北斗一号定位原理与定位流程
“北斗一号”采用三球交会测量原理进行定位(如图所示):
图“北斗一号”的“三球交会”定位原理
(1)分别以两颗同步卫星为球心,以卫星到用户接收天线距离为半径,构成两个球面;北斗手机号定位
(2)两球面相交得一圆,该圆垂直于赤道平面;
(3)在地球不规则球面的基础上增加用户高程,获得一个“加大”的不规则球面;
(4)圆与不规则球面相交,得两个点,分别位于南北半球,取北半球的点即为用户机的位置。
地面中心站存有全国的地面数字高程库,上述定位解算在地面中心站完成。
●定位流程:
“北斗一号”采用集中式信号处理,定位、通信和双向定时都必须通过中心站进行,由中心站判断用户请求的业务类型,并执行相应的操作。定位的工作流程是:
(1)中心站持续不断地以特定的频率发射具有超帧、分帧结构的伪码扩频的连续波信号,此信号经两颗地球同步卫星分别向各自天线波束覆盖区域内的所有用户广播。
(2)用户机接收出站信号,以出站信号的某一帧时标为起始时刻向卫星发射入站信号,卫星转发至中心站。这一过程可视为将出站信号反射回中心站。对非地面用户,入站信息中同时包含用户机高程信息。
(3)中心站测得信号往返时间,除于2,扣除卫星到中心站这一已知时延,再经必要的电
离层修正、对流层修正和设备时延修正,即可求出卫星到用户机距离。中心站同时解调出用户高程信息,利用三球交会原理计算用户位置。
(4)中心站将用户位置信息加密后加入出站广播电文中,通过卫星发送给用户。
(5)用户接收出站信号,解调出定位信息。
从以上流程可以知道,用户机从发射定位申请到收到定位结果,必须至少等待信号经用户机-卫星-地面中心站-卫星-用户机所需的约0.5秒的传输延迟。因此,“北斗一号”用户机主要应用于中、低动态用户的定位。同时,受系统容量限制,用户申请定位的频度最高为1秒1次。
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