文档介绍：GPS定位系统和北斗导航系统在民航中的应用
摘 要:面對我国民航事业和传统陆基导航体制之间产生的矛盾,需要新一代的导航向高效、安全和精准的方向发展。国际民航组织已经提出了全球新导航机制,我国不能继续依赖于GPS定位系统,要使天线接收器,用于接收卫星发来的信号和中心站的定位请求。
北斗导航系统定位原理
北斗导航系统定位主要是依靠于双星定位,用户终端向中心站发出请求,再将定位信息发送给用户。北斗导航系统的双星定位就是以两颗卫星为中心,以卫星到用户的距离为半径,将用户放置于双卫星球面交线的圆弧上。
北斗导航系统定位原理就像一个以地球为球心,球心到地面的高度为半径的球面中,通过圆弧线和地球表面交点之间的距离,赤道北侧当作已知目标,从而获取用户的定位。
用户设备
北斗导航系统的用户设备是带有定向天线的接收、转发器,主要用于接收卫星发射的S波段信号,再提取地面中枢通过卫星转发的信号和定位请求。北斗系统用户不包含定位解算处理设备,用户设备仅包括通信型、授时型和管理型。
用户设备具有开机快速定位功能、位置报告功能和双向授时功能。开机快速定位功能在用户开机之后几秒内就可以完成定位,比GPS等卫星导航系统快很多。用户与用户、用户管理部门,用户和地面中枢之间都可以进行双向报文通信,传递位置及其他信息。这一双向授时服务是其他卫星系统不具备的特点。 2 GPS系統与北斗导航系统的区别
GPS系统与北斗导航系统无论从卫星轨道结构、覆盖范围、用户容量和定位原理都大不相同。北斗导航系统是在赤道上设置了两颗卫星,也就是双星定位。而GPS系统是在6个轨道上设置了24颗卫星。
北斗导航系统仅用于我国领土,是全国范围内的覆盖,而GPS定位系统是全球覆盖。北斗导航系统在定位的过程中会出现无线电隐蔽性失去问题,对军事会造成影响。如果地面为中心控制的中枢部分受到攻击,会影响整个系统的定位功能。GPS定位系统仅仅是测距的三维导航系统,对用户和设备都是独立计算,接收用户信息然后直接给用户反馈有效位置信息。
北斗导航系统主要是主动式双向测距,通过地面中心进行卫星信号发射,因此用户容量有限。而GPS是单项测距,对卫星导航数据接收,设备对用户的容量较大。
3 GPS定位和北斗系统组合导航系统
随着民航新的航行系统不断完善,逐渐民航导航将不再使用INS的惯性导航系统,而更多的采用星基导航系统。虽然GPS定位系统具有一定的准确性和精度,但是其主要还是依靠于卫星,如果卫星故障,会严重影响导航的信号。民航的定位和姿态获取及其容易受到卫星的影响。同时,GPS定位系统技术掌握在美国手中,如果我国要使用这一技术,就始终受制于人。而GPS定位系统和北斗系统组合导航系统就可以有效避免这一现象,北斗导航系统覆盖于我国的全部领土,受我国自主控制住,因此,既可以避免民航受卫星故障的影响,也可以保证民航飞行不受外国影响。
民航在巡航时一直处于高动态阶段,因此北斗导航系统使用期间定位误差较大,往往会导致定位误差,影响飞行速度和范围。GPS系统的三维定位和北斗系统的信息接收能力相结合,就能和地面中枢建立准确的联系,保证飞行的速度和质量,提高民航飞行效率。
北斗卫星导航系统还是建立与地面监控中心