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纵览卫星导航定位系统

发布日期:2003年06月23日字体: 【大】【中】【小】

    卫星导航定位是指利用卫星导航定位系统提供位置、速度及时间等信息来完成对各种地面目标的定位、导航。

我国北斗卫星导航定位系统的特点


  我国今年5月25日发射了“北斗一号”卫星的备份星,它与前两颗“北斗一号”工作星组成了完整的卫星导航定位系统,也是我国第一个卫星导航定位系统。至此,我国成为世界上第三个拥有卫星导航定位系统的国家。据专家介绍,利用若干颗导航定位卫星组成卫星导航系统,相当于一个设置在太空的无线电导航网,它可以在任何时间、任何地点,为用户确定其所在的地理经纬度和高度。“北斗一号”采用双星有源定位体制,可以全天候、全天时提供区域卫星导航信息。


  我国的北斗卫星导航定位系统具有适合中国国情的特点。北斗一号卫星总设计师、高轨道通讯卫星首席专家范本尧介绍说,北斗卫星导航定位系统是世界上第一个建成的区域性卫星导航系统。与全球性的系统相比,它能够在很快的时间内、用较少的经费建成并集中服务于核心区域,是十分符合我国国情的一个卫星导航系统。

我国北斗卫星导航定位系统的应用前景


  北斗卫星导航定位系统在国民经济领域有着非常广泛的应用前景,比如,可为西部和跨省区运营车辆、沿海和内河船舶的监控、调度和遇险救援等等提供廉价、高效、可靠的定位和通信手段;可为水利、气象、石油、海洋、森林防火等部门提供精确的坐标资料;可为通信、电力和交通等关系国民经济命脉的行业提供精确的相关服务。


  北斗导航系统将在太空运行八年,是一个可持续发展的空间系统。据了解,此次组建第一代卫星导航系统之后,我国将着手准备第二代卫星导航系统的建设。第二代系统的功能将更加完善。

我国北斗卫星导航定位系统与其他国家导航定位系统的区别


  GPS系统是美国的国防导航卫星系统,非战时也为民用导航服务。GPS由空间星座、地面控制站和用户设备3部分组成。空间星座由24颗“导航星”卫星组成。GPS星座于1994年3月全部建成。俄罗斯的GLONASS与美国的GPS相似,也是由空间部分、地面监控部分和用户接收机部分组成,使用24颗高度约2万千米左右的卫星组成卫星星座,于1995年12月完成卫星组网。GPS分布在6个轨道平面上,每个轨道平面4颗;GLONASS分布在3个轨道平面上,每个轨道平面有8颗卫星。卫星的分布使得在全球的任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星,由此用户可获得高精度的三维定位数据。GPS定位精度可达15米,测速精度0.1米/秒;GLONASS导航定位精度较低,约为30—100米,测速精度0.15米/秒。并且自完成系统组网后,由于经费短缺,GLONASS的在轨卫星数目不断减少,近几年一直没有达到完全的工作能力。这两个系统都可为全球范围内的飞机、舰船、坦克、地面车辆、步兵、导弹以及航天飞机等提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和精确时间。同时,美俄都在计划进行性能更为先进、使用寿命更长的导航定位卫星计划。


  北斗一号卫星总设计师、高轨道通讯卫星首席专家范本尧说,我国的“北斗一号”导航系统与GPS和GLONASS有很大的不同,一是使用范围不同。“北斗一号”是区域卫星导航系统,只能用于中国及其周边地区;而GPS和GLONASS都是全球导航定位系统,在全球的任何一点,只要卫星信号未被遮蔽或干扰,都能接收到三维坐标。二是卫星的数量和轨道是不同的。“北斗一号”是3颗,位于高度近3.6万千米的地球同步轨道。三是定位原理不同。“北斗一号”是用户先应发射需要定位的信号,通过卫星转发至地面控制中心,地面控制中心解算出位置后再通过卫星转发给用户;而GPS和GLONASS只需要接收4个卫星的位置和时间信息,由自己解算出三维坐标。由于“北斗一号”本身是两维导航系统,仅靠2颗星的观测量尚不能定位,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发或收发信号功能。


  当前,世界许多国家都在开发卫星导航定位系统,如欧洲正在实施“伽利略”计划,建设欧洲独立自主的全球导航定位系统;印度空间研究组织的一名官员日前称,印度拟开发卫星导航系统,计划2007年投入使用,届时印度的导航系统将与GPS、GLONASS和“伽利略”系统相连接;日本则计划投入2000亿日元,建立由3颗卫星组成的“准天顶卫星系统”,据日本海上保安厅称,该系统可以和GPS并用,定位精度高达十几厘米,预计在2008年投入使用。(李迁)

本文编辑:韩雪莲

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