北斗系统定位原理_北斗系统定位原理方程的图解

导航：

• 1、北斗定位是什么原理？
• 2、北斗卫星的定位原理是什么？有哪些难度呢？
• 3、北斗卫星定位导航原理是怎样的？
• 4、北斗导航定位系统的组成部分，原理和与gps的区别
• 5、北斗定位是什么？

北斗定位是什么原理？

基于北斗模块、北斗卫星信号的室外定位称之为北斗定位。北斗模块的定位原理：

和GPS模块一样，北斗模块被称为用户部分，它像“收音机”捕获并跟踪卫星的信号，根据数据按一定的方式进行定位计算，最终得到用户的经纬度、高度、速度、时间等信息。SKYLAB针对车载、工控及消费类应用推出了一系列高品质北斗模块，支持多系统联合定位以及单系统独立定位，具有高定位精度，超低功耗，尺寸小巧等特性。

此系列模块能够在维持最低系统功耗的同时拥有最大灵敏度，内部Flash可以进行程序升级以支持不同的应用。拥有额外的前置LAN用于优化RF性能，易于与天线集成，且前置SAW滤波器加强了抗干扰性能。

SKYLAB基于MT3333芯片研发生产的北斗模块属于内置北斗模块，在实际使用中，将北斗模块嵌入到产品的PCB板上即可。北斗模块的应用关键在于串口通信协议的制定，也就是模块的相关输入输出协议格式。它主要包括数据类型与信息格式，其中数据类型主要有二进制信息和NMEA-0183协议。北斗模块根据NMEA-0183协议的标准规范，将位置、速度等信息通过串口传送到PC机、PDA等设备。

通过内置北斗模块的移动终端产品，如支持北斗定位的儿童手表、车载导航、无人机等定位终端产品。家长通过管理后台可以实时知道小孩行踪；在外训练的驾校教练车，学校通过北斗卫星，掌握教练和学员的情况；自然条件复杂多变地方的桥梁、隧道，千里之外的监控室可以随时掌握地下微小的变化，及时发现安全隐患，避免事故发生……

SKYLAB北斗定位模块是集北斗GPS定位功能的小尺寸定位模块，型号如下：SKG09D/SKG12D/SKG17D。北斗模块集成度高、功耗低、兼容接收GPS/BDS/GLONASS/GALILEO卫星导航信号，可以实现载体的实时定位、授时、测速等功能，非常适合系统大规模应用的需求。

北斗卫星的定位原理是什么？有哪些难度呢？

引言：我们国家的北斗卫星导航系统是非常好的，而且比较安全。很多人都想知道北斗卫星的定位原理是什么，他们存在哪些难度呢？接下来跟着小编一起去了解一下吧。

一、北斗卫星定位的原理是什么

其实北斗卫星定位的原理是通过一些卫星的距离计算出用户的距离进行定位的。我们要知道用户到卫星之间的距离之和，这个时候就要知道第1颗卫星在球心的一个球面，这个时候会有两颗卫星为一个交点，在一个为椭圆球面的平面之上，形成一个交线，这个时候就能计算出用户的所在位置。而且中间会有一些中心控制系统，会有一些存储在计算机内的素质这个时候进行一个地图的查找，就可以将用户的位置准确的计算出来，也可以知道用户在某一地点与地球的一个焦点。所以这个时候通过中心控制系统，可最终计算出用户所在点的三维坐标，根据这个坐标系就可以发送信号给用户，用户就能查找到他自己所在位置。

二、北斗卫星定位系统需要一些难度的跨越

人们使用北斗卫星定位系统的时候是非常容易的，但是科研人员在制作之前是需要有一些难度的跨越，才能让北斗卫星定位系统变得更加完善。首先我们要知道卫星定位，它中间可能会有一个到达时间差的概念，所以科研人员就要跨越这个难度去计算出到达时间差的一些概念。首先我们需要知道到达时间差的概念是什么，就是利用每一颗卫星的精确位置。从而来发送出一些导航信息，就获得一些卫星上面的接收信息这个时候到达的时间差就叫做到达时间差。而且也要知道卫星的位置，精准可知要懂得接收对卫星观测，而且还要计算卫星到接收机之间的距离，从而计算出准确的位置。

北斗卫星定位导航原理是怎样的？

北斗卫星定位导航的原理是：卫星至用户间的距离测量是基于卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差，称为伪距。为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。

卫星定位实施的是“到达时间差”（时延）的概念：利用每一颗卫星的精确位置和连续发送的星上原子钟生成的导航信息获得从卫星至接收机的到达时间差。

由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。

卫星导航系统时间是由每颗卫星上原子钟的铯和铷原子频标保持的。这些星钟一般来讲精确到世界协调时（UTC）的几纳秒以内，UTC是由美国海军观象台的“主钟”保持的，每台主钟的稳定性为若干个10^-13秒。

扩展资料

北斗导航的应用

1.北斗导航使得农业更“智慧”。在江苏兴化国家粮食生产功能示范区，多种无人农机借助北斗卫星导航系统实现了无人作业。

2.依托北斗卫星导航系统，可以实时查询目标车辆的精确位置和历史轨迹，对公车实行动态监管。

3.广西利用北斗云自动监测新技术，建立起完整的地质监测系统平台，能够迅速对灾害隐患点作出控制措施。

4.江西南昌东湖区彭家桥街道光明社区开展的“北斗+智慧社区”示范应用项目，针对社区老人提供精准定位、位置呼救、位置查询、公共交通、物业管理等便民服务，具有重要的示范意义。

参考资料来源：百度百科-北斗卫星导航系统

北斗导航定位系统的组成部分，原理和与gps的区别

一、北斗导航定位系统的组成部分：

北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括3颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。

二、北斗导航定位系统的原理：

用户则用接收机来测定从接收机至卫星的距离，并根据卫星星历所给出的观测瞬间卫星在空间的位置等信息求出自己的三维位置、三维运动速度和钟差等参数。

三、北斗导航定位系统与gps的区别：

1、卫星布局不同：

美国的全球定位系统包括绕地球运行的27颗卫星（24颗运行、3颗备用），它们均匀地分布在6个轨道上。每颗卫星距离地面约1.7万公里，能连续发射一定频率的无线电信号。从2017年底开始，北斗在轨卫星共39颗。2019年还将再发射5-7颗，2020年再发射2-4颗卫星后建设将全面完成。

2、精度不同：

北斗导航定位精度水平10米、高程10米（95%），在亚太地区，定位精度水平5米、高程5米（95%）。gps导航精度约为10米，综合定位的话，精度可达厘米级和毫米级。

3、服务不同：

北斗导航终端与GPS、GAL．ILEO和GLONASS相比，优势在于短信服务和导航结合，增加了通信功能；全天候快速定位，极少的通信盲区，精度与GPS相当，而在增强区域即亚太地区，精度甚至会超过GPS。

扩展资料：

北斗系统具有的相关特点：

1、北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座，与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其低纬度地区性能特点更为明显。

2、北斗系统提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。

3、北斗系统创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。

参考资料来源：百度百科-全球定位系统

参考资料来源：百度百科-北斗导航定位系统

北斗定位是什么？

中国北斗卫星导航系统（英文名称：BeiDou Navigation Satellite System，简称BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。

北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度为分米、厘米级别，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。

全球范围内已经有137个国家与北斗卫星导航系统签下了合作协议。随着全球组网的成功，北斗卫星导航系统未来的国际应用空间将会不断扩展。

随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。

卫星导航系统是全球性公共资源，多系统兼容与互操作已成为发展趋势。中国始终秉持和践行“中国的北斗，世界的北斗”的发展理念，服务“一带一路”建设发展，积极推进北斗系统国际合作。与其他卫星导航系统携手，与各个国家、地区和国际组织一起，共同推动全球卫星导航事业发展，让北斗系统更好地服务全球、造福人类。

原理

1、空间定位原理

在空间中若已经确定A、B、C三点的空间位置，且第四点D到上述三点的距离皆已知的情况下，即可以确定D的空间位置，原理如下：

因为A点位置和AD间距离已知，可以推算出D点一定位于以A为圆心、AD为半径的圆球表面，按照此方法又可以得到以B、C为圆心的另两个圆球，即D点一定在这三个圆球的交汇点上，即三球交汇定位。北斗的试验系统和正式系统的定位都依靠此原理。

2、有源与无源定位

当卫星导航系统使用有源时间测距来定位时，用户终端通过导航卫星向地面控制中心发出一个申请定位的信号，之后地面控制中心发出测距信号，根据信号传输的时间得到用户与两颗卫星的距离。

除了这些信息外，地面控制中心还有一个数据库，为地球表面各点至地球球心的距离，当认定用户也在此不均匀球面的表面时，三球交汇定位的条件已经全部满足，控制中心可以计算出用户的位置，并将信息发送到用户的终端。

3、精度

参照三球交汇定位的原理，根据3颗卫星到用户终端的距离信息，根据三维的距离公式，就依靠列出3个方程得到用户终端的位置信息，即理论上使用3颗卫星就可达成无源定位，但由于卫星时钟和用户终端使用的时钟间一般会有误差；

而电磁波以光速传播，微小的时间误差将会使得距离信息出现巨大失真，实际上应当认为时钟差距不是0而是一个未知数t，如此方程中就有4个未知数，即客户端的三位坐标（X，Y，Z），以及时钟差距t，故需要4颗卫星来列出4个关于距离的方程式；

最后才能求得答案，即用户端所在的三维位置，根据此三维位置可以进一步换算为经纬度和海拔高度。

以上内容参考百度百科-北斗卫星导航系统

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