三部分组成。
空间段由分布在3个轨道上的30颗中等高度轨道卫星(MEO)构成,每个轨道面上有10颗卫星,9颗正常工作,1颗运行备用;
轨道面倾角56度。
地面段包括全球地面控制段、全球地面任务段、全球域网、导航管理中心、地面支持设施、地面管理机构。
用户端主要就是用户接收机及其等同产品,伽利略系统考虑将与GPS、GLONASS的导航信号一起组成复合型卫星导航系统,因此用户接收机将是多用途、兼容性接收机。
任务五:
对比全球四大卫星定位系统异同点。
卫星
卫星数
轨道
精度
用途
美国GPS
24颗
高度约20200公里,分布在6条交点互隔60度的轨道面上;
约为10米;
军民两用
俄罗斯“格洛纳斯”
目前有24颗卫星正常工作、3颗维修中、3颗备用、1颗测试中。
轨道高度19100千米,倾角64.8°
10米左右;
军民两用;
中国北斗
5个静止30非静止
别位于东经80和140的赤道上
水平精度100米
最主要的还是军用
伽利略卫星定位系统
30颗
23,222公里(MEO)
三条轨道,56°
倾角
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