北斗导航系统应用ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012-6-6,#,北斗导航系统应用,北京师范大学,北斗导航系统应用北京师范大学,1,一、系统概述,二、应用概述,三、北斗渔业应用方案,四、北斗减灾应用方案,五、北斗产业发展,六、小结,目录,一、系统概述二、应用概述三、北斗渔业应用方案四、北斗减灾应用,2,1.,系统组成,一、系统概述,北斗系统,空间段,地面段,用户段,1.系统组成一、系统概述北斗系统空间段地面段用户段,3,1.,系统组成,一、系统概述,北斗系统,空间段,地面段,用户段,1.系统组成一、系统概述北斗系统空间段地面段用户段,4,1.,系统组成,一、系统概述,北斗系统,空间段,地面段,用户段,普通型,：,定位和点对点的通信，适合于一般车辆、船舶及便携等用户的定位导航应用，可接收和发送定位及通信信息，与中心站及其它用户终端双向通信。,通信型,：,适合于野外作业、水文测量、环境检测等各类数据采集和数据传输用户，可接收和发送短信息、报文，与中心站和其它用户终端进行双向或单向通信。,授时型,：,适合于授时、校时、时间同步等用户，可提供数十纳秒级的时间同步精度。,指挥型,：,指挥型用户机是供拥有一定数量用户的上级集团管理部门所使用，除具有普通用户机所有功能外，还能够播发通播信息和接收中心控制系统发给所属用户的定位通信信息。,多模型用户机,：,此种用户机既能接收北斗卫星定位和通信信息，又可利用,GPS,系统或,GPS,增强系统导航定位，适合于对位置信息要求比较高的用户。,1.系统组成一、系统概述北斗系统空间段地面段用户段普通型：定,5,1.,系统组成,一、系统概述,北斗系统,空间段,地面段,用户段,北斗授时终端,指挥型用户机,1.系统组成一、系统概述北斗系统空间段地面段用户段北斗授时终,6,2.,信号特征,一、系统概述,频段,B1:1559.0521591.788MHz,B2:1166.221217.37MHz,B3:1250.6181286.423MHz,截至,星座,信号（实际发射）,2012,年,5GEO+5IGSO+4MEO,（,区域服务,）,主要是北斗系统第二阶段信号,2020,年,5GEO+3IGSO+27MEO,（,全球服务,）,主要是北斗系统第三阶段信号,2.信号特征一、系统概述频段截至星座信号（实际发射）201,7,2.,信号特征,一、系统概述,北斗系统第二阶段信号,信号,中心频点,(MHz),码速率,(cps),带宽,(MHz),调制方式,服务类型,B1(I),1561.098,2.046,4.092,QPSK,开放,B1(Q),2.046,授权,B2(I),1207.14,2.046,24,QPSK,开放,B2(Q),10.23,授权,B3,1268.52,10.23,24,QPSK,授权,2.信号特征一、系统概述北斗系统第二阶段信号信号中心频点码,8,2.,信号特征,一、系统概述,北斗系统,第三阶段,信号,信号,中心频点,(MHz),码速率,(cps),数据,/,符号速率,(bps/sps),调制方式,服务类型,B1-C,D,1575.42,1.023,50/100,MBOC(6,1,1/11),开放,B1-C,P,No,B1-A,2.046,50/100,BOC,（,14,，,2,）,授权,No,B2a,D,1191.795,10.23,25/50,AltBOC(15,10),开放,B2a,P,No,B2b,D,50/100,B2b,P,No,B3,1268.52,10.23,500bps,QPSK(10),授权,B3-A,D,2.5575,50/100,BOC(15,2.5),授权,B3-A,P,No,2.信号特征一、系统概述北斗系统第三阶段信号信号中心频点码,9,3.,时间系统,一、系统概述,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,）。,BDT,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。,3.时间系统一、系统概述北斗时（BDT）溯源到协调世界时U,10,4.,坐标系统,一、系统概述,北斗系统采用中国,2000,大地坐标系统,（,CGS2000,）。,CGS2000,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。,4.坐标系统一、系统概述北斗系统采用中国2000大地坐标系,11,5.,服务与性能,一、系统概述,两种全球服务,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/s,授权服务,:,确保高可靠应用（甚至是在复杂条件下）。,两种区域服务,广域差分服务,定位精度,:1 m,短报文通信服务,美国,WAAS,系统,:,是由美国联邦航空局开发建立的用于飞机导航的一个系统，,WAAS,由约,25,个地面参考站台所组成，位置横跨整个美国。它们监看着卫星的数据。其中两个主要的站台，位于两岸，从各参考站台收集校正信号并建立校正信息。这些信息包括卫星的轨道误差，卫星上的电子钟误差，以及由于大气及电离层所造成的延迟。这些数据经计算校正之后再地球静止轨道卫星播发。,欧空局的,EGNOS,系统、日本的,MWAS,5.服务与性能一、系统概述两种全球服务 两种区域服务,12,北斗导航定位增强系统具有三种功能，即地球静止卫星（,GEO,）测距功能、完好性监测功能和广域差分功能。测距功能就是,GEO,卫星发射似,GPS,信号，把,GEO,卫星作为附加的导航星，增强卫星导航的可用性。地面完好性广播（,GIB,）功能可为用户提供完好性信息，因此，具有完好性监测的卫星导航系统可用性将满足所有飞行阶段直至,I,类精密进场的,RNP,完好性要求。采用,GIB,方法增强后，只需,4,颗可见卫星，而不是,6,颗具有良好几何配置的可见卫星就可确定出超差卫星。测距和完善性服务将在,GEO,导航转发器的整个地迹范围内提供服务，差分修正服务只能对应地面监测台网的地区范围内提供服务。,参考站采集导航卫星和,GEO,卫星的距离和（或）相位数据，并传送至主站，在主站计算差分改正数，利用参考站的测量残差确定导航卫星和,GEO,卫星的完好性。,GEO,卫星携带的导航转发器向用户播发参考站得到的卫星改正数据和完好性信息，并发射导航卫星测距信号和导航电文，,GEO,卫星的作用犹如又一颗导航卫星。地面部分还包括,GEO,卫星跟踪站、主控站和数据发送站。用户部分是指用户接收机，这种接收机与普通的导航卫星接收机兼容，既能接收,GEO,卫星发射的信号，也能接收导航卫星信号。,一、系统概述,6.,北斗增强系统,北斗导航定位增强系统具有三种功能，即地球静止卫星（GEO）测,13,6.,部署情况,一、系统概述,第一步,北斗卫星导航试验系统,北斗第一阶段,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、授时和短报文通信服务,。,有源定位体制。,2000,年,10,月,31,日,140E,2000,年,12,月,21,日,80E,2003,年,5,月,25,日,110.5E,接收机给卫星发射定位请求，卫星将该请求转发给卫星地面控制中心，经过解算得到的位置信息，发送给卫星，卫星转发给接收机。,缺点：军事应用上易暴露目标,6.部署情况一、系统概述第一步北斗卫星导航试验系统,14,6.,部署情况,一、系统概述,第,二,步,全球,系统,北斗,第二阶段,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,。,无源定位体制,北斗系统第二阶段 北斗系统第三阶段,2012,年左右,2020,年前,同,GPS/Galileo/GLONASS,卫星播发信号，接收机接收处理,6.部署情况一、系统概述第二步全球系统,15,6.,部署情况,一、系统概述,目前情况,2012,年,4,月一箭双星之后，北斗系统共有,13,颗在轨卫星，预计在,2012,年的,6,月和,8,月分别发射,3,颗。,6.部署情况一、系统概述目前情况,16,6.,部署情况,一、系统概述,目前情况,6.部署情况一、系统概述目前情况,17,一、系统概述,二、应用概述,三、北斗渔业应用方案,四、北斗减灾应用方案,五、北斗产业发展,六、小结,目录,一、系统概述二、应用概述三、北斗渔业应用方案四、北斗减灾应用,18,民用领域的应用,可分为,定位,、,短报文,和授时三大类,。,其中目前应用最广泛的为前两类。近年来，随着我国对安全生产保障系统等的加大投入，特别是在海上渔船监控、地质灾害监测、气象监测和,应急,减灾等重点领域，北斗系统的,应用,需求呈现出快速增长的势头,。,北斗导航重大专项应用示范工程,“,重点运输过程监控管理服务示范系统工程”、“大气海洋和空间监测预警示范应用”、“林业生态建设与保护北斗示范应用系统”等一批示范系统先后启动，极大促进了北斗导航系统的产业化发展。,一、北斗应用,民用领域的应用一、北斗应用,19,1.,北斗运营服务平台,北斗运营服务平台是集团用户应用基本条件,北斗运营服务系统依托于北斗卫星导航系统，可以在服务区域内任何时间、任何地点，为用户中心确定其配有北斗用户机的下属所在的地理经纬度，并提供集团用户中心与其下属之间、任两个下属单元之间的双向通信服务，应用领域十分广泛。在民用领域，可以对车、船、飞机等移动物体进行监控与管理，例如：渔船出海后，遇到险情可及时进行搜救，减少人员伤亡；从经济方面考虑，渔民可在海上进行期货交易，大大提高渔业交易水平，促进渔业生产的发展；,二、北斗应用,1.北斗运营服务平台北斗运营服务平台是集团用户应用基本条件二,20,二、北斗应用,A,告诉,B:,这里有鱼,将消息转发给地面站，,解析消息内容及用户,ID,，发送卫星,将消息转发给,B,全程监控,A,和,B,的行为转发至用户监控中心，,B,收到,A,消息,要将消息播发给所有集团内用户,C,D,二、北斗应用A告诉B:这里有鱼将消息转发给地面站，解析消息,21,一、系统概述,二、应用概述,三、北斗渔业应用方案,四、北斗减灾应用方案,五、北斗产业发展,六、小结,目录,一、系统概述二、应用概述三、北斗渔业应用方案四、北斗减灾应用,22,1.,概述,近几年，我国和周边国家，日本、韩国、越南、菲律宾、缅甸等多次发生涉渔纠纷并引发外交事件，对我国渔船监控需求迫切。,系统利用卫星定位通信技术结合,WebGis,技术实现船位实时监测及显示,;,定时船位回报,;,历史船位的查询和轨迹播放,;,船舶资料管理,;,渔船紧急救援指挥等。,三,、北斗海洋渔业监控系统,1.概述三、北斗海洋渔业监控系统,23,2.,系统组成,三,、北斗海洋渔业监控系统,主要由北斗卫星导航系统、网络化的北斗运营服务中心、岸上监控台站、北斗海洋渔业船载终端等四大部分构成。,船载北斗终端,2.系统组成三、北斗海洋渔业监控系统主要由北斗卫星导航系统、,24,3.,监控中心平台软件架构,三,、北斗海洋渔业监控系统,平台的软件架构，包含了基础层、资源层、组件层、服务层和应用层。,3.监控中心平台软件架构三、北斗海洋渔业监控系统平台的软件架,25,4.,平台功能,三,、北斗海洋渔业监控系统,(1),实时数据显示,用于报告出航船舶的实时位置和警报，在紧急时刻，能够立刻查询到具体某条船在某一时刻的位置，并且能够查询到船舶的分布位置。还用于报告出航船舶接收和发送的实时短消息。以多种形式对出航船舶进行分类显示，包括船舶正常航行状态和有发送和接收短消息船舶状态。,(2),地图操作,地图操作，用于提供和地图相关的操作功能，包括地图放大、地图缩小、地,图漫游、全图显示、测距、地图打印和标记地图要