北斗高精度定位技术的运用实践研究

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北斗高精度定位技术的运用实践研究

作者：胡娅莉

来源：《电脑知识与技术》2016年第33期

摘要：现代列车运行系统需要通过实时位置信息定位来实现控制可能，而我国自主研发的北斗卫星系统就能实现针对列车的高精度定位技术，加强列车运行定位结果的可靠性，为列车高速稳定运行提高安全指数。本文主要研究了基于北斗与GPS双模卫星系统的列车高精度定位方法及其相关技术理论实践过程。

关键词：北斗定位；GPS；高精度；双模卫星系统；加权完好算法

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）33-0214-02

北斗卫星导航系统是我国自主研发并独立运行的全球卫星导航系统，它目前已经基本无缝覆盖我国本土及周边地区，在水利防汛、交通运输、森林防火、军事防卫领域都有应用，具有极高的全境范围导航定位可用性。到2020年为止，我国计划建成服务范围覆盖全球的新一代北斗导航系统。

1 关于列车定位

1）列车定位概述

列车定位的精确性与安全可靠性决定了其运行控制系统的稳定，实现了列车的高速运行效率。考虑到现如今铁路环境越来越复杂，针对它的接收卫星数量呈现几何式分布且要求较高，所以应该采用北斗卫星系统配合GPS实现双模双点定位来满足列车轨道占用识别高精度需求。从技术角度讲，两大系统都属于码分多址，都能独立应用，二者相结合在定位精度与完备性方面表现更好，所以文中会给出基于两大系统的双模卫星高精度单点定位算法，增加系统接收可见卫星数量，并改善它们的几何分布。同时也要采用加权自主完好性监测功能来剔除可能存在的故障卫星，进一步提升列车定位的精度与可靠性。

2）北斗与GPS双模卫星系统的定位方式分析

目前在我国，针对列车的北斗卫星设置分布还偏少，所以在观测条件较差的环境中定位列车还存在很大局限性，因此本文选择北斗卫星配合基于原始观测数据的GPS系统，实现双模卫星高精度单点定位目的。从技术层面来看，北斗卫星与GPS观测数据系统在双模组合定位过程中会统一坐标及时间系统，同时考量两定位系统的卫星码偏差异同，所以首先要对其坐标系统实施统一校正。具体来说，一般北斗卫星所采用的都是CGCS2000坐标系，而GPS则采用的是WGS84坐标系统，将两坐标系统在原点、尺度与定向方面统一定义，并设置二者的椭球常数为[a、f、GM、ω]。在这里，扁率[f]是存在微小差异的，这种所产生的坐标差异主要是同一点在两个坐标系在参考椭球扁率差异时所形成的，它的具体转换方式如下：

上海联适导航北斗高精度车辆监控与调度管理系统方案

北斗高精度 大型仓储物流中心车辆监控与调度管理系统 联系人:____________ 联系电话: ___________ 上海联适导航技术有限公司 中国上海

目录 1．行业背景 (2) 2．智能交通国内外的发展背景及意义 (3) 2.1国外的发展现状 (3) 2.1国内研究现状 (4) 3．北斗卫星定位技术的发展 (5) 3.1 北斗卫星导航系统 (6) 3.1.1概述 (6) 3.1.2发展历程 (6) 3.1.3建设原则 (6) 3.1.4发展计划 (7) 3.1.5服务 (7) 3.2北斗卫星导航系统的应用 (8) 3.3北斗卫星导航产业的发展 (8) 1.3.1 北斗二代导航产业链启动，2020年市场规模将超4000亿元 (8) 1.3.2 北斗产业空间巨大，北斗产业规模广阔的增长空间 (9) 4．北斗高精度大型仓储物流车辆监控与调度管理系统 (10) 4.1车载终端设计 (11) 4.1.1 GPRS/3G通讯模块 (12) 4.1.2 北斗高精度RTK设备 (13) 4.2监控调度管理中心设计 (13) 4.2.1 服务端中间件 (14) 4.2.2 客户端监控调度系统 (14) 4.3系统管理的效果 (15) 5．产品清单 (16)

1．行业背景 随着信息技术的发展，大型物流行业正面临着激烈的市场竞争和严峻的挑战。在这种情况下，依托现有的资源优势，运用通信技术和信息技术，积极培育和发展业务，在信息领域挖掘新的利润增长点，必将成为物流实施可持续发展战略的重要手段之一。 仓储物流公司拥有遍布全国的网点资源和人力资源优势，凭借公司的实物流、信息流、资金流合一的优势，业务范围已经深入到社会生产生活的各个领域和层面，有着众多企业无法比拟的资源优势。通过推进具有行业特色的业务，将能够开创基于现有业务的新型服务模式，为企业创造新的利润增长点；通过提供丰富的服务内容，满足广大消费者的新需求，进一步提高消费者满意度，增强物流业务的竞争力；完善企业内部生产作业流程，降低运营成本，提高工作效率，增强物流仓储公司的市场竞争力。 从二十世纪九十年代开始，各种汽车在数量上持续的保持增长状态，交通紧张的状况随着社会经济的快速发展、城市道路建设的加快不断加剧，每一个国家都存在着不同程度的交通拥挤以及交通堵塞的状况，交通事故的数量不断增多，车辆呈分散状态，对管理造成困难，车辆的失窃等一些问题对人民群众的日常生活以及社会的正常发展造成了的严重影响圆。如何对车辆进行科学规范的管理成为一个急需要被解决的重大课题。 在研究这一问题的过程中，智能交通系统(ITS，Intelligent Transportation System)应运而生，它的思想是从系统的观点出发，把车辆和道路综合起来考虑，并将先进的信息技术、数据通信传输技术、自动控制技术、导航定位技术、图像分析技术以及计算机网络和处理技术等有效的综合应用于整个交通管理体系，建立起一种在大范围内，全方位发挥作用的、实时准确高效的运输管理系统。 车辆监控与调度管理系统是智能交通系统(ITS)的一个重要组成部分，而几乎所有的车辆监控系统都在很大程度上都要依赖于全球定位系统、地理信息系统(GIS)以及通信技术、全球定位系统的定位技术使车辆监控中的实时跟踪功能成为可能；地理信息系统(GIS)条件下的电子地图数据库为车辆监控功能提供了存

北斗卫星定位系统工作原理

北斗卫星定位系统工作原理 北斗卫星定位系统是全球卫星定位系统的一种，他工作的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当北斗卫星行为系统的卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。北斗卫星定位系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于30 0m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0. 1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，

其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。可见北斗卫星定位系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。 工作原理1 北斗卫星定位系统接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及北斗卫星定位系统信息，如卫星状况等。 北斗卫星定位系统接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距，精

北斗gps卫星定位系统定位原理

网址：https://www.wendangku.net/doc/8a9278228.html, 北斗gps卫星定位系统定位原理 北斗卫星定位系统哪家好？北斗卫星定位系统的原理是什么？八杰科技为您解答。 定位原理 35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。 事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成

网址：https://www.wendangku.net/doc/8a9278228.html, 若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。 卫星定位实施的是“到达时间差”（时延）的概念：利用每一颗卫星的精确位置和连续发送的星上原子钟生成的导航信息获得从卫星至接收机的到达时间差。 卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号，供接收机接收。由于传输的距离因素，接收机接收到信号的时刻要比卫星发送信号的时刻延迟，通常称之为时延，因此，也可以通过时延来确定距离。卫星和接收机同时产生同样的伪随机码，一旦两个码实现时间同步，接收机便能测定时延；将时延乘上光速，便能得到距离。 每颗卫星上的计算机和导航信息发生器非常精确地了解其轨道位置和系统时间，而全球监测站网保持连续跟踪。 卫星导航原理 踪卫星的轨道位置和系统时间。位于地面的主控站与其运控段一起，至少每天一次对每颗卫星注入校正数据。注入数据包括：星座中每颗卫星的轨道位置测定和星上时钟的校正。这些校正数据是在复杂模型的基础上算出的，可在几个星期内保持有效。 卫星导航系统时间是由每颗卫星上原子钟的铯和铷原子频标保持的。这些星钟一般来讲精确到世界协调时（UTC）的几纳秒以内，UTC是由美国海军观象台的“主钟”保持的，每台主钟的稳定性为若干个10^-13秒。卫星早期采用两部铯频标和两部铷频标，后来逐步改变为更多地采用铷频标。通常，在任一指定时间内，每颗卫星上只有一台频标在工作。 卫星导航原理：卫星至用户间的距离测量是基于卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差，称为伪距。为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。

北斗卫星导航系统定位原理及应用

xxxx导航系统定位原理及其应用 北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。。 北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。四颗导航定位卫星的发射时间分别为： 2000年10月31日； 2000年12月21日； 2003年5月25日， 2007年4月14日，第三、四颗是备用卫星。2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥?双保险?作用。北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。北斗二代卫星定位系统的英文为Compass（即指南针），在ITU登记的无线电频段为L波段。北斗一号系统的基本功能包括： 定位、通信（短消息）和授时。北斗二代系统的功能与GPS相同，即定位与授时。 其工作原理如下： ?北斗一号?卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标

北斗定位原理

定位原理 35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z 和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。 事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。 卫星定位实施的是“到达时间差”（时延）的概念：利用每一颗卫星的精确位置和连续发送的星上原子钟生成的导航信息获得从卫星至接收机的到达时间差。 卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号，供接收机接收。由于传输的距离因素，接收机接收到信号的时刻要比卫星发送信号的时刻延迟，通常称之为时延，因此，也可以通过时延来确定距离。卫星和接收机同时产生同样的伪随机码，一旦两个码实现时间同步，接收机便能测定时延；将时延乘上光速，便能得到距离。 每颗卫星上的计算机和导航信息发生器非常精确地了解其轨道位置和系统时间，而全球监测站网保持连续跟踪。 卫星导航原理 踪卫星的轨道位置和系统时间。位于地面的主控站与其运控段一起，至少每天一次对每颗卫星注入校正数据。注入数据包括：星座中每颗卫星的轨道位置测定和星上时钟的校正。这些校正数据是在复杂模型的基础上算出的，可在几个星期内保持有效。 卫星导航系统时间是由每颗卫星上原子钟的铯和铷原子频标保持的。这些星钟一般来讲精确到世界协调时（UTC）的几纳秒以内，UTC是由美国海军观象台的“主钟”保持的，每台主钟的稳定性为若干个10^-13秒。卫星早期采用两部铯频标和两部铷频标，后来逐步改变为更多地采用铷频标。通常，在任一指定时间内，每颗卫星上只有一台频标在工作。 卫星导航原理：卫星至用户间的距离测量是基于卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差，称为伪距。为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。 由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，使得民用的定位精度只有数十米量级。为提高定位精度，普遍采用差分定位技术（如DGPS、DGNSS），建立地面基准站(差分台)进行卫星观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分定位技术，定位精度可提高到米级。

北斗卫星导航系统在智能交通系统中的应用

The Application of Compass in the Intelligent Transportation System Zhigang Xu Police Maritime Academy, Ningbo, China Xzg6708@https://www.wendangku.net/doc/8a9278228.html, Abstract: According to the current development problems of developed urban transportation and Intelligent Transportation System (ITS), and the characteristics of Compass application in the ITS, the all aspects of applications of Compass in the ITS are analyzed in this paper, and then some problems about these applications and their suggestions are also proposed. Keywords: Compass; Intelligent Transportation System (ITS); Location Based Service (LBS) 北斗卫星导航系统在智能交通系统中的应用 徐志刚 公安海警学院，宁波，中国，315801 Xzg6708@https://www.wendangku.net/doc/8a9278228.html, 【摘要】根据当前发达城市交通以及我国在智能交通系统发展中存在的问题，结合北斗卫星导航系统在智能交通系统中应用的特点，分析了北斗卫星导航系统在智能交通系统各方面的应用，并针对这些应用提出了可能存在的问题及建议。 【关键词】北斗卫星导航系统；智能交通系统；基于位置服务 1 引言 我国是一个经济持续发展的发展中国家，改革开放以来，城市化与汽车化发展十分迅猛。改革开放前，城市化水平不足19%，据今年公布的人口普查结果，我国的城镇人口接近6.66亿人，城镇化率达到 49.68 %；相应的车辆增长也非常快速，截至2011年6月底，全国机动车总量达2.17亿辆，其中私家车达7206万辆，并且私家车拥有率呈不断增长的趋势。反观中国城市道路建设情况，改革开放以来，中国道路交通设施及管理设施虽然有较大改观，但远远跟不上机动车增长速度，而且总体水平与发达国家有较大差距，特别是大多数城市路网结构不合理，道路功能不完善，道路系统不健全。造成城市交通拥塞严重，交通效率大大下降。另外，交通拥堵、车速下降以及车况差、车辆技术性能低等，致使汽车尾气对城市的空气污染剧增。同时，车辆状况差也直接影响到城市交通，并已成为制约我国城市交通的重要因素。以车况较好的北京市为例，平均日故障次数达500次以上，给城市交通带来巨大压力。另外一个问题，就是我国大多城市交通管理设施缺乏，管理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心，大多只是实现了监视功能，而远没有发挥控制功能。 正是由于的车辆、道路和管理发展不均衡所带来的问题，迫切需要发展智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）来缓解上述问题。智能交通系统是以信息、通信、控制和计算机技术将人、车、路三者紧密协调、和谐统一，而建立起的大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输管理系统。ITS将有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率、促进社会经济发展、提高人民生活质量，并以推动社会信息化及形成新产业受到各国的重视，目前已成为世界21世纪交通系统的发展方向。我国在上世纪90年代末期就确立智能交通系统的研究和发展战略，并已经在北京、上海、广州等一些发达城市实施了ITS的“关键技术开发和示范工程”。经过十多来年的发展，我国ITS 发展总体形势良好，但在管理面层主要存在问题如下：体制分散，统一协调不够；引进太多，消化创新不够；政府主导，民间参与不够。从技术的战略面层来看，我国几乎所有的ITS都是建立在美国的全球定位系统（GPS）的基础上的，这是个基础性战略性的缺陷。现在我国的北斗卫星导航系统（下述简称“北斗系统”）发展快速，完全可以取代GPS在ITS的地位，北斗系统将在我国的ITS中具有更加重要和更广泛的应用。。 2 北斗卫星导航系统在智能交通系统中应用的特点 北斗卫星导航系统由空间星座、地面控制和用户终端三大部分组成。空间星座部分由 5 颗对地球静止轨道（GEO）卫星和30 颗对地球非静止轨道 （Non-GEO）卫星组成。北斗卫星导航系统建成后将

北斗卫星导航系统主要应用领域

北斗卫星导航系统主要应用领域 1、交通运输重点运输监控管理、公路基础设施、港口高精度实时定位调度监控； 2、海洋渔业船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理； 3、水文监测多山地域水文测报信息的实时传输； 4、气象监测气象测报型北斗终端设备，大气监测预警系统应用解决方案； 5、森林防火定位、短报文通信； 6、通信时统开展北斗双向授时，研制出一体化卫星授时系统； 7、电力调度基于北斗的电力时间同步； 8、救灾减灾提供实时救灾指挥调度、应急通信、信息快速上报、共享； 9、军工领域定位导航；发射位置的快速定位；搜救、排雷定位等。 国家积极推动北斗民用化进程，一系列的鼓励政策，为北斗的应用发展提供了广阔的空间。北斗卫星导航系统解决了精准定位的问题，靠一个北斗终端就能走遍大江南北。北斗系统的定位服务将在未来智慧生活中发挥巨大作用。 如今的北斗卫星导航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，北斗卫星导航系统在使用中产生显着的经济效益和社会效益。 在气象行业，北斗卫星导航系统广泛应用于气象观测、灾害监测和气象信息的收集与发布，包括大气风向风速、水汽含量、海风海浪、雷电观测和预警等，极大提升气象观测、预报和灾害预警发布水平，增强气象领域防灾减灾能力。 中国海洋渔业水域面积300多万平方公里，现有渔船100多万艘、渔业人口2000多万，海洋渔业涉及渔民生命安全、国家海洋经济安全、海洋资源保护和海上主权维护，现已成为北斗民用规模最大的行业。北斗卫星海洋渔业安全生产信息服务系统的应用极大地保障了渔船的出海安全，巩固和发展了渔业生产，推动了“平安渔业”建设。以赴南沙生产作业的渔船为例。农业部南海区渔政局建立了“南沙渔船船位监控指挥管理系统”，系统建成后，监控中心能随时获知渔船方位，大大方便了相关职能部门对渔业生产的管理，实现看得见的管理调度。当渔民在海上遇险时，可以通过渔船上的卫星导航通信系统向监控中心发送遇险报告，监控中心收到报告时就可以根据卫星定位确定距离遇险渔船最近的船只，

北斗导航定位系统如何定位和通信

北斗导航定位系统如何定位和通信 对于北斗导航，目前来说只有行业相关的人对此导航系统有所了解，普通人们在生活中了解的并不多，这主要是因为人们普遍使用gps导航系统，北斗导航定位系统普及性比较低，所以人们知道了解的并不多。但是，北斗导航定位系统，目前正在不断的向前发展，不管是专业领域的发展，也在不停的向民用领域延伸发展。 1、北斗导航定位系统的组成 北斗导航定位系统是自主研发的全球四大导航之一，此系统主要是由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端主要有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端主要包括主控站和注入站以及监测站等若干个地面站。 简单的来说，卫星导航技术主要是利用一组导航卫星，来对地面、海洋和空间用户进行精准的定位。北斗导航定位系统具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点，已成为应用广泛的导航定位技术。 2、一代北斗导航定位系统的工作过程 北斗卫星一代导航系统的工作过程是：首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号，经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号，然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。 3、北斗导航定位系统的四大功能 1）北斗短报文通信功能：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送多达120个汉字的信息。目前在远洋航行中有重要的应用价值。 2）精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。

3）定位精度：水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。 4）工作频率：2491.75MHz。 系统容纳的最大用户数：每小时540000户。 4、二代北斗导航定位系统 第二代“北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星，相比GPS，多出11颗卫星。“北斗“卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。开放服务在服务区免费提供定位，测速和授时服务，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度为0.2米/秒。授权服务则主要的是军事用途，将向授权用户提供更安全与更高精度的定位，测速，授时服务。 5、北斗导航定位系统的未来 目前我国的导航市场主要是gps的天下，随着北斗的发展，更多的北斗+gps 产品出现，这对于用户来说是具有重大的好处，可以获得更加精准的定位导航服务。作为北斗导航定位系统的专业的服务者，我们莱特不仅提供北斗导航定位设备，短报文通信设备，主要也在提供更多的导航教学设备，为北斗教学提供更有利的支持。

【CN110068844A】一种北斗导航高精度定位技术【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910177422.9 (22)申请日 2019.03.09 (71)申请人 江苏北斗星通汽车电子有限公司 地址 223800 江苏省宿迁市宿迁高新产业 技术开发区峨眉山路1号 (72)发明人 包学兵　崔常福　 (74)专利代理机构 苏州国卓知识产权代理有限 公司 32331 代理人 明志会 (51)Int.Cl. G01S 19/33(2010.01) (54)发明名称 一种北斗导航高精度定位技术 (57)摘要 本发明公开了一种北斗导航高精度定位技 术，包括以下步骤；步骤一、建立差分基准站；步 骤二、建立U -GNSS多系统融合算法；步骤三、差分 信息形成和定位测速功能；步骤四、将基准站通 过电台或者网络发生差分数据与用户相连接；步 骤五、将信息传送至差分信息传输机发播出去， 站点信息需要进行实时发播；步骤六、将基准站 作为已知点，实时解算出伪距改正数，载波相位 修正值；本发明通过运用同一颗芯片实现将所有 卫星导航系统信号的接收、处理融为一体，支持 多个系统和频点的卫星信号输入及对应的基带 处理功能，使定位导航精度达到2m左右，可以满 足用户快速、高效、 低成本的需要。权利要求书1页 说明书3页CN 110068844 A 2019.07.30 C N 110068844 A

权　利　要　求　书1/1页CN 110068844 A 1.一种北斗导航高精度定位技术，其特征在于，包括以下步骤； 步骤一、建立差分基准站； S1、将北斗接收器至于准确测量过的精确点上，北斗接收器支持北斗二代和GPS的高性能集成； S2、将北斗接收器与处理器连接在一起，用来采集、处理、传输和存储数据； S3、将处理器通过无线与航位传感器相连接，用于显示出定位导航的信息； 步骤二、建立U-GNSS多系统融合算法； S1、在处理器中建立多系统数据融合数据库； S2、在多系统数据融合数据库中生成U-GNSS多系统融合算法，利用更多的观测信息，并能够有效改善地面网型结构欠佳代理的不良影响； 步骤三、差分信息形成和定位测速功能； S1、利用北斗接收器接收卫星信号，并经过低噪放放大信号； S2、通过处理器完成导航信号的捕捉、跟踪和导航进行相位测量以及原始观测量； S3、通过处理器完成数据的处理，差分信息形成以及定位测速功能； 步骤四、将基准站通过电台或者网络发生差分数据与用户相连接； 步骤五、将信息传送至差分信息传输机发播出去，站点信息需要进行实时发播； 步骤六、将基准站作为已知点，实时解算出伪距改正数，载波相位修正值； 步骤七、利用信息传输设备进行播发、各差分型用户机进行北斗定位的通知，进行实时接收基准站播发的改正数，同时进行修正自身的定位，实现高精度定位。 2.根据权利要求1所述的一种北斗导航高精度定位技术，其特征在于：步骤五中，所述差分信息的发播内容和频度是可控制的。 3.根据权利要求1所述的一种北斗导航高精度定位技术，其特征在于：步骤五中，可单独播发一个频点的伪距和载波相位信息，或播发两个频点的差分信息。 4.根据权利要求1所述的一种北斗导航高精度定位技术，其特征在于：步骤一中，所述处理器还连接有摄像头和显示器。 5.根据权利要求1所述的一种北斗导航高精度定位技术，其特征在于：步骤一中，所述处理器还连接有应用处理模块，用于人机界面的数据交互、控制等功能。 2

北斗导航系统与GPS导航系统的比较

中国北斗定位系统与美国GPS比较 学院空间科学与技术学院 专业空间科学与技术 学生姓名杜苏 学号1513122924 老师张华副教授

一、全球卫星定位系统介绍 GPS系统概念全球定位系统（NA VSTARGPS，Navigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System，以下简称GPS）是一个中距离圆型轨道卫星定位系统。 该系统是由美国政府于20世纪70年代开始进行研制于1994年全面建成，原是美国国防部为了军事定时、定位与导航的目的所发展，希望以卫星导航为基础的技术可构成主要的无线电导航系统，未来并能满足下一个世纪的应用。第一颗GPS卫星在1978年发射，首十颗卫星称为BLOCKI试验型卫星，从1989年到1993年所发射的卫星称为BLOCKII/IIA量产型卫星，第二十四颗BLOCKII/IIA卫星在1994年发射后，GPS已达到初步操作能力（Initial Operational Capability，IOC），24颗GPS卫星提供全世界24小时全天候的定位与导航信息。 美国空军太空司令部于1995年4月27号宣布GPS已达到完整操作能力（Full Operational Capability），将BLOCKI卫星加以汰换而24颗卫星全部为BLOCKII/IIA卫星，之后又发射四颗BLOCKIIA及一颗BLOCKIIR卫星，成功地满足军事实务的操作。由于此技术的迅速发展，使得民间应用的需求与日遽增，对于传统导航方式更有革命性的影响。 全球卫星定位系统实际上是由24颗卫星所组成，其中有3颗为备用卫星，这些卫星分布于距地表20,200公里的上空，而且分属于6个轨道面；卫星轨道面倾斜角为55度﹐提供全球全天候﹐每秒一次﹐持续不断的定位讯号。这些卫星每11小时58分环绕地球一次，即

北斗高精度行业应用

市场新引擎——北斗高精度行业应用 在大多数人的印象中，卫星定位主要在车载平台、智能手机中应用得较为广泛，从而给人们造成一种认识上的假象：北斗卫星导航系统能够应用的领域主要就是低精度导航定位。而实际上，北斗卫星导航系统已经在高精度导航定位方面得到大量的推广和示范应用，形成了很多值得推广的行业应用案例，成为北斗导航定位市场新引擎。 北斗卫星导航系统提供正式服务以来，一改我国卫星导航定位领域长期依赖美国GPS的格局，解决了“有没有”的问题。而随着北斗产业化的发展，随之要解决的是“好不好”的问题。“好不好”，我们考量标准主要是高精度和高动态。高精度指定位精度高，定位精度为亚米级，厘米级甚至毫米级；高动态指能够实时地更新位置信息频率，从1HZ到20HZ，甚至更高频率的更新率，是高动态应用（如桥梁监测要求的20HZ，驾考驾培10HZ）需求的关键指标。近年，全国范围北斗地基增强系统的建设，就是要解决“好不好“重要基础设施，对北斗高精度的普及应用具有重要意义。 当前，我国高精度卫星导航定位仅在测绘地理信息行业得到普及和应用，其它行业应用正处于初期。目前，在城市管网建设及安全管理、驾考驾培、精准农业、公交优先等行业都得到了良好的应用，技术成熟并具有很强的推广普及性。国内高精度市场无论从GNSS市场占比还是行业应用结构，处在发展期，未来国内高精度市场将必然高速增长，行业应用也会出现爆发。 南方测绘一直致力于高精度卫星导航定位的普及推广，将北斗高精度产品及服务带到各行各业中。如燃气行业，已将北斗高精度位置服务应用于城镇燃气建设、运营、应急、服务等业务中；驾考驾培，通过北斗高精度和高动态定位，有

北斗导航系统是如何定位的

北斗导航系统是如何定位的？ 从来没有那个事物像GPS 那样改变了人类的生活，你能想象没有GPS 的生活情境吗？打开GPS，地球上空的卫星在几分钟之内就会锁定你的位置，它还会告诉你行进的速度、所处位置的海拔高度……一切的一切，在习以为常之后，你是否觉得都这些是理所当然？

全球定位系统（GPS），最早由美国政府与70 年代建设，前身是一套专为美军研制的定位系统，出于军用考量，为防止敌方通过定位信号截获美军的位置，定位系统被设定为单向传输，即GPS 终端只接受卫星信号而不向外发射信号，这一特性也为GPS 的民用领域奠定了基础。

目前，世界上可以提供精确定位的全球定位系统共有四种：美国的GPS 定位系统、俄罗斯的格洛纳斯（Glonass）定位系统、中国的北斗定位系统、欧盟的伽利略定位系统。目前美国的GPS 定位系统最为成熟，覆盖面也最广。

以美国GPS 系统为例，主要由三部分组成：空间星座，包括21 颗工作卫星和3 颗备用卫星；地面监控系统，包括1 个主控站、3 个注入站和5 个监控站组成；用户设备，即GPS 接收机，主要作用是从GPS 卫星收到信号并利用传来的信息计算用户的三维位置及时间。

24 颗卫星均匀分布在 6 个轨道平面上，即每个平面上4 颗卫星。各个轨道面都被设定为特定的角度。这种布局的目的是保证在全球任何地点、任何时刻，每个接收机至少可以接收到4 颗卫星的信号。没颗卫星每时每刻都在向全球播报自己的位置信号。

既然GPS 接收端不向卫星发送任何信息，只是被动的接收卫星数据，而卫星只是在播报自己的位置，那么GPS 系统是如何通过这些数据来确定用户的位置的？在这里，就不得不提定位系统中的重中之重——原子钟与GPS 芯片。

北斗高精度定位技术的运用实践研究

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/8a9278228.html, 北斗高精度定位技术的运用实践研究 作者：胡娅莉 来源：《电脑知识与技术》2016年第33期 摘要：现代列车运行系统需要通过实时位置信息定位来实现控制可能，而我国自主研发的北斗卫星系统就能实现针对列车的高精度定位技术，加强列车运行定位结果的可靠性，为列车高速稳定运行提高安全指数。本文主要研究了基于北斗与GPS双模卫星系统的列车高精度定位方法及其相关技术理论实践过程。 关键词：北斗定位；GPS；高精度；双模卫星系统；加权完好算法 中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）33-0214-02 北斗卫星导航系统是我国自主研发并独立运行的全球卫星导航系统，它目前已经基本无缝覆盖我国本土及周边地区，在水利防汛、交通运输、森林防火、军事防卫领域都有应用，具有极高的全境范围导航定位可用性。到2020年为止，我国计划建成服务范围覆盖全球的新一代北斗导航系统。 1 关于列车定位 1）列车定位概述 列车定位的精确性与安全可靠性决定了其运行控制系统的稳定，实现了列车的高速运行效率。考虑到现如今铁路环境越来越复杂，针对它的接收卫星数量呈现几何式分布且要求较高，所以应该采用北斗卫星系统配合GPS实现双模双点定位来满足列车轨道占用识别高精度需求。从技术角度讲，两大系统都属于码分多址，都能独立应用，二者相结合在定位精度与完备性方面表现更好，所以文中会给出基于两大系统的双模卫星高精度单点定位算法，增加系统接收可见卫星数量，并改善它们的几何分布。同时也要采用加权自主完好性监测功能来剔除可能存在的故障卫星，进一步提升列车定位的精度与可靠性。 2）北斗与GPS双模卫星系统的定位方式分析 目前在我国，针对列车的北斗卫星设置分布还偏少，所以在观测条件较差的环境中定位列车还存在很大局限性，因此本文选择北斗卫星配合基于原始观测数据的GPS系统，实现双模卫星高精度单点定位目的。从技术层面来看，北斗卫星与GPS观测数据系统在双模组合定位过程中会统一坐标及时间系统，同时考量两定位系统的卫星码偏差异同，所以首先要对其坐标系统实施统一校正。具体来说，一般北斗卫星所采用的都是CGCS2000坐标系，而GPS则采用的是WGS84坐标系统，将两坐标系统在原点、尺度与定向方面统一定义，并设置二者的椭球常数为[a、f、GM、ω]。在这里，扁率[f]是存在微小差异的，这种所产生的坐标差异主要是同一点在两个坐标系在参考椭球扁率差异时所形成的，它的具体转换方式如下：

北斗卫星导航系统概述

北斗卫星导航系统概述 00钟恩彬 引言 自从 1960 年美国发射第一颗导航卫星并于1964年组成美国海军导航卫星系 统(NNSS)以来，导航卫星经过了从多普勒定位技术到伪码扩频测距定位，从间断、部分覆盖导航到全天候、全天时、全覆盖导航，从单纯广播式导航到通信导航融合 技术的发展，其中运行了近二十年的美国 GPS 系统是卫星导航技术发展 的结晶。随着卫星导航系统应用价值的不断扩展， GPS 也暴露了一些不足，比如，GPS 能够解决单一用户的精确定位导航问题，但由于它是广播式的导航，用户不能与导航卫星建立通信，定位信息不能传输给用户中心，这一缺点使得它若在战场上运用时虽然能给导弹导航，但不能向指挥中心回传打击效果。我国充分吸收 GPS 的经验，于上世纪 80 年代开始研究设计自己的卫星导航系统—北斗卫星导 航系统。截至目前，我国已经发射了 16 颗组网卫星，基本实现了亚太区域覆盖，我们很快就将用上国产的北斗终端设备了。在此背景下，本文将主要从北斗卫星导航系统的基本原理、与其它系统的比较两个方面简要介绍北斗卫星导航系统。 一、北斗卫星导航系统的基本原理 卫星定位说白了就是测出几颗卫星到定位点的距离，然后在建立的三维空间坐标系中以这些距离为半径画几个球，球的交点即为定位点的坐标，至于导航就是选定一个参考点，测算出它的坐标，引导用户到该参考坐标点就是导航。 关键的问题是如何测量出实时的距离，这就需要利用电磁波在卫星与用户之间的来回传播来测算。不过实际的系统远不止这么简单，例如必须保证发射和接受同步，这就好比要使卫星和用户接收机同时开始播放同一首歌，这时站在接收机旁的人会停到两个版本的歌声，滞后的就是来自卫星的歌声，这个时延乘上光速 c 即为卫星到定位点的距离，当然，这个时延的测量也必须用精准的时钟。为了保证这些，电磁波上必须加载复杂的导航电文。导航电文不是由卫星单独产生的，而要有地面主控站来控制完成，所以为了不受制于人，我国决定开发自己的卫星导航系统。 北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端组成，空间端包括 35 颗组网卫星，其中 5 颗为静止轨道 (GEO)卫星，地面端主要有主控站、注入站

北斗卫星定位车载终端技术方案

北斗卫星定位车载终端技术方案 三、技术原理 北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是除美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统为用户提供高质量的定位、导航和授时服务，其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性。北斗卫星定位车载终端采用了多模块化、组合式优化设计，内置高性能芯片，各模块之间的接口采用标准接口，充分利用系统平台、移动通讯网络、因特网络，将汽车行驶记录仪、卫星定位、卫星导航、油耗检测功能集于一体，通过无线数据通讯接口（GSM、GPRS、CDMA）和GPS接口，能与监控中心系统进行数据通信和移动位置的定位，能够满足用户的多种需求。 除具有传统行驶记录仪的功能外增加了定位导航、监控跟踪、数据实时传送、油耗检测等功能，并且能够实现对车辆实时监管、调度，遇险报警远程网络监控，彻底改变了现有汽车行驶记录仪只能实地监管、事后监督的弊端；GPS/北斗2双模卫星定位模块，可以灵活配置信号处理通道工作于单GPS模式，或单北斗2模式，或GPS/北斗2混合模式；兼容目前现有的GPS单模定位，且能实现双模捕获、双模跟踪更加智能化、集成化。因此，基于以上原理设计的卫星车载终端监控系统，大大超出了传统行驶记录仪的功能，具有极为光明的发展前景。 四、设计方案 （一）设计原则 1、先进性和适用性相结合 系统采用成熟的高新科技，以目前较为先进的方法实现需要的功能，保证系统具有深厚的发展潜力，在相当长的时间内具有领先水平。 2、通用性和安全性相结合

在系统设计过程中，均留有相应的通信接口，系统的各个模块构成一个有机的整体。系统数据库中的各种数据在交换和共享的过程中，充分考虑到了系统的安全性。对每一个用户的权限有严格的认证（司机卡身份识别）体制，对每一个用户的权限进行分级控制和限定。 3、安全可靠性 在经济条件允许范围内，从系统结构、设计方案(考虑到非法用户及病毒入侵，数据采用纠错冗余技术)、技术保障等方面综合考虑;系统尽可能地采用成熟的技术、商品化的软硬件产品，保证系统可靠稳定运行。 4、实用性 整个系统的操作以方使、简捷、高效为目标，多操作平台整体设计，统一操作，既充分体现快速反应的特点，又能便于工作人员进行业务处理和综合管理，便于运输交通管理层及时了解各项统计信息和决策信息，便于执法部门的远程监督。 5、可扩展性 考虑到业务功能在不断发展、变化，因此要求系统在结构、容量、通信和处理能力等方面具有可扩充性和升级能力。 （二）设计依据 1、多样化的完备的授权模式能够满足账户和权限管理上的各种需求 2、中华人民共和国道路交通安全法 3、公安部道路交通违法信息代码 4、公安部道路交通违法数据交换格式 5、公安部道路交通机动车违法信息规范 6、符合国家关于车载终端管理要求(试行)

北斗卫星的行业现状和未来发展前景

北斗卫星的行业现状和未来发展前景 一、行业现状 1.简述 北斗卫星导航试验系统自2003 年正式提供服务以来，系统建设和无源导航定位服务能力已取得了长足发展，北斗卫星及其与其他卫星导航系统的多模芯片、天线、板卡等关键技术也已取得突破，掌握了自主知识产权，实现了产品化，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，产生了显著的社会效益和经济效益。而且目前北斗国际化发展势头良好，已经在巴基斯坦、泰国、印尼等国推广应用。未来北斗卫星导航系统全面建成后还将为民航、航运、铁路、金融、邮政、国土资源、农业、旅游等行业提供更高性能的定位、导航、授时和短报文通信服务。 ——在交通运输方面，北斗系统广泛应用于重点运输过程监控管理、公路基础设施安全监控、港口高精度实时定位调度监控等领域。 ——在海洋渔业方面，基于北斗系统，为渔业管理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务。 ——在水文监测方面，成功应用于多山地域水文测报信息的实时传输，提高灾情预报的准确性，为制订防洪抗旱调度方案提供重要支持。 ——在气象测报方面，成功研制一系列气象测报型北斗终端设备，启动“大气海洋和空间监测预警示范应用”，形成实用可行的系统应用解决方案，实现气象站之间的数字报文自动传输。 ——在森林防火方面，成功应用于森林防火，定位与短报文通信功能在实际应用中发挥了较大作用。——在通信时统方面，成功开展北斗双向授时应用示范，突破光纤拉远等关键技术，研制出一体化卫星授时系统。 ——在电力调度方面，成功开展基于北斗的电力时间同步应用示范，为电力事故分析、电力预警系

北斗卫星导航系统伪距差分定位技术的分析

北斗卫星导航系统伪距差分定位技术的分析 文章介绍了北斗卫星导航系统（BDS）的伪距差分定位模型。结合GPS的伪距差分定位模型对该模型进行了比较，并对北斗导航系统的整体情况进行了介绍和概述，对比计算基线结果的精度，结果表明北斗导航系统的伪距差分可以达到亚米级的精度，对BDS地基的加固施工提供了新方向；同时还讨论了BDS卫星可见数对伪距差分定位的影响，对以后的工作提供指导借鉴。 标签：北斗卫星导航系统；伪距差分定位；定位技术 Abstract：This paper introduces the pseudo-range differential positioning model of BeiDou satellite navigation system （BDS）. Based on the pseudo-range differential positioning model of GPS，the model is compared，the overall situation of BeiDou navigation system is introduced and summarized，and the accuracy of baseline results is compared. The results show that the pseudo-range difference of the BeiDou navigation system can reach the accuracy of sub-meter level，which provides a new direction for the construction of BDS foundation reinforcement，and the influence of the visible number of BDS satellites on the pseudo-range differential positioning is also discussed. Keywords：BeiDou satellite navigation system （BDS）；pseudo range differential positioning；positioning technology 1 概述 BDS即指北斗衛星导航系统，该系统是世界四大导航定位系统之一，同时还有美国GPS，俄罗斯GLONASS和欧盟伽利略系统。北斗卫星导航系统的发展非常迅速，到2012年完成了为亚太地区大部分地区提供定位、导航和短文通信服务功能服务，具有特色的短消息通信功能的特点。 现在，国内许多省市都积极推进北斗基础强化体系统的建设，以迎合相关行业和公众用户对亚米级和米级定位的增长需求。但目前的研究重点主要集中在利用载波进行精确计算，这需要计算整周的未知数，并且观测值的周跳数的影响有很多因素。对于精度要求不高、需要实时定位或快速定位的要求，GPS伪距差分定位早已可以达到此要求。本文研究了BDS伪距差分定位，探讨了BDS和GPS 时间系统分析与坐标系统的区别，和其对伪距差分定位的影响，两基线分别使用BDS和GPS来分析计算伪距差分，以此对比BDS和GPS伪距差异结果的区别。 2 北斗导航系统的概述 2.1 北斗导航系统的特点 （1）定位精度：通过设计，北斗2号的导航系统的定位精度相近于GPS的