新疆乌鲁木齐北斗GPS定位
新疆乌鲁木齐北斗GPS定位
卫星导航定位系统是由卫星导航系统和用户设备组成的一个综合的信息系统,主要功能是提供全天候、全天时、高精度的定位、测速和授时服务。它可以提供多种服务:
(1)定位导航授时服务(PNT):是北斗卫星导航系统最基本的功能,主要用于导航和授时。
(2)短报文通信服务(SMS):北斗系统中的短消息业务,也是其最主要的应用。主要用于在没有地面基础设施的地区提供通信服务。
(3)精密单点定位服务(PPP):通过星基增强系统,可在全球范围内提供高精度、高可靠定位导航授时服务。
(4)其他还有一些新的功能,例如地基增强系统、区域短报文通信服务等。
北斗卫星导航定位系统是一个由卫星、地面接收机和用户三部分组成的体系。在地面,由基准站网组成,基准站网通过卫星向用户发送基准信息,起到导航定位作用;在地面接收机中,其接收到的信号经卫星转发器再转发给用户,并由用户接收机进行解算。
北斗系统由空间段、地面段和用户段三个部分组成。空间段由5颗地球静止轨道卫星、30颗非静止轨道卫星组成。用户端由支持北斗定位的终端设备组成。
北斗系统工作原理:
- 基准站网
基准站网是指在空间段提供高精度位置服务的系统。它利用空间段所接收到的星历、星地距离和高度角等数据,推算出全球范围内任意点的位置,再将这一位置信息提供给用户,从而实现对用户的定位服务。
目前,在全球范围内已建了7个基准站网:美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的 GLONASS、欧洲的伽利略、日本的 SACS、中国的北斗、印度的 GLONASS和我国的“四维”。
为了给用户提供连续、可靠和高精度的定位服务,各基准站网之间必须进行实时或事后精密坐标转换,并使用户能利用这些转换数据对基准站网进行实时或事后定位解算。为了实现这些目标,必须对各基准站网的数据进行统一处理,使它们能实时地、连续地提供高精度的定位结果。
随着卫星导航定位技术和计算机技术的发展, GPS已逐渐取代了 GLONASS系统在全球范围内提供高精度位置服务,而且它还在不断地改进和完善之中。GLONASS系统与 GPS系统一样,都是由空间部分和地面部分两个部分组成。空间部分是指:北斗卫星导航系统(BDS)由空间信号处理器(SIM)、数据处理器(DPS)、卫星天线和地面站等组成;地面部分是指:地面基准站网和地面监控中心(CORS)。
目前,我国已经建成了北斗卫星导航系统空间信号处理器(SIM),并且建成了全国统一的 GNSS地面监控中心(CORS)。它负责向北斗系统提供所需要的空间信号,包括卫星钟差、轨道钟差、电离层延迟等;接收由用户接收机所捕获到的卫星信号并进行处理,以达到厘米级或毫米级精度;对观测数据进行实时处理和后处理,以得到高精度的三维大地坐标;向用户提供实时定位结果。
卫星天线接收来自卫星的空间信号,通过各种测量设备得到地面观测台站的坐标和时间。地面基准站网是由若干个 GNSS接收机组成,其主要任务是:建立并维护一个地面参考框架,用于用户进行坐标转换;向用户提供高精度的三维大地坐标;对用户的接收机进行初始化处理,以确保在整个观测时段内始终保持导航卫星的可见和可用;向用户提供实时定位结果。
为了提高北斗系统的精度,地面基准站网由若干个 GNSS接收机组成。这些接收机位于各个基准站网内,每台接收机都有一个高精度的时钟和一个用于精密定位解算的卫星钟,其中每个接收机都具有一定的数据率。北斗系统要求每台接收机在用户接收卫星信号之前,必须进行一定时间的初始化,即将卫星钟和数据率固定下来,从而确保每个接收机都能够获得稳定可靠的导航卫星信号。
为了提高定位精度,还必须对地面基准站网进行有效地管理和控制。
一方面要求各基准站网之间能进行实时或事后坐标转换,以满足用户定位精度的要求;另一方面要求各基准站网能向用户提供连续、可靠和高精度的位置信息。这些控制和管理措施主要通过实时或事后精密坐标转换技术来实现。
在此基础上,再通过数据后处理技术,最终可得到用户所需的三维大地坐标。最后,通过网络服务手段向用户提供实时或事后位置信息。
目前,北斗卫星导航系统已建成由三颗中、低轨卫星组成的覆盖全球的北斗二号星座,提供包括区域导航、定位和授时在内的覆盖中国及周边地区的定位服务。