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完整版)北斗卫星导航系统常识简介

北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，

是继GPS和GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。它

由空间段、地面段和用户段三部分组成，可以在全球范围内为

各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务和短报

文通信能力。目前，北斗卫星导航系统已经初步具备区域导航、

定位和授时能力，定位精度达到10米，测速精度为0.2米/秒，

授时精度为10纳秒。

北斗卫星导航系统的空间段由5颗静止轨道卫星和30颗

非静止轨道卫星组成，其中静止轨道卫星主要用于通讯、气象

等方面。目前，北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖，覆盖

范围东经约70°-140°，北纬5°-55°。该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，产生了显著的经济效益和社会效益。特别是在

2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。

北斗卫星导航系统的应用前景广阔，预计到2020年，仅

北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币，年复合增

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长率达到40%以上。卫星定位原理是北斗卫星导航系统的核

心，它的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。

卫星定位技术利用卫星精确位置和导航信息，通过测量卫

星信号的到达时间差来确定接收机的位置。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）。为了提高精度，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。

接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，按卫星的星座分布分成

若干组，通过算法挑选出误差最小的一组用作定位。

卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差称为伪距，

通过测量伪距来确定用户的三维位置和接收机时钟偏差。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，确保卫星位置的

精确性。为提高定位精度，采用差分定位技术，利用地面基准

站进行卫星观测，与已知的基准站精确坐标进行比较，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

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值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。利

用差分定位技术，定位精度可提高到米级。

中国北斗卫星导航系统是全球第四大卫星导航系统，定位

效果分析是导航系统性能评估的重要内容。通过卫星定位技术，

可以实现全球范围内的定位，但由于卫星运行轨道、卫星时钟

存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响等因素，民用的

定位精度只有数十米量级。为了提高精度，采用差分定位技术

可以将定位精度提高到米级。

Duringthe28thXXX2011-2012.researchersfromtheSchool

ofGeodesyandGeomaticsatWuhanUniversityandtheChinese

AntarcticSurveyingandMappingCenter。includingDuYujun

andWangZemin。collectedalargeamountofcontinuous

mea