有几种卫星定位目前,除了GPS全
GPS:
即全球定位系统(Global Positioning System)是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。 经近10年我国测绘等部门的使用表明,GPS以全天候、高精度、 自动化、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖,并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
GPS的基本定位原理是:卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息,用...全部
GPS:
即全球定位系统(Global Positioning System)是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
经近10年我国测绘等部门的使用表明,GPS以全天候、高精度、 自动化、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖,并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
GPS的基本定位原理是:卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息,用户接收到这些信息后,经过计算求出接收机的三维位置,三维方向以及运动速度和时间信息。
全球定位系统(Global Positioning System)是美国第二代卫星导航系统。
是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的,它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样,全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
按目前的方案,全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2。
02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道,运行周期约为11小时58分,分布在六个轨道面上(每轨道面四颗),轨道倾角为55度。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算精度的几何图形(DOP)。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
地面监控部分包括四个监控站、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。
监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。它对地面监控部实行全面控制。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据,利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。
上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
GPS系统的特点:高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。
1、定位精度高
应用实践已经证明,GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6,100-500KM可达10-7,1000KM可达10-9。
在300-1500M工程精密定位中,1小时以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm,与ME-5000电磁波测距仪测定得边长比较,其边长较差最大为0。5mm,校差中误差为0。3mm。
2、观测时间短
随着GPS系统的不断完善,软件的不断更新,目前,20KM以内相对静态定位,仅需15-20分钟;快速静态相对定位测量时,当每个流动站与基准站相距在15KM以内时,流动站观测时间只需1-2分钟,然后可随时定位,每站观测只需几秒钟。
3、测站间无须通视
GPS测量不要求测站之间互相通视,只需测站上空开阔即可,因此可节省大量的造标费用。由于无需点间通视,点位位置可根据需要,可稀可密,使选点工作甚为灵活,也可省去经典大地网中的传算点、过渡点的测量工作。
4、可提供三维坐标
经典大地测量将平面与高程采用不同方法分别施测。GPS可同时精确测定测站点的三维坐标。目前GPS水准可满足四等水准测量的精度。
5、操作简便
随着GPS接收机不断改进,自动化程度越来越高,有的已达“傻瓜化”的程度;接收机的体积越来越小,重量越来越轻,极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度。
使野外工作变得轻松愉快。
6、全天候作业
目前GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行,不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响。
7、功能多、应用广
GPS系统不仅可用于测量、导航,还可用于测速、测时。
测速的精度可达0。1M/S,测时的精度可达几十毫微秒。其应用领域不断扩大。GPS系统的应用前景当初,设计GPS系统的主要目的是用于导航,收集情报等军事目的。但是,后来的应用开发表明,GPS系统不仅能够达到上述目的,而且用GPS卫星发来的导航定位信号能够进行厘米级甚至毫米级精度的静态相对定位,米级至亚米级精度的动态定位,亚米级至厘米级精度的速度测量和毫微秒级精度的时间测量。
因此,GPS系统展现了极其广阔的应用前景。
俄罗斯“格洛纳斯”卫星定位系统:
俄计划同印度一起部署和利用“格洛纳斯”卫星定位系统,在2007年前将该系统的卫星数量至少增加到18个。
在普京访问印度期间双方将签署有关联合部署并和平利用俄“格洛纳斯”卫星定位系统的协议。根据这一合作协议,印度今后将利用本国的运载火箭自本国的发射场发射这一卫星定位系统的新式“格洛纳斯-M”和“格洛纳斯-K”卫星,这种卫星能够在太空工作7到10年,而以前发射的大部分“格洛纳斯”卫星工作寿命只有3年。
俄“格洛纳斯”全球卫星导航系统同美国GPS全球卫星定位系统类似,是由24颗卫星组成的军民两用系统,该系统首颗卫星于1984年发射。1994年该系统的卫星数量达到12颗并开始运转,到1995年该系统的卫星数量达到24颗开始完全发挥作用。
但是由于俄罗斯航天拨款出现严重不足,该系统的大部分卫星老化并未及时完成新老更替,系统无法发挥导航定位功能。
俄印在利用俄“格洛纳斯”系统方面,将参照美国GPS卫星定位系统的服务方式,采取商业模式使用。
欧洲“伽利略”定位系统:
没有“伽利略”计划,欧洲“将不可避免地成为(美国的)附庸,首先是科学和技术,其次是工业和经济”。所以,欧盟顶着困难也要上。2003年3月“伽利略”导航卫星系统计划正式启动。
欧盟的一些专家称,“伽利略”系统可与美国的GPS和俄罗斯的“全球导航卫星系统”兼容,但比后两者更安全、更准确、更商业化,有助于欧洲太空业的发展。美国在基础层面的一个潜在担心就是,一旦2008年“伽利略”系统开始投入使用,将对GPS技术优势产生前所未有的威胁,到时更多的客户转向“伽利略”系统,美国GPS将可能成为孤家寡人,尽管美国并不以此来盈利,但它在太空以及国际政治上的影响力无疑将大打折扣。
“伽利略”与GPS相比,有较大的不同和优越性。例如,“伽利略”系统的卫星数量多、达到30颗,美国目前还只有24颗;“伽利略”的轨道位置比美国的GPS高、轨道面少;“伽利略”更多用于民用,可为地面用户提供3种信号,且定位精度都优于GPS。
这三种信号是:1)免费使用的信号;2)加密且需交费使用的信号;3)加密且需满足更高要求的信号。“伽利略”的用户可根据需要进行选择。
三种信号中最高精度比美国GPS高10倍,比如“伽利略”确定物体的误差范围将在1米之内,远远要强于美国GPS系统误差10米的性能,因而更能准确地测出物体的位置,甚至还能提供即时的定位信息,即使是免费使用的信号精度也达到6米。
不少专家形象地比喻说,如果说GPS只能找到街道,“伽利略”则可找到车库门。此外,“伽利略”系统的运作将十分安全、稳定,非常适合安全要求极高的使用者,如引导飞机安全起降或火车行驶等。
鉴于“伽利略”这些优势,以及无法阻止“伽利略”的崛起,美国认为与欧洲进行卫星定位合作可能更为划算,因为这利于GPS继续稳定发挥作用。
况且,欧盟在签署合作协议后已明确表示,“伽利略”系统启用后,其卫星将避免挤占美国GPS的卫星轨道位置和频道,对于双方来说,都等于使对方的卫星数目增加了一倍,欧盟的“伽利略”也借此提高了影响力,双方的合作何乐不为?
对中国,负面影响不算太大
中国2003年也积极参加了“伽利略”系统计划。
美国与欧盟的合作目前来看对中国影响不大,相反积极作用可能更大。
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