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GNSS原理及應(yīng)用(第四版) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030640031
- 條形碼：9787030640031 ; 978-7-03-064003-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
GNSS原理及應(yīng)用(第四版) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書是在作者多年從事全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測(cè)量教學(xué)與應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上撰寫而成。全書共13章，第1～4章主要介紹了衛(wèi)星測(cè)量的基本原理，第5～7章主要介紹了衛(wèi)星測(cè)量的誤差來源、技術(shù)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理，第8章主要介紹了衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)的使用與檢驗(yàn)，第9～13章主要介紹了衛(wèi)星測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用。書中重點(diǎn)介紹了衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)的使用與檢驗(yàn)，特別是對(duì)GPS衛(wèi)星測(cè)量技術(shù)在有關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用作了詳細(xì)論述。
GNSS原理及應(yīng)用(第四版) 目錄
目錄
第四版修編說明
第三版修編說明
**版序
**版前言
第1章 緒論 1
1.1 衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展概況 1
1.2 俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng) 2
1.3 歐洲的伽利略系統(tǒng) 3
1.4 中國的北斗衛(wèi)星系統(tǒng) 4
1.5 美國的GPS系統(tǒng) 9
1.6 衛(wèi)星定位技術(shù)相對(duì)于常規(guī)測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn) 11
1.7 GNSS的應(yīng)用 12
習(xí)題 14
第2章 坐標(biāo)系統(tǒng)及時(shí)間系統(tǒng) 15
2.1 協(xié)議天球坐標(biāo)系 15
2.2 協(xié)議地球坐標(biāo)系 19
2.3 協(xié)議地球坐標(biāo)系與協(xié)議天球坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換 22
2.4 國家坐標(biāo)系與地方坐標(biāo)系 23
2.5 GNSS坐標(biāo)系 29
2.6 時(shí)間系統(tǒng) 32
習(xí)題 37
第3章 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及GNSS衛(wèi)星信號(hào) 38
3.1 概述 38
3.2 衛(wèi)星的無攝運(yùn)動(dòng) 38
3.3 衛(wèi)星的瞬時(shí)位置與瞬時(shí)速度計(jì)算 44
3.4 地球人造衛(wèi)星的受攝運(yùn)動(dòng) 46
3.5 GNSS衛(wèi)星星歷 52
3.6 GNSS衛(wèi)星的偽隨機(jī)測(cè)距碼 53
3.7 GPS測(cè)距碼信號(hào)及導(dǎo)航電文 55
3.8 BDS信號(hào)及導(dǎo)航電文 60
3.9 偽距測(cè)量原理 64
3.10 衛(wèi)星的載波信號(hào)及相位測(cè)量原理 66
3.11 美國政府關(guān)于GPS的SA政策 71
習(xí)題 72
第4章 GNSS定位原理 73
4.1 絕對(duì)定位原理 73
4.2 觀測(cè)衛(wèi)星的幾何分布與GNSS測(cè)時(shí) 81
4.3 相對(duì)定位原理 83
4.4 差分GNSS測(cè)量原理 91
4.5 差分GNSS 95
4.6 整周未知數(shù)的確定方法與周跳分析 98
4.7 精密單點(diǎn)定位技術(shù)簡(jiǎn)介 103
習(xí)題 105
第5章 GNSS測(cè)量的誤差來源 106
5.1 GNSS測(cè)量誤差的分類 106
5.2 與GNSS衛(wèi)星有關(guān)的誤差 106
5.3 與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差 110
5.4 與接收機(jī)有關(guān)的誤差 115
5.5 其他誤差來源 117
習(xí)題 118
第6章 GNSS測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)與外業(yè)施測(cè) 119
6.1 GNSS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì) 119
6.2 GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)原則 123
6.3 GNSS控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 125
6.4 GNSS測(cè)前準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書的編寫 130
6.5 GNSS測(cè)量外業(yè)實(shí)施 132
6.6 技術(shù)總結(jié)與上交資料 140
習(xí)題 140
第7章 GNSS測(cè)量數(shù)據(jù)處理 141
7.1 概述 141
7.2 GNSS基線向量的解算 143
7.3 GNSS控制網(wǎng)的三維平差 147
7.4 GNSS基線向量網(wǎng)的二維平差 153
7.5 GNSS高程 157
習(xí)題 163
第8章 GNSS衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī) 164
8.1 GNSS衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)的分類 164
8.2 GNSS接收機(jī)的組成及工作原理 166
8.3 幾種常見GNSS衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī) 169
8.4 GNSS接收機(jī)的選用與檢驗(yàn) 176
習(xí)題 178
第9章 GNSS在控制測(cè)量、精密工程測(cè)量及變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 179
9.1 概述 179
9.2 GNSS在控制測(cè)量中的應(yīng)用 179
9.3 GNSS在精密工程測(cè)量中的作用 181
9.4 GNSS在工程變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 184
習(xí)題 187
第10章 GNSS在航空遙感中的應(yīng)用 188
10.1 概述 188
10.2 常規(guī)空中三角測(cè)量 188
10.3 GNSS輔助空中三角測(cè)量 189
10.4 機(jī)載GNSS天線與攝影機(jī)偏心測(cè)量 191
10.5 GNSS輔助空中三角測(cè)量平差及結(jié)果分析 192
習(xí)題 194
第11章 GNSS在土地資源調(diào)查中的應(yīng)用 195
11.1 土地資源調(diào)查的目的與任務(wù) 195
11.2 土地資源調(diào)查的內(nèi)容與方法 197
11.3 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng) 199
11.4 CORS系統(tǒng)原理 201
11.5 GNSS在土地資源調(diào)查中的應(yīng)用 203
習(xí)題 203
第12章 GNSS在地質(zhì)調(diào)查、地形測(cè)量、地籍測(cè)量及水下地形測(cè)量中的應(yīng)用 204
12.1 概述 204
12.2 GNSS在地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用 204
12.3 GNSS在地形測(cè)量中的應(yīng)用 205
12.4 GNSS在地籍測(cè)量中的應(yīng)用 205
12.5 差分GNSS在水下地形測(cè)量中的應(yīng)用 206
習(xí)題 214
第13章 GNSS在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用 215
13.1 GNSS在地球動(dòng)力學(xué)及地震監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 215
13.2 GNSS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用 216
13.3 GNSS在氣象信息測(cè)量中的應(yīng)用 217
13.4 GNSS在公安、交通系統(tǒng)中的應(yīng)用 220
13.5 GNSS在航海導(dǎo)航中的應(yīng)用 223
13.6 GNSS在航空導(dǎo)航中的應(yīng)用 227
13.7 GNSS在海洋測(cè)繪中的應(yīng)用 229
13.8 GNSS在水土保持生態(tài)建設(shè)中的應(yīng)用 232
13.9 GNSS在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用 236
習(xí)題 239
主要參考文獻(xiàn) 240
附錄 GNSS靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)處理 242
第四版修編說明
第三版修編說明
**版序
**版前言
第1章 緒論 1
1.1 衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展概況 1
1.2 俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng) 2
1.3 歐洲的伽利略系統(tǒng) 3
1.4 中國的北斗衛(wèi)星系統(tǒng) 4
1.5 美國的GPS系統(tǒng) 9
1.6 衛(wèi)星定位技術(shù)相對(duì)于常規(guī)測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn) 11
1.7 GNSS的應(yīng)用 12
習(xí)題 14
第2章 坐標(biāo)系統(tǒng)及時(shí)間系統(tǒng) 15
2.1 協(xié)議天球坐標(biāo)系 15
2.2 協(xié)議地球坐標(biāo)系 19
2.3 協(xié)議地球坐標(biāo)系與協(xié)議天球坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換 22
2.4 國家坐標(biāo)系與地方坐標(biāo)系 23
2.5 GNSS坐標(biāo)系 29
2.6 時(shí)間系統(tǒng) 32
習(xí)題 37
第3章 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及GNSS衛(wèi)星信號(hào) 38
3.1 概述 38
3.2 衛(wèi)星的無攝運(yùn)動(dòng) 38
3.3 衛(wèi)星的瞬時(shí)位置與瞬時(shí)速度計(jì)算 44
3.4 地球人造衛(wèi)星的受攝運(yùn)動(dòng) 46
3.5 GNSS衛(wèi)星星歷 52
3.6 GNSS衛(wèi)星的偽隨機(jī)測(cè)距碼 53
3.7 GPS測(cè)距碼信號(hào)及導(dǎo)航電文 55
3.8 BDS信號(hào)及導(dǎo)航電文 60
3.9 偽距測(cè)量原理 64
3.10 衛(wèi)星的載波信號(hào)及相位測(cè)量原理 66
3.11 美國政府關(guān)于GPS的SA政策 71
習(xí)題 72
第4章 GNSS定位原理 73
4.1 絕對(duì)定位原理 73
4.2 觀測(cè)衛(wèi)星的幾何分布與GNSS測(cè)時(shí) 81
4.3 相對(duì)定位原理 83
4.4 差分GNSS測(cè)量原理 91
4.5 差分GNSS 95
4.6 整周未知數(shù)的確定方法與周跳分析 98
4.7 精密單點(diǎn)定位技術(shù)簡(jiǎn)介 103
習(xí)題 105
第5章 GNSS測(cè)量的誤差來源 106
5.1 GNSS測(cè)量誤差的分類 106
5.2 與GNSS衛(wèi)星有關(guān)的誤差 106
5.3 與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差 110
5.4 與接收機(jī)有關(guān)的誤差 115
5.5 其他誤差來源 117
習(xí)題 118
第6章 GNSS測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)與外業(yè)施測(cè) 119
6.1 GNSS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì) 119
6.2 GNSS控制網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)原則 123
6.3 GNSS控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 125
6.4 GNSS測(cè)前準(zhǔn)備及技術(shù)設(shè)計(jì)書的編寫 130
6.5 GNSS測(cè)量外業(yè)實(shí)施 132
6.6 技術(shù)總結(jié)與上交資料 140
習(xí)題 140
第7章 GNSS測(cè)量數(shù)據(jù)處理 141
7.1 概述 141
7.2 GNSS基線向量的解算 143
7.3 GNSS控制網(wǎng)的三維平差 147
7.4 GNSS基線向量網(wǎng)的二維平差 153
7.5 GNSS高程 157
習(xí)題 163
第8章 GNSS衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī) 164
8.1 GNSS衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)的分類 164
8.2 GNSS接收機(jī)的組成及工作原理 166
8.3 幾種常見GNSS衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī) 169
8.4 GNSS接收機(jī)的選用與檢驗(yàn) 176
習(xí)題 178
第9章 GNSS在控制測(cè)量、精密工程測(cè)量及變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 179
9.1 概述 179
9.2 GNSS在控制測(cè)量中的應(yīng)用 179
9.3 GNSS在精密工程測(cè)量中的作用 181
9.4 GNSS在工程變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 184
習(xí)題 187
第10章 GNSS在航空遙感中的應(yīng)用 188
10.1 概述 188
10.2 常規(guī)空中三角測(cè)量 188
10.3 GNSS輔助空中三角測(cè)量 189
10.4 機(jī)載GNSS天線與攝影機(jī)偏心測(cè)量 191
10.5 GNSS輔助空中三角測(cè)量平差及結(jié)果分析 192
習(xí)題 194
第11章 GNSS在土地資源調(diào)查中的應(yīng)用 195
11.1 土地資源調(diào)查的目的與任務(wù) 195
11.2 土地資源調(diào)查的內(nèi)容與方法 197
11.3 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng) 199
11.4 CORS系統(tǒng)原理 201
11.5 GNSS在土地資源調(diào)查中的應(yīng)用 203
習(xí)題 203
第12章 GNSS在地質(zhì)調(diào)查、地形測(cè)量、地籍測(cè)量及水下地形測(cè)量中的應(yīng)用 204
12.1 概述 204
12.2 GNSS在地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用 204
12.3 GNSS在地形測(cè)量中的應(yīng)用 205
12.4 GNSS在地籍測(cè)量中的應(yīng)用 205
12.5 差分GNSS在水下地形測(cè)量中的應(yīng)用 206
習(xí)題 214
第13章 GNSS在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用 215
13.1 GNSS在地球動(dòng)力學(xué)及地震監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 215
13.2 GNSS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用 216
13.3 GNSS在氣象信息測(cè)量中的應(yīng)用 217
13.4 GNSS在公安、交通系統(tǒng)中的應(yīng)用 220
13.5 GNSS在航海導(dǎo)航中的應(yīng)用 223
13.6 GNSS在航空導(dǎo)航中的應(yīng)用 227
13.7 GNSS在海洋測(cè)繪中的應(yīng)用 229
13.8 GNSS在水土保持生態(tài)建設(shè)中的應(yīng)用 232
13.9 GNSS在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用 236
習(xí)題 239
主要參考文獻(xiàn) 240
附錄 GNSS靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)處理 242
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GNSS原理及應(yīng)用(第四版) 節(jié)選
第1章緒論 GNSS是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（globalnavigation satellite system）的英文縮寫，泛指所有的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)不斷成熟，其導(dǎo)航定位的精度及可靠性越來越高，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。本章主要介紹幾個(gè)主要導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展的概況、特點(diǎn)、組成以及GNSS的應(yīng)用。 1.1衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展概況 1957年10月，世界上**顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射成功，標(biāo)志著空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展跨入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。隨著人造地球衛(wèi)星的不斷發(fā)射，利用衛(wèi)星進(jìn)行定位測(cè)量及導(dǎo)航已成為現(xiàn)實(shí)。 1.1.1初期的衛(wèi)星定位技術(shù) 所謂衛(wèi)星定位技術(shù)，就是指人類利用人造地球衛(wèi)星確定測(cè)站點(diǎn)位置的技術(shù)。*初，人造地球衛(wèi)星僅僅作為一種空間觀測(cè)目標(biāo)，由地面觀測(cè)站對(duì)衛(wèi)星的瞬間位置進(jìn)行攝影測(cè)量，測(cè)定測(cè)站點(diǎn)至衛(wèi)星的方向，建立衛(wèi)星三角網(wǎng)。同時(shí)也可利用激光技術(shù)測(cè)定觀測(cè)站至衛(wèi)星的距離，建立衛(wèi)星測(cè)距網(wǎng)。用上述兩種觀測(cè)方法，均可以實(shí)現(xiàn)大陸同海島的聯(lián)測(cè)定位，解決了常規(guī)大地測(cè)量難以實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)距離聯(lián)測(cè)定位問題。 1966～1972年，美國國家大地測(cè)量局在英國和聯(lián)邦德國測(cè)繪部門的協(xié)作下，用上述方法測(cè)設(shè)了一個(gè)具有45個(gè)測(cè)站點(diǎn)的全球三角網(wǎng)，獲得了.5m的點(diǎn)位精度。然而，這種觀測(cè)和成果換算需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，同時(shí)定位精度較低，并且不能得到點(diǎn)位的地心坐標(biāo)。因此，這種衛(wèi)星測(cè)量方法很快就被衛(wèi)星多普勒定位技術(shù)所取代。這種取代使衛(wèi)星定位技術(shù)從僅僅把衛(wèi)星作為空間測(cè)量目標(biāo)的初級(jí)階段，發(fā)展到了把衛(wèi)星作為空間動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)來觀測(cè)的高級(jí)階段。 1.1.2衛(wèi)星多普勒測(cè)量1958年12月，美國海軍和約翰斯 霍普金斯（Johns Hopkins）大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室為了給北極核潛艇提供全球?qū)Ш剑_始研制一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，稱為美國海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱NNSS（navy navigation satellite system）。在該系統(tǒng)中，因?yàn)樾l(wèi)星軌道面通過地極，所以被稱為“子午（transit）衛(wèi)星系統(tǒng)”。1959年9月美國發(fā)射了**顆試驗(yàn)性衛(wèi)星，經(jīng)過幾年試驗(yàn)，于1964年建成該系統(tǒng)并投入使用。1967年美國政府宣布該系統(tǒng)解密并提供民用。在美國子午衛(wèi)星系統(tǒng)建立的同時(shí)，蘇聯(lián)于1965年也建立了一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，叫作CICADA，該系統(tǒng)有12顆衛(wèi)星。雖然子午衛(wèi)星系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展具有劃時(shí)代的意義，但由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目較 少（6顆工作衛(wèi)星），運(yùn)行高度較低（平均約1000km），從地面站觀測(cè)到衛(wèi)星通過的時(shí)間間隔也較短（平均約1.5小時(shí)），而且因緯度不同而變化，因而不能進(jìn)行三維連續(xù)導(dǎo)航。加之獲得一次導(dǎo)航解所需的時(shí)間較長(zhǎng)，所以難以滿足軍事導(dǎo)航的需求。從大地測(cè)量學(xué)來看，因?yàn)樗亩ㄎ凰俣嚷y(cè)站平均觀測(cè)時(shí)間1～2天），精度較低（單點(diǎn)定位精度3～5m，相對(duì)定位精度約為1m），所以，該系統(tǒng)在大地測(cè)量學(xué)和地球動(dòng)力學(xué)研究方面受到了極大的限制。 1.2俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng) 俄羅斯全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)格洛納斯（global orbiting navigation satellite system，GLONASS）由蘇聯(lián)于1982年開始研制，蘇聯(lián)解體后，該系統(tǒng)由俄羅斯繼承。該系統(tǒng)的星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成，均勻分布在3個(gè)軌道，軌道平面傾角64.8°，衛(wèi)星飛行高度19100km，衛(wèi)星運(yùn)行周期11小時(shí)15分鐘。與美國的GPS系統(tǒng)不同，GLONASS系統(tǒng)使用頻分多址（FDMA）的方式，每顆GLONASS衛(wèi)星廣播兩種信號(hào)——L1和L信號(hào)。具體地說，兩種信號(hào)的頻率分別為L(zhǎng).1602.0.5625.k（MHz）和L.1246.0.4375.k（2MHz），其中k（取值范圍1～24）為每顆衛(wèi)星的1頻率編號(hào)，同一顆衛(wèi)星滿足。按計(jì)劃，該系統(tǒng)于2007年/開始運(yùn)營(yíng)，當(dāng)時(shí)只開放俄羅斯境內(nèi)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)。到2009年，其服務(wù)范圍已經(jīng)拓展到全球。該系統(tǒng)的服務(wù)內(nèi)容主要包括確定陸地、海上及空中目標(biāo)的位置及運(yùn)動(dòng)速度等信息。俄羅斯GLONASS導(dǎo)航定位衛(wèi)星如圖1-1所示。 俄羅斯航天局于2002年前就啟動(dòng)了新一代的GLONASS-K衛(wèi)星的研制工作，新的GLONASS-K衛(wèi)星是全新的設(shè)計(jì)，衛(wèi)星平臺(tái)不密封，衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命10年，重量為995kg。星載原子鐘精度達(dá)到了10.14秒，為提高定位精度提供了更大潛力。另外，為了便于和GPS兼容，GLONASS-K衛(wèi)星除了使用原來的L1和L2頻段頻分多址信號(hào)外，還增加了碼分多址的L1，L2，L3信號(hào)。 為了提高授時(shí)和定1位精2度，3GLONASS-K不僅在原子鐘上做了努力，而且還使用了高性能的溫控系統(tǒng)，使原子鐘溫度波動(dòng)在0.1°～0.5°，降低了溫度變化對(duì)原子鐘精度的影響。此外GLONASS-K還改進(jìn)了衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)，提高了太陽能電池板的指向精度，降低了微重力影響。新的GLONASS-K衛(wèi)星已經(jīng)開始地面測(cè)試。全新的衛(wèi)星平臺(tái)并配合這些改進(jìn)措施，將GLONASS系統(tǒng)的定位精度提高到了一個(gè)新的水平，有望達(dá)到和超過現(xiàn)有GPS標(biāo)準(zhǔn)。在技術(shù)方面，GLONASS與GPS有以下幾點(diǎn)不同之處： （1）衛(wèi)星發(fā)射頻率不同。GPS的衛(wèi)星信號(hào)采用碼分多址體制，每顆衛(wèi)星的信號(hào)頻率和調(diào)制方式相同，不同衛(wèi)星的信號(hào)靠不同的偽碼區(qū)分。而GLONASS采用頻分多址體制，衛(wèi)星靠不同的頻率來區(qū)分，每組頻率的偽隨機(jī)碼相同。基于這個(gè)原因，GLONASS可以防止整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同時(shí)被敵方干擾，因而具有更強(qiáng)的抗干擾能力。 （2）坐標(biāo)系不同。GPS使用世界大地坐標(biāo)系（WGS-84），而GLONASS使用地心坐標(biāo)系（PZ-90）。 （3）時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)不同。GPS系統(tǒng)時(shí)與世界協(xié)調(diào)時(shí)相關(guān)聯(lián)，而GLONASS則與莫斯科標(biāo)準(zhǔn)時(shí)相關(guān)聯(lián)。目前俄羅斯GLONASS已有31顆GLONASS衛(wèi)星同時(shí)在軌運(yùn)行。至此，GLONASS開始提供覆蓋全球的衛(wèi)星導(dǎo)航。 1.3歐洲的伽利略系統(tǒng) 1.3.1伽利略系統(tǒng)的構(gòu)成伽利略定位系統(tǒng)（Galileo positioning system）是一種開放式的以民用為主的衛(wèi)星系統(tǒng)。Galileo系統(tǒng)由分布于3個(gè)軌道平面上的30顆MEO衛(wèi)星構(gòu)成核心星座，其中27顆衛(wèi)星為工作衛(wèi)星，3顆為備用衛(wèi)星，軌道面傾角為56°，衛(wèi)星高度為24126km，其空間衛(wèi)星信號(hào)等效于GPSBlock-ⅡF衛(wèi)星上的信號(hào)，具有在L頻段上和GPS兼容的多頻體制，在無增強(qiáng)情況下可以獲得10m的定位精度。Galileo衛(wèi)星系統(tǒng)空間星座如圖1-2所示。 Galileo衛(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)采用4種位于L波段的頻率來發(fā)射，其頻率分別為：E5a：1176.45MHz；E5b：1207.14MHz（1196.91～1207.14MHz，待定）；Eb：1278.75MHz；E2-L1-El：1575.42MHz。 1.3.2Galileo系統(tǒng)精度指標(biāo)及其服務(wù)領(lǐng)域Galileo系統(tǒng)服務(wù)的精度指標(biāo)及其服務(wù)領(lǐng)域：免費(fèi)公開服務(wù)精度15～20m（單頻）、5～10m（雙頻）；商業(yè)服務(wù)精度5～10m（雙頻）、局部可達(dá)1～10m；公共事業(yè)服務(wù)精度4～6m（雙頻）、局部可達(dá)1m。Galileo系統(tǒng)的基本服務(wù)有導(dǎo)航、定位、授時(shí)；特殊服務(wù)有搜索、救援；擴(kuò)展應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)包括在飛機(jī)導(dǎo)航和著陸系統(tǒng)中的應(yīng)用、鐵路安全運(yùn)行調(diào)度、陸地車隊(duì)運(yùn)輸調(diào)度、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等方面。Galileo衛(wèi)星如圖1-3所示。 1.3.3Galileo系統(tǒng)的特點(diǎn) Galileo系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)： （1）該系統(tǒng)在研制和組建過程中，軍方未直接參與，因此該系統(tǒng)是一個(gè)具有商業(yè)性質(zhì)的民用衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，非軍方用戶在使用該系統(tǒng)時(shí)受到政治因素影響較小。 （2）鑒于GPS在可靠性方面存在的缺陷（用戶在無任何先兆和預(yù)警的情況下，可能面臨系統(tǒng)失效、出錯(cuò)的情況），Galileo系統(tǒng)從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了改進(jìn)，以*大限度地保證系統(tǒng)的可靠性，并及時(shí)向指定用戶提供系統(tǒng)的完備性信息。 （3）采取措施進(jìn)一步提高精度，如在衛(wèi)星上采用了性能更好的原子鐘；地面監(jiān)測(cè)站的數(shù)量更多（30個(gè)左右），分布位置更合理；在接收機(jī)中采用了噪聲抑制技術(shù)等，因而用戶能獲得更好的導(dǎo)航定位精度，系統(tǒng)的服務(wù)面及應(yīng)用領(lǐng)域也更為寬廣。 （4）該系統(tǒng)與GPS既保持相互獨(dú)立，又互相兼容，具有互操作性。相互獨(dú)立可防止或減少兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)用戶產(chǎn)生影響，為此，Galileo系統(tǒng)采用了獨(dú)立的衛(wèi)星星座、地面控制系統(tǒng)及不同的信號(hào)設(shè)計(jì)方案，并且采用了基本獨(dú)立的信號(hào)頻率。兼容性可保證兩個(gè)系統(tǒng)都不會(huì)影響對(duì)方的獨(dú)立工作、干擾對(duì)方的正常運(yùn)行。互操作性是指可用一臺(tái)接收機(jī)同時(shí)接收兩個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)，以保障導(dǎo)航定位的精度、可用性和完好性。 Galileo系統(tǒng)建設(shè)分為四個(gè)階段。**階段（1999～2001）：論證計(jì)劃的必要性、可行性以及落實(shí)具體的實(shí)施措施；定義Galileo系統(tǒng)框架，制訂發(fā)展計(jì)劃。第二階段（2001～2005）：系統(tǒng)研制和衛(wèi)星在軌驗(yàn)證階段。第三階段（2006～2007）：實(shí)施階段，進(jìn)行衛(wèi)星的研制、發(fā)射及地面設(shè)施建設(shè)。第四階段（2008～2020）：運(yùn)行應(yīng)用階段，其任務(wù)是系統(tǒng)的保養(yǎng)和維護(hù)，提供運(yùn)營(yíng)服務(wù)，按計(jì)劃更新衛(wèi)星等。但由于各種原因，伽利略系統(tǒng)并未能按計(jì)劃實(shí)施。 1.4中國的北斗衛(wèi)星系統(tǒng) 1.4.1北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展歷程北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（BeiDou navigation satellite system，BDS）是中國自主設(shè)計(jì)、自主研制、獨(dú)立運(yùn)行的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。該系統(tǒng)致力于向全球用戶提供高質(zhì)量的定位、導(dǎo)航及授時(shí)服務(wù)，并可對(duì)有著更高要求的授權(quán)用戶提供進(jìn)一步的服務(wù)，其軍民兩用目的兼具。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了以下三個(gè)階段。 1.試驗(yàn)系統(tǒng) 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)又稱為北斗一號(hào)，是中國的**代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，即有源區(qū)域衛(wèi)星定位系統(tǒng)。1994年正式立項(xiàng)，2000年發(fā)射2顆衛(wèi)星后即能夠工作，2003年又發(fā)射了一顆備份衛(wèi)星，試驗(yàn)系統(tǒng)完成組建。該系統(tǒng)服務(wù)范圍為東經(jīng)70°～140°，北緯5°～55°。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)于2000年能夠使用后，其定位精度為100m，使用地面參照站校準(zhǔn)后為20m，與當(dāng)時(shí)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)民用碼相當(dāng)。系統(tǒng)用戶能實(shí)現(xiàn)自身的定位，也能向外界報(bào)告自身位置和發(fā)送消息，授時(shí)精度20ns，定位響應(yīng)時(shí)間為1s。因?yàn)槭遣捎蒙倭啃l(wèi)星實(shí)現(xiàn)的有源定位，該系統(tǒng)成本較低，但是系統(tǒng)在定位精度、用戶容量、定位的頻率次數(shù)、隱蔽性等方面均受到限制。另外因?yàn)樵撓到y(tǒng)不具備測(cè)速功能，所以不能用于精確制導(dǎo)武器的導(dǎo)航。 2.正式系統(tǒng) 正式的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也被稱為北斗二號(hào)，是中國的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，英文簡(jiǎn)稱BDS，曾用名COMPASS。“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”一詞一般用來特指第二代系統(tǒng)。此衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)是對(duì)全球提供無源定位，與全球定位系統(tǒng)相似。在計(jì)劃中，整個(gè)系統(tǒng)將由35顆衛(wèi)星組成，其中5顆是靜止軌道衛(wèi)星，并與使用靜止軌道衛(wèi)星的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星試驗(yàn)系統(tǒng)兼容。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)于2004年啟動(dòng)，2011年開始對(duì)中國和周邊提供測(cè)試服務(wù)，2012年12月27日起正式提供衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)，服務(wù)范圍涵蓋亞太大部分地區(qū)，南緯55°到北緯55°、東經(jīng)55°到東經(jīng)180°為一般服務(wù)范圍。該導(dǎo)航系統(tǒng)提供兩種服務(wù)方式，即開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。 開放服務(wù)是在服務(wù)區(qū)免費(fèi)提供定位、測(cè)速、授時(shí)服務(wù)，定位精度為10m，測(cè)速精度0.2m/s，授時(shí)精度10ns，在服務(wù)區(qū)的較邊緣地區(qū)精度稍差。授權(quán)服務(wù)則是向授權(quán)用戶提供更安全與更高精度的定位、測(cè)速、授時(shí)、通信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息。該系統(tǒng)繼承了試驗(yàn)系統(tǒng)的一些功能，因此能在亞太地區(qū)提供無源定位技術(shù)所不能完成的服務(wù)，如短報(bào)文通信。 3.北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 2017年11月5日19時(shí)45分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第二十四、
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