GPS与GLONASS系统概况与比较(毕业论文).docx

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1、学院本科生毕业论文题目：GPS与G1.ONASS系统的概况与比较专业年级：电子信息科学与技术学号：学生姓名：指导老师：论文完成日期2012年05月摘要1Abstract21 ,绪论31.1 全球卫星导航系统简介3美国的GPS系统3俄罗斯的G1.ONASS系统4欧洲的佃利略卫星导航系统4中国的北斗卫星导航系统5日本和印度的区域卫星导航系统51.2 GPS和G1.oNASS系统建立的背景51.3 GPS系统和G1.0NSS系统的建成与现代化62 .GPS系统和G1.ONASS系统的俎成82.1 GPS系统与G1.ONASS系统的现状概述82.2 GPS系统与GU)NASS系统的组成IO空间部分IO

2、地面限制设施(GBCC)IO用户设备H3 .GPS系统与G1.oNASS系统的功能与导航原埋Il3.1 系统功能Il3.2 GPS系统与G1.ONASS系统的分类133.3 GPS系统与G1.ONASS系统的导航原理134 .GPS系统与G1.ONASS系统的不足之处154.1 系统不足154.2 技术难点175 .GPS系统与G1.oNASS系统招来的发展趋势175.1 GPS系统与GIONASS系统接收机发展状况195.2 地面限制部分的改进205.3 全球上星导航系统发展方向206 .GPS系统与G1.ONASS系统对我国导肮系统的启示226.1 北斗导航系统的发展历程226.2 2北斗

3、卫星导航系统的现状236.3 启示246.4 对北斗导航系统的展望25结束iW27参考文献28致谢29GPS与G1.ONASS系统的概况与比较专业：电科班圾：作者：指导老师：摘要近10余年来,美国全球定位系统(GPS)在几次局部斗争中的胜利实践，充分展示了现代五星导航系统的重大军事利用价值：同时，GPS在国民经济的各个领域得到广泛应用，已发展成为对全球经济有相当影响的巨大产业，备受世界各国关注。目前，已建成和正在规划建设的卫星导航系统除美国的GPS系统外，还有俄罗斯的G1.ONASS系统、欧洲的伽利略系统、中国的北斗更星导航系统以及日本和印度的区域卫星导航系统。本文在简要论述现代卫星导航系统技

4、术发呈现状的基础上，重点探讨GpS系统和G1.(WASS系统建立的历史过程和现状，以及这两个系统之间的异同点，并分析论证卫星导航系统技术的发展趋势，为我国卫星导航系统建设规划供应参考。关健词：GPSG1.ONASS羽星导航比较OverviewandcomparisonofGPSandG1.ONASSsystemsSpeciality:EICCtroniC&InfOrmaliOnScienceandIcchnologyClass:0803Author:Tutor:Abstract1.astmore(hanIOyears,(heUnitctiStatesglobalpositioningsyste

5、m(GPS)forsuccessfulpracticeinanumberofwar,fullydemons(raedo,focusedonGPSandG1.ONASSsystemsestablishedhistoryandstatus,andthesimilaritiesbetweenthetwosystems,andanalysisofden)ons(ra(ionanddevelopmentINndofthetechnologyofsatellitenavigationsystems,providereferenceforplanningtheconstructionofChinassate

6、llitenavigationsystem.Keyword:GPSG1.ONASSsatellitenavigationComparison1 .绪论1.1 全球卫星导航系统简介目前有四大全球卫星导航系统，其中包括：美国的全球卫星定位系统GPS、俄罗斯G1.(WASS卫星导肮系统、中国的北斗卫星导航系统、欧洲“伽利略”卫星导肮系统以及日本和印度的区域N星导航系统.1.1.1美国的GPS系统自2000年以来，为了进步提高GPS系统导航定位精度,增加系统的连续性、完好性、可用性、抗干扰和自主生存实力，美国主动推动GPS系统的现代化，使之成为国际卫星导航的标准系统。GPS系统现代化实行的技术措施和步

7、骤包括：(D关闭选择可用性(SA)软件:(2)新增军用M码和民用1.2C码;(3)增设民用频率1.5：实施新一代GPS3系统安排。当前正处于GPS系统现代化的其次阶段，部署现代化改造卫星系列GPS2R-M.截至2007年7月，GPS星座拥有30颗在轨运行卫星，包括15颗GPS2AR星、12颗GPS2R卫星和3颗GPS2R-H卫星。其中，在第D4轨道面上各有5颗卫星：在第5轨道面上有4颗卫星：在第6轨道面上有6颗卫星。当前的GPS星座已不是早期设计的经典Wulker24/3/2星座构形，而是趋向于一种6个轨道平面的卫星匀称分布与非匀称备份混合星座构形。这样的星座设计能够保证导航卫星信号的全球连续

8、微盖，满意系统可用性指标要求，有利于实现接收机自主完好性监测(RAlM),获得平安牢靠的高精度导航信息。用户测距误差(URE)是评价卫星导航系统性能的关键指标，与卫星导航系统地面限制部分和空间星座部分亲密相关，由卫星星历刚好钟误差在用户至R星视线方向的投影计算得到。图3展示了19902005年URE均方根误差(RVS,即用户测距精度)的长期统计结果。从图中可以看出，自1995年GPS星座具备完全可操作实力以来。用户测距精度提高了62%,到2005年已达到1.hk随着GPS2R/2RM卫星系列的部署,再加入星间链路测距数据，则可进一步减小URE值。2007年2月21日，统计GPS星座30颗R星的

9、平均URE值已达到0.74m.,可见，GPS系统用户测距精度渐渐提高是GPS卫星系统技术不断演化及地面限制站升级和完善的结果，从而可满意军民用户高精度导航应用需求.1.1.2 俄罗斯的G1.oNASS系统G1.ONASS系统与GPS系统具有相像的系统构成、定位原理和服务方式，其差异在于采纳不同的信号通信体制、坐标参考系统、时间基准系统和广播星历格式。G1.ONASS星座现有17颗卫星在轨运行，其中第I、2和3轨道平面分别有8颗、3颗和6颗卫星,4颗卫星为临时关闭状态，1颗卫星尚处于测试阶段,仅有12颗卫星能够正常工作.目前，G1.ONASS星座全球可用性为85%,每天平均间断时间在2.lh以上

10、。俄政府宣布，将在2007年卜.半年进行两次放射(6颗卫星)，G1.ONASS星座卫星数可达到18颗，以满意初步导航应用实力：2009年，狂原全部24颗北星星座，具备完全可操作实力。到目前为止，俄罗斯已放射95颗G1.ONASS卫星,包括88颗G1.ONASS卫星和7颗G1.oNASS-M卫星.G1.ONASS卫星在GI(i59ll6IOMHz)fG2(I24O-1256MHZ)频段上采纳频分多址(FDMA)方式调制军用和民用信号。G1.ONASS-K和Glonass-KM/ng等新型卫星系列正在研制和开发之中。gionss-k卫星设计寿命为IO年，增加rG3(ll5)1212MHz)导航频段

11、、星间链路和搜救教荷等设计,并可能在G1.ONASSK卫星Gl、G3频段上采纳码分多址(CDMA)方式调制导航信号,以同伽利略、GpS民用导航信号兼容.G1.ONAss-K卫星预料2008年以后放射入轨：G1.ONASS-KM/NG卫星硕料2011年以后才能放射。1.1.3 欧洲的伽利略卫星导航系统2002年3月26日，欧洲启动J其民用导航北星安排一一伽利略W星导航系统.该卫星星座由30颗中地轨道(MEo)卫星组成，采纳Walkcr27/3/1星座构形，并有3颗在轨备份卫星。卫星轨道倾角为56,轨道高度为23616kn,轨道交点周期为I4h22min0卫星在轨全量约为650kg,功耗700W,

12、设计寿命为20年。伽利略卫星采纳码分多址(CDMA)扩频通信体制以及二进制补偿载波(BoC,或二进制偏置载波)和二相移键控(BPSK)信号调制方式,在E5(1I64I215MHz),E6(I260I300MHz)和E2-1.1-El(1559-1591MHz濒段上调制IO个导航信号，并在1.6(15441545MHZ)频段内广播搜救信号。伽利略系统供应5种基本的服务方式：开放股务(OS)、商业服务(CS)、生命平安服务(So1.)、公共管理服务(PRS)和搜救服务(SAR)o2005年12月28日，第颗加利略试验卫星G1.OVE-A胜利放射，对导航频段、导航信号、星载原子时钟、空间辐射环境以及

13、卫星激光测隹(S1.R)等进行在轨测试验证。伽利略系统原安打2006年完成在轨测试验证，2008年前完成全部30颗卫星的放射与组网。现安排推迟为：2(X)7年底放射其次颗试验卫星G1.OVE-B：2(X)9年起先放射伽利略丑星和完成在轨测试验证；2012年前完成全部星座R星的部署，并进入工程应用阶段。1.1.4 中国的北斗卫星导航系统2000年IO月，我国胜利放射了第一颗北斗导航卫星，现已独立建成具有3颗北斗卫星的导航忒验系统。该系统采纳主动式导航体制，为我国境内及周边地区的中、低动态用户或净止用户供应定位和授时服务，时我国国民经济建设起着主动的推动作用。2007年4月14日，我国在西昌卫星放射中心又胜利放射了一颗北斗导航卫星，进入高度为2l5(X)km的中网轨道，标记着我国自行研制的北斗卫星导航系统进入新的发展建设阶段.我国将在将来几年内接连放射北斗导航W星系列，并进行星座组网和试验，逐步扩展为全球卫星导航系统。该系统采纳单向时间测距的被动式导航体制，具有定位、测速和授时等功能。主要用于国家经济建设，为交通运输、气象、石油、海洋、森林、通信、公安等部门以及其它特殊行业供应高效的导航定位服务。1.1.5 日本和印度的区域卫星导航系统2(X)6年，日本政府提出建立区域R星导航系统一一准天顶星导航系统(QzSS)QZSS星座由7颗卫星组成。包括3颗倾斜地球同步椭圆轨道(IGSE