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简介:GPS、伽利略、格洛纳斯、北斗星

2013-08-28 10:10:27 来源: 测绘论坛
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GPS全球定位系统(GPS - Global Positioning System)是由24颗人造卫星和地面站组成的全球无线导航与定位系统。GPS(又稱全球衛星導航系統或全球衛星定位系統)系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit),GPS系统是由美国国防部于1973年开始设计、试验,198924第一颗GPS卫星发射成功,1993年底建成实用的GPS网即(21+3)GPS星座,历时20 年,耗资200亿美元,于1994 年全面建成。GPS系统包括三大部分:空间部分---GPS卫星;地面控制部分---地面监控系统;用户设备部分---GPS信号接收机。GPS卫星的分布使得在全球的任何地方,任何时间都可观测到四颗以上的卫星,并能保持良好定位解析精度。根据三角测量原理,GPS信号接收机可以输出地面任何地点的位置信息。早期仅限于军方使用,其目的针对军事用途,例如战机、船舰、车辆、人员、攻击标的物的精确度定位等。时至今日, GPS 早已开放给民间做为定位使用,这项结合太空卫星与通讯技术的科技,在民间市场已正在蓬勃的展开,除了能提供精确的定位之外,对于速度、时间、方向及距离亦能准确的提供讯息,运用的范围相当广泛。现在这些位置信息已经广泛地用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、地壳运动监测、工程变形监测、精细农业、个人旅游及野外探险、紧急救生、和车辆、飞机、轮船的导航与定位等各个领域。
伽利略定位系统(Galileo Positioning System),伽利略计划是一种中高度圆轨道卫星定位方案。伽利略卫星导航定位系统的建立将于2007年底之前完成,2008年投入使用,总共发射30颗卫星,其中27颗卫星为工作卫星,3颗为候补卫星。卫星高度为24126公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内。该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外,还有2个地面控制中心。伽利略系统将为欧盟成员国和中国的公路、铁路、空中和海洋运输甚至徒步旅行者有保障地提供精度为1的定位导航服务,伽利略系统是世界上第一个基于民用的全球卫星导航定位系统,在2008年投入运行后,全球的用户将使用多制式的接收机,获得更多的导航定位卫星的信号,将无形中极大地提高导航定位的精度,这是伽利略计划给用户带来的直接好处。
1995年俄罗斯耗资30多亿美元,完成24颗中高度圆轨道卫星加1颗备用卫星组网。它也由24颗卫星组成,原理和方案都与GPS类似,但GLONASS未达到GPS的导航精度。其应用普及情况远不及GPS。另外,GLONASS卫星平均在轨道上的寿命较短,且由于经济困难无力补网,原来在轨卫星陆续退役,目前在轨道上只有6颗星可用,不能独立组网,只能与GPS联合使用。
北斗星:上世纪80年代初,我国卫星导航的先驱、863计划倡导者之一陈芳允院士提出了利用两颗卫星定位的构想。经过多年论证,证明这一构想可行。1994年国家批准建设第一代卫星导航定位系统。2000年,我国成功发射"北斗一号"两颗工作卫星,今年又发射第三颗"北斗一号"卫星作为备用星。由此我国成为世界上继美国、俄罗斯之后,第三个拥有卫星导航系统的国家。北斗导航卫星系统是一种全天候、全天时提供卫星导航信息的区域性导航系统。它通过双星定位方式来工作的。该系统由2颗经度上相距60度的地球静止卫星对用户双向测距,由一个配有电子高程图的地面中心站定位,另有几十个分布于全国的参考标       校站和大量用户机。