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高精度北斗定位服务

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浏览:- 发布日期:2020-12-28 10:21:05【
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北斗三号星座由3颗地球静止轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星和24颗中圆地球轨道卫星组成。地面运控系统将星历、钟差等信息上注北斗卫星,卫星发射导航信号并传递相关信息,用户终端接收可见的卫星信号和信息后进行解算,便能实现导航定位。

北斗系统实现这一高精度定位服务在于:天地一体的团结协作、精益求精的自主创新、开放包容的服务理念

 

北斗定位服务需要北斗卫星、地面控制中心、用户接收机相互协作实现。首先,北斗卫星发射信号告诉用户卫星当前的位置和时间,基于距离信息、卫星的位置和时间信息,就能计算出用户自身的位置。这就是北斗基本的定位过程,用户一般可实现米级的定位精度。

 

这一过程看似简单,却离不开天上几十颗北斗卫星、地面上万台(套)设备连续精确的配合。同时,需要采用世界上“最准的节拍器”——时间统一系统。时间统一系统首先通过高精度的原子钟组,实现时间的精准维持,可以做到300万年不差一秒。然后,通过多种手段向北斗系统上万台(套)设备发送“对表”指令,确保测量通信、数据处理、规划控制等分系统和设备的时间,同步精度控制在千万分之五秒以内,为北斗系统提供服务奠定基础。

 

除了系统运行服务,北斗系统建设更需要上万人的团结协作。经历了两代北斗系统的建设和发展,可以说亲历了北斗系统服务性能提升发展的过程,重点区域定位精度大幅提升,还具备了分米级定位服务能力,

 

地面控制中心是北斗系统运行和服务的核心枢纽,调度着分布在全国的地面站网,管控着整个北斗卫星网络,因而又被称为北斗的“最强大脑”。

 

北斗系统在世界上率先采用混合星座布局。星座由地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。测定不同种类卫星在太空中的位置,又称为卫星定轨,难度极大。北斗系统采用独创的多星联合定轨策略,不断精化定轨模型,设计了巧妙的星历误差改正计算方法,将定轨精度提升了10倍,可以计算出远在36000公里和21000公里外卫星的位置,不差几分米。


北斗系统建设早期,星载原子钟不能满足高精度定位需求。在卫星性能无法提高的情况下,地面控制中心创新采用多种技术手段,实现了地面“强星”:首先,采用双向时频传递技术测定钟差,即让卫星和地面站之间先后发信号,通过相同的传播路径剥离信号传播时延的影响,实现高精度卫星钟差测定。其次,建立准确的星载原子钟在轨评估模型,优化预报方法,实现更为精准的钟差预测。

 

基于北斗系统的分米级星基增强服务,可以实现车道级的导航定位。


目前,北斗创新应用已经深入融合到许多产业的转型升级发展之中。“北斗+”和“+北斗”应用的双向发力趋势更为明显。近年来,我国的北斗系统已广泛应用在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信系统、电力调度、救灾减灾、公共安全、互联网位置服务等领域,产生了显著的经济效益和社会效益。未来,北斗将更加广泛应用在国计民生各个领域,助力社会经济多方面发展,并为全球经济注入新的活力。


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