《北斗卫星导航系统.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北斗卫星导航系统.pptx（91页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、发展之路第1页/共91页第2页/共91页（一）竞相发展的全球卫星导航系统（一）竞相发展的全球卫星导航系统一、世界卫星导航发展中的北斗一、世界卫星导航发展中的北斗（二）北斗对中国的贡献（二）北斗对中国的贡献（三）北斗对世界的贡献（三）北斗对世界的贡献第3页/共91页美国GPS欧盟伽利略俄罗斯GLONASS中国北斗（一）竞相发展的全球卫星导航系统第4页/共91页1、系统状态：四大系统卫星在轨数量变化情况 20202020年年GPSGPS3636颗颗GLONASSGLONASS3030颗颗北斗北斗3535颗颗GALILEOGALILEO3030颗颗第5页/共91页2 2、服务性能：、服务性能：GPS
2、GPS导航信号发展情况导航信号发展情况ARNS Band RNSS Band ARNS Band P(Y)C/AL5ML2CL1CL1L2L5Block IIA,1990Block III,2013Block IIR-M,2005Block IIF,2010 2005年12月(artists concept)新信号原信号本页图片摘自ICG-3会议1575.421227.6-250-240-230-220Power Spectrum(dBW/Hz)Frequency(MHz)第6页/共91页服务性能：服务性能：GNSSGNSS导航信号发展情况导航信号发展情况第7页/共91页服务性能：空间信号精度
3、提升情况服务性能：空间信号精度提升情况GPS本页图片摘自ICG-4会议GLONASS第8页/共91页陆地应用海洋应用航空应用航天应用大众消费3、应用：卫星导航应用增长情况 第9页/共91页（二）北斗对中国的贡献（二）北斗对中国的贡献（二）北斗对中国的贡献（二）北斗对中国的贡献（一）竞相发展的全球卫星导航系统（一）竞相发展的全球卫星导航系统一、世界卫星导航发展中的北斗一、世界卫星导航发展中的北斗（三）北斗对世界的贡献（三）北斗对世界的贡献第10页/共91页1、建成试验系统，实现从无到有、建成试验系统，实现从无到有2000年10月31日东经140度2000年12月21日东经80度2003年5月25
4、日东经度第11页/共91页2 2、星箭组批生产，启动组网发射、星箭组批生产，启动组网发射2007年4月14日MEO卫星2009年4月15日GEO卫星2010年1月17日GEO卫星第12页/共91页卫星卫星运载火箭运载火箭第13页/共91页3、关键技术攻关，致力持续发展、关键技术攻关，致力持续发展第14页/共91页4、发挥系统特色，应用初见成效、发挥系统特色，应用初见成效第15页/共91页5、培育人才队伍，奠定发展基础、培育人才队伍，奠定发展基础第16页/共91页（二）北斗对中国的贡献（二）北斗对中国的贡献（一）竞相发展的全球卫星导航系统（一）竞相发展的全球卫星导航系统一、世界卫星导航发展中的北
5、斗一、世界卫星导航发展中的北斗（三）北斗对世界的贡献（三）北斗对世界的贡献（三）北斗对世界的贡献（三）北斗对世界的贡献第17页/共91页1164MHz1300MHz1215MHz 1260MHz1559MHz 1610MHz卫星导航L频段 1、新增导航频率资源，开辟新的发展空间1164MHz1300MHz1215MHz 1260MHz1559MHz 1610MHz新增新增2000年世界无线电通信大会第18页/共91页北斗北斗GPSGLONASS伽利略2、促进全球竞争合作，推动系统共同发展竞争合作竞争合作共同发展共同发展第19页/共91页第20页/共91页二、世界卫星导航竞争中的北斗二、世界卫星
6、导航竞争中的北斗挑战一：建设高性能的北斗卫星导航系统 挑战二：建设高可靠的北斗卫星导航系统 挑战三：发展高效益的北斗卫星导航系统 挑战一：建设高性能的北斗卫星导航系统挑战一：建设高性能的北斗卫星导航系统 第21页/共91页建设高性能的北斗卫星导航系统，核心是拥有一套富有特色的、拥有自主知识产建设高性能的北斗卫星导航系统，核心是拥有一套富有特色的、拥有自主知识产权的新体制、新方案，包含多项关键技术。例如：权的新体制、新方案，包含多项关键技术。例如：先进的导航信号体制星间链路和自主运行高精度星载原子钟技术第22页/共91页先进的导航信号方案先进的导航信号方案第23页/共91页星间链路和自主运行星间
7、链路和自主运行 第24页/共91页高精度星载原子钟技术高精度星载原子钟技术 第25页/共91页二、世界卫星导航竞争中的北斗二、世界卫星导航竞争中的北斗挑战一：建设高性能的北斗卫星导航系统 挑战二：建设高可靠的北斗卫星导航系统 挑战三：发展高效益北斗卫星导航系统 挑战二：建设高可靠的北斗卫星导航系统挑战二：建设高可靠的北斗卫星导航系统 第26页/共91页建建设设高高可可靠靠的的北北斗斗卫卫星星导导航航系系统统，核核心心是是实实现现与与世世界界其其他他全全球球卫卫星星导导航航系系统统同同等等甚甚至至更更优优的的可可用用性性、连连续续性性、完完好好性性的的系系统统指指标标，这这将将是是我我国国航航天
8、天史史上上一一项项系系统统极为复杂、规模庞大的可靠性工程。例如：极为复杂、规模庞大的可靠性工程。例如：系统可靠性设计星箭批产和高密度发射大型复杂星座运行控制与管理第27页/共91页系统可靠性设计系统可靠性设计 观念体制方法系统目标:高可靠可靠性设计第28页/共91页总数 50颗2010年2020年星箭批产和高密度发射星箭批产和高密度发射 第29页/共91页大型复杂星座控制与管理大型复杂星座控制与管理第30页/共91页二、世界卫星导航竞争中的北斗二、世界卫星导航竞争中的北斗挑战一：建设高性能的北斗卫星导航系统 挑战二：建设高可靠的北斗卫星导航系统 挑战三：发展高效益的北斗卫星导航系统 挑战三：发
9、展高效益的北斗卫星导航系统挑战三：发展高效益的北斗卫星导航系统第31页/共91页发展高效益的北斗卫星导航系统，核心是在国外系统竞争的情况下，在较短时间内发展高效益的北斗卫星导航系统，核心是在国外系统竞争的情况下，在较短时间内完成北斗在国家经济安全领域的推广应用和在大众市场的迅速扩展。主要挑战有：完成北斗在国家经济安全领域的推广应用和在大众市场的迅速扩展。主要挑战有：核心自主知识产权的接收机芯片核心自主知识产权的接收机芯片有竞争力的应用解决方案和规模推广策有竞争力的应用解决方案和规模推广策略略第32页/共91页核心自主知识产权的接收机芯片核心自主知识产权的接收机芯片芯片自主创新目 标掌握核心技术
10、掌握核心技术保护自主知识产权保护自主知识产权提高核心竞争力提高核心竞争力第33页/共91页有竞争力的应用解决方案和规模推广策略有竞争力的应用解决方案和规模推广策略 第34页/共91页历史机遇：历史机遇：历史机遇：历史机遇：国家战略需求迫切国家战略需求迫切国家经济实力保障国家经济实力保障实施导航重大专项实施导航重大专项第35页/共91页把把握握机机遇遇，迎迎接接挑挑战战，实实现现“质质量量、安安全全、应应用用、效效益益”的的目目标标，需需要要创创新新组组织织管管理理模模式式，建建立立科科学学的的竞竞争争、激激励励、监监督督、评评价价机机制制，关关注注政政策策、标标准准、人人才才、合合作作、文化、
11、知识产权等。文化、知识产权等。第36页/共91页第37页/共91页（二）服务国家的北斗（二）服务国家的北斗（一）中国特色的北斗（一）中国特色的北斗三、世界卫星导航愿景中的北斗三、世界卫星导航愿景中的北斗（三）面向世界的北斗（三）面向世界的北斗（一）中国特色的北斗（一）中国特色的北斗第38页/共91页20202020年前，建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的全球卫星导航年前，建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的全球卫星导航系统，达到国际一流水准，并具有中国特色。系统，达到国际一流水准，并具有中国特色。（一）中国特色的北斗（一）中国特色的北斗第39页/共91页首先实现我国及周边地区
12、覆盖，然后逐步扩展覆盖全球首先实现我国及周边地区覆盖，然后逐步扩展覆盖全球面向全球提供服务，我国及周边地区可获得更高精度服务面向全球提供服务，我国及周边地区可获得更高精度服务1、发展策略：突出区域、面向全球（一）中国特色的北斗（一）中国特色的北斗第40页/共91页在全球范围内，提供授权服务和免费的开放服务在全球范围内，提供授权服务和免费的开放服务在我国及周边地区，还提供短报文和差分完好性服务在我国及周边地区，还提供短报文和差分完好性服务（一）中国特色的北斗（一）中国特色的北斗2、系统服务第41页/共91页发挥中国特色社会主义的制度优势发挥中国特色社会主义的制度优势发挥市场在资源配置中的基础性作
13、用发挥市场在资源配置中的基础性作用（一）中国特色的北斗（一）中国特色的北斗3、组织实施：充分发挥新形势下的举国体制作用 第42页/共91页（二）服务国家的北斗（二）服务国家的北斗（一）中国特色的北斗（一）中国特色的北斗（三）走向世界的北斗（三）走向世界的北斗（二）服务国家的北斗（二）服务国家的北斗三、世界卫星导航愿景中的北斗三、世界卫星导航愿景中的北斗第43页/共91页卫卫星星导导航航应应用用，只只有有想想不不到到的的，没没有有做做不不到到的的。未未来来，北北斗斗将将为为我我国国提提供供统统一一的的时时空空基基准准服服务务，在在我我国国国国家家安安全全和和国国民民经经济济社社会会各各领领域域得
14、得到到广广泛泛应应用用，保保障障国国家家经经济济社社会会安安全全，转转变变国国民民经经济济发发展展方方式式，成成为为战战略略性性新新兴兴产产业业，促促进进信信息息化化建建设设的的跨跨跃式发展。跃式发展。（二）服务国家的北斗（二）服务国家的北斗第44页/共91页充充分分发发挥挥卫卫星星导导航航产产业业关关联联度度高高、渗渗透透性性强强的的特特点点，不不断断衍衍生生出出新新应应用用、新产品、新市场，进一步拓展卫星导航服务领域和应用规模，实现卫星导航无处不在。新产品、新市场，进一步拓展卫星导航服务领域和应用规模，实现卫星导航无处不在。1、推动应用领域创新，提升应用规模、推动应用领域创新，提升应用规模
15、第45页/共91页“创新应用，方法先行创新应用，方法先行”。发挥卫星导航应用只受想象力限制的特点，持续创新。发挥卫星导航应用只受想象力限制的特点，持续创新应用方法，深度挖掘应用潜力，大幅提升应用质量。应用方法，深度挖掘应用潜力，大幅提升应用质量。2、推动应用方式创新，提升应用质量、推动应用方式创新，提升应用质量第46页/共91页充充分分发发挥挥卫卫星星导导航航与与其其他他信信息息产产业业间间互互补补、融融合合、增增值值的的特特点点，创创新新应应用价值，提升应用效果，成为我国经济社会增收增效的用价值，提升应用效果，成为我国经济社会增收增效的“新引擎新引擎”。3、推动应用价值创新，提升应用效用、推
16、动应用价值创新，提升应用效用第47页/共91页（二）服务国家的北斗（二）服务国家的北斗（一）中国特色的北斗（一）中国特色的北斗（三）面向世界的北斗（三）面向世界的北斗（三）面向世界的北斗（三）面向世界的北斗三、世界卫星导航愿景中的北斗三、世界卫星导航愿景中的北斗第48页/共91页 1 1、作为全球卫星导航系统核心供应商之一，将、作为全球卫星导航系统核心供应商之一，将致力致力 于推动全球卫星导航系统建设和产业发于推动全球卫星导航系统建设和产业发展。展。2 2、通过国际交流合作，将致力于实现与世界其、通过国际交流合作，将致力于实现与世界其他卫星导航系统的兼容互操作，为用户提供更他卫星导航系统的兼容
17、互操作，为用户提供更好的服务。好的服务。3 3、融入国际民航、海事等标准体系，使北斗拥、融入国际民航、海事等标准体系，使北斗拥有其他全球卫星导航系统全球应用的同等质量有其他全球卫星导航系统全球应用的同等质量和同等地位。和同等地位。（三）面向世界的北斗（三）面向世界的北斗第49页/共91页系统概述第50页/共91页1.1.基本原则基本原则2.2.系统基本描述系统基本描述3.3.系统部署系统部署 4.4.应用应用5.5.兼容与互操作兼容与互操作6.6.结论结论51内容第51页/共91页1.1.基本原则基本原则2.2.系统基本描述系统基本描述3.3.系统部署系统部署 4.4.应用应用5.5.兼容与互
18、操作兼容与互操作6.6.结论结论内容52第52页/共91页 中国自上世纪80年代决策建设独立自主的卫星导航系统。2003年，北斗卫星导航试验系统建成，并在多个领域进行了很好的应用。目前，北斗卫星导航系统正在建设当中。53第53页/共91页开放性自主性兼容性渐进性 基本原则54第54页/共91页 基本原则55u开放性 北斗卫星导航系统将为用户免费提供高质量的开放服务，并且欢迎全世界的用户使用北斗系统。中国将与其他国家就卫星导航有关问题进行广泛深入的交流，以推动GNSS及其相关技术和产业的发展。第55页/共91页基本原则56u自主性 中国将独立自主地发展和运行北斗卫星导航系统。北斗系统能够独立为全
19、球用户提供服务，尤其是将为亚太地区提供更高质量的服务。第56页/共91页基本原则57u兼容性 北斗系统将致力于实现与其他卫星导航系统的兼容和互操作。第57页/共91页 基本原则58u渐进性 北斗卫星导航系统将依据中国的技术和经济发展实际，遵循循序渐进的模式建设。北斗系统将通过改进系统性能，确保系统建设阶段平稳过渡，为用户提供长期连续的服务。第58页/共91页1.1.基本原则基本原则2.2.系统基本描述系统基本描述3.3.系统部署系统部署 4.4.应用应用5.5.兼容与互操作兼容与互操作6.6.结论结论内容59第59页/共91页系统描述系统描述60系统组成信号特征时间系统坐标系统服务和性能第60
20、页/共91页系统组成系统组成星座GEO 卫星MEO 卫星u空间段5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星61第61页/共91页 地面段由主控站、上行注入站和监测站组成。系统组成系统组成u地面段62第62页/共91页 用户段由北斗用户终端以及与其他GNSS兼容的终端组成。北斗系统的用户终端北斗系统的用户终端u用户段系统组成63第63页/共91页u用户段系统组成64 用户终端研制进展顺利，相关的政策和标准也在研究和制定当中。北斗系统民用信号ICD文件（版本）的技术准备已完成，北斗系统民用信号ICD文件及其更新将逐步在北斗系统政府网站上发布。第64页/共91页信号特征u频段65截至截至星座星座信号（
21、实际发射）信号（实际发射）2012年年5GEO+5IGSO+4MEO（区域服务）（区域服务）主要是北斗系统第二阶段信号主要是北斗系统第二阶段信号2020年年5GEO+3IGSO+27MEO（全球服务）（全球服务）主要是北斗系统第三阶段信号主要是北斗系统第三阶段信号第65页/共91页u北斗系统第二阶段信号信号特征66信号信号中心频点中心频点(MHz)码速率码速率(cps)带宽带宽(MHz)调制方式调制方式服务类型服务类型B1(I)1561.0982.0464.092QPSK开放开放B1(Q)2.046授权授权B2(I)1207.142.04624QPSK开放开放B2(Q)10.23授权授权B31
22、268.5210.2324QPSK授权授权第66页/共91页67u北斗系统第三阶段信号信号信号中心频点中心频点(MHz)码速率码速率(cps)数据数据/符号速率符号速率(bps/sps)调制方式调制方式服务类型服务类型B1-CD1575.421.02350/100MBOC(6,1,1/11)开放开放B1-CPNoB1-A2.04650/100BOC（14，2）授权授权NoB2aD1191.79510.2325/50AltBOC(15,10)开放开放B2aPNoB2bD50/100B2bPNoB31268.5210.23500bpsQPSK(10)授权授权B3-AD2.557550/100BOC
23、(15,2.5)授权授权B3-APNo第67页/共91页时间系统68u北斗时（BDT）溯源到协调世界时UTC（NTSC），与UTC的时间偏差小于100纳秒。BDT的起算历元时间是2006年1月1日零时零分零秒（UTC）。uBDT与GPS时和Galileo时的互操作在北斗设计时间系统时已经考虑，BDT 与GPS时和Galileo时的时差将会被监测和发播。第68页/共91页u北斗系统采用中国2000大地坐标系统（CGS2000）。uCGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5个厘米，对于大多数应用来说，可以不考虑CGS2000 和 ITRF 的坐标转换。坐标系统69第69页/共91页服务
24、和性能u两种全球服务 u开放服务：免费、开放定位精度:10 m授时精度:20 ns测速精度:0.2 m/su授权服务:确保高可靠应用（甚至是在复杂条件下）。70第70页/共91页服务和性能u两种区域服务u广域差分服务定位精度:1 mu短报文通信服务71第71页/共91页内容内容1.1.基本原则基本原则2.2.系统基本描述系统基本描述3.3.系统部署系统部署 4.4.应用应用5.5.兼容与互操作兼容与互操作6.6.结论结论72第72页/共91页部署步骤u第一步北斗卫星导航试验系统 北斗第一阶段73 2000年以来，成功发射3颗GEO卫星，建成北斗卫星导航试验系统。系统能够提供基本的定位、授时和短
25、报文通信服务。2000年10月31日140E2000年12月21日80E2003年5月25日第73页/共91页 作为全球系统，北斗卫星导航系统首先在2012年左右覆盖亚太地区，并将在2020年前覆盖全球。北斗系统第二阶段北斗系统第二阶段 北斗系统第三阶段北斗系统第三阶段2012年左右年左右 2020年前年前部署步骤u第二步全球系统74第74页/共91页 2007年4月，北斗卫星导航系统的首颗MEO（COMPASS-M1）卫星成功发射，确保了ITU频率资料，并完成了大量技术试验。COMPASS-M1发射75第75页/共91页COMPASS-G2发射 2009年4月15日，北斗卫星导航系统的首颗G
26、EO卫星（COMPASS-G2）在西昌卫星发射中心由长征三号丙运载火箭成功发射，验证了GEO导航卫星相关技术。76第76页/共91页新的GEO卫星发射 2010年1月17日，北斗卫星导航系统的第三颗组网卫星在西昌卫星发射中心由长征三号丙运载火箭成功发射，该卫星也是系统的第二颗GEO卫星。77第77页/共91页u2010年1月22日，卫星定点于东经160度并开始发射信号。目前，卫星正在进行在轨测试。第78页/共91页 u截至2012年底，将由长征系列运载火箭陆续发射10余颗卫星。79第79页/共91页内容内容1.基本原则基本原则2.2.系统基本描述系统基本描述3.3.系统部署系统部署 4.4.应
27、用应用5.5.兼容与互操作兼容与互操作6.6.结论结论80第80页/共91页应用81u北斗卫星导航试验系统已在多个领域发挥了非常重要的作用，包括：-测绘-通信-水利-减灾-海事-交通-勘探-森林防火等等第81页/共91页内容内容1.基本原则基本原则2.系统基本描述系统基本描述3.系统部署系统部署 4.应用应用5.兼容与互操作兼容与互操作6.结论结论82第82页/共91页对兼容与互操作的理解有关双边活动兼容与互操作兼容与互操作83第83页/共91页u兼容：单独或共同使用多个卫星导航系统，而不对各自服务或信号的使用产生有害干扰。uITU为射频兼容问题的讨论提供了框架。84兼容第84页/共91页频谱
28、重叠：u导航系统间共享频谱是可行的，不同系统信号间确实存在频谱重叠。u对许多应用来说，开放信号频谱重叠对实现互操作是有益的。85兼容第85页/共91页授权信号频谱分离:u授权信号与开放信号频谱分离是有益的。u信号设计应综合考虑多种因素。u由于频率资源十分有限，目前，授权信号频谱分离十分困难。u现有系统现代化信号和未来新建系统信号的频率资源需求也将难以得到满足。86兼容第86页/共91页u互操作:共同使用多个卫星导航系统的开放服务，能够在用户层面比单独使用一种服务获得更好的能力，而不显著增加接收机的成本和复杂性。87互操作第87页/共91页u获得的效益大于付出的代价u在用户级提供更好的能力u易于互操作接收机的研发u相互播发包括系统时间偏差在内的互操作信息u相近的最大接收功率对互操作是有益的u共同的频谱是重要的u频率多样性对提高抗干扰能力是有益的u 互操作信号 B1-C：B2a：B2b：88互操作第88页/共91页内容内容891.1.基本原则基本原则2.2.系统基本描述系统基本描述3.3.系统部署系统部署 4.4.应用应用5.5.兼容与互操作兼容与互操作6.6.结论结论第89页/共91页第90页/共91页感谢您的观看！第91页/共91页