北斗区域卫星导航系统基本导航定位性能初步评估

【摘要】 北斗区域的卫星的导航系统是在2012年的12月27日开始正式的运行。北斗区域的卫星的导航包括三十五颗卫星，其中有五颗地球的静止轨道卫星，二十七颗中地球轨道卫星以及三颗倾斜地球的同步轨道卫星。本文旨在通过对北斗区域的卫星的导航系统的基本的定位性能作出初步评估。

【关键词】 北斗卫星的服务区域 卫星导航系统 定位性能初步评估

一、北斗卫星的服务区域

北斗卫星的导航系统简称是北斗系统，英文的缩写是BDS。北斗卫星的导航系统是我国自主研发创建的、可独立运行的，并且与世界上其他卫星系统兼容共用的全球的卫星导航系统，可以在全球范围内，全天候的为各种用户进行高精确度、高效率、高可靠性的定位、导航、授时的服务。自2012年以来北斗卫星系统的覆盖地区由原来的东经的84度-160度扩大到了现如今的东经的55度-180度，系统的定位精确度也不断提高，由过去的水平25米，高度的30米到现在的水平10米，高程10米。可以说到目前为止，中国的北斗的定位系统已经基本建好，可以独立的为中国以及周边地区提供卫星的导航定位的授时服务。中国的北斗卫星的导航系统在总体性能上与美国的GPS的性能相当。而且，我国的北斗卫星的导航系统也在积极的与美国的GPS等定位系统兼容共用。

二、北斗卫星的导航系统所用到的技术介绍

北斗卫星的定位原理，北斗卫星的导航系统是由35颗卫星在距离地球两万多千米的高空中，用固定不变的周期来环绕地球进行运行，保证在任何时间、任何地点地球上都可以同时发现观测到四颗以上的卫星。北斗卫星的接收机通常情况下可以锁定四颗或更多的卫星。这个时候，卫星的接收机可以按按卫星星座的分布状况划分许多组，每个组四颗，然后运用算法挑选一个误差最小一组来进行定位，从而可以提高定位的精确度。北斗卫星的定位使用的是到达时间差即时延的概念。通过对每一颗卫星精确的定位与不断的发送卫星上的原子钟所形成的导航消息从而取得从卫星到接收机之间的到达的时间差。

北斗卫星的导航原理是距离北斗卫星的轨道的位置与系统的时间。在地面建立的主控站和运控段的同时行动，每天至少一次的对每一颗卫星进行输入校正的数据。输入的数据有：星座当中每一颗卫星轨道的位置的测定与星上的时钟校正。所输入的校正的数据都是通过复杂的模型来进行计算得出的，一般几个星期之内是有效的。北斗卫星的定位导航的系统时间是和卫星上的原子钟与铷原子的频率要保持一致的。北斗卫星的导航原理是卫星到用户之间距离的测量是根据卫星发出信号的时间和到达的接收机时间的差距得出的，这就是伪距。而为了计算用户的具置与接收机的时间差，至少需要通过四颗卫星的信号进行计算。因为卫星的运行轨道和卫星的时钟会存在偏差，这使得民用的卫星定位的精确度很差。所以为了提高卫星定位的精度，我们通常采用差分的定位技术。这种查分的定位技术可以大大的提高卫星导航系统的定位精确度，从而提高对用户的高质量服务。

三、北斗导航定位的性能分析

1、单点的定位。北斗卫星的导航定位性能中的单点定位是通过对北斗卫星的误差模拟改正，作出评价。从而提高北斗卫星导航定位的水平的精度、高程的精度以及三维位置的精度。2、伪距差分的定位。伪距差分的定位是一种差分定位方法，也是现今为止应用最为广泛的一种技术。在北斗卫星的基准站中可以观察所以卫星，通过基准站中已知的坐标和各个卫星的坐标，可以求出每颗卫星在每一时刻与基准站的距离。再通过和测量到的伪距进行比较，得出伪距后改成正数，再将这个数据传输到用户的接收机上，这种差分，可以提高定位的精确度。3、载波相位差分定位。北斗卫星的载波相位差分定位，是实时的处理两个测站的载波相位的观测量的差分的定位方法。在使用的过程中将基准站所采集的载波的相位发送到用户的接收机上，接着再进行求差来解算坐标。卫星的载波相位的差分定位可以使得定位的精确度大大提高。这一技术大量的应用在动态的需要极高精确度的地方。

四、小结

北斗区域的卫星的导航系统在 2012 年的 12 月 27 日正式宣布运行，之后为亚太地区的用户提供了精确的独立的卫星导航的定位高质量服务，同时加强了亚太地区卫星的导航定位系统服务的高精确度、独立性和可信赖性。在2014年的11月17日到21日的国际会议中，联合国的负责设立国际海运的标准的一个国际性的组织――海上安全委员会，在这一会议中中国的北斗卫星的导航定位系统被正式的纳入到了全球的无线电的导航系统中。这充分说明了，我国综合实力国际地位的提高。我国的北斗卫星导航定位系统成为继美国GPS系统与俄罗斯的格洛纳斯系统之后的第三个国际认定的海上的卫星导航定位系统。一位专门的研究中国的太空项目与信息化战争的美国加州大学的专家凯文・波尔彼得说到，这一举措是对北斗卫星导航定位系统能够在它所覆盖的范围之内提供高精确度的定位服务的认可。

参 考 文 献

[1] 中国卫星导航定位协会编著.卫星导航定位与北斗系统应用.2012年出版