近年来,伴随着天通一号、中星16号等卫星发射,卫星通信系统的使用价值日趋突显,且凭借着大容量、广覆盖、不受路面自然环境限制等优点,成为了应急管理通讯运用的新趋势,在国家应急通信保障管理体系中扮演着关键角色。
天通一号卫星应用业务
天通一号客户具体分两类,一种是国家应急客户,包含国家部委和各省区市应急管理保障部,由国家工信部应急管理通信保障管理中心供应电话号码资源和相关服务。另一种是商务客户,比如登山爱好者们、海上渔民等,其码号资源和通信服务由中国电信网供应。
在运用方面,国家应急管理体系组员可享有码号优越、登记优化、呼叫优先、管理体系优异、终端设备优选、资费套餐特惠、扣费优用、服务项目优质8大优点,为国内应急管理通讯供应关键支撑点。
卫星通信系统相比较路面通讯,其特征是所有地点、所有时间、所有人与社会公众互联网、与所有人、所有方式均能够通讯,可以说“全方位无盲区”。这个特征让卫星通信系统能够在应急管理场景、海上通讯、航空通讯、高铁通讯等场景得到广泛使用。
卫星通信的特点:
1、卫星通讯区域覆盖面积大,通讯距离较远;
在我国幅原宽阔,跨距大于5000KM,地貌错综复杂,山区地带、高原地区、丘陵地形占多数,如果出现地质等自然灾害,地面网络瘫痪、无线通讯距离比较有限,卫星通讯首当其冲。
2、卫星通讯具全天性的通讯功能,利用太空中的通讯卫星实现通讯,不容易遭受地面强台风、地震灾害、洪水灾害等自然灾害的干扰。
3、卫星通讯业务全方面:能够语音通话、视频传输、无线对讲、终端设备连网。
4、卫星通讯机动性、灵活性,能够手拿单兵使用、车载使用、室内使用、船载使用、机载使用,建站快速,无线组网灵活性。
紧急卫星通讯系统软件是防汛、防汛与抗旱工程项目具体措施的一种,其作用有以下几点:
一、对水文水利与天气状况的检测与防范,事先利用监测站的收据搜集并利用通讯卫星传到应急指挥中心,分析数据提前进行处置将会出现的自然灾害,防患于未然,将人民群众和自然环境的亏损降至最少。
二、如果发生了汛情在紧急事件现场主要是用以抢险救灾现场提供调度卫星通信系统服务、人员定位系统、关键防汛地区的紧急情况实况图像传输、关键防洪工程的工情监控、防汛抢险救灾现场具体情况传输、现场灾情和抗灾的实况传输等。专业人士和领导干部能够利用水利工程紧急机动性通讯系统实现高效率、准确无误的管理决策,最大限度地确保人民群众的生命财产安全,提升减灾的综合能力,尤其有助于领导干部在应急指挥中心处置紧急事件,即时指挥和调度。
三、防范紧急情况从大家自身做好,不过分开发利用,降低废弃物和生活污水的排出,尊重自然界的同时便是在发展自己。
GPS由哪几部分组成?
全球定位系统由三部分构成:(1)地面控制部分,由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的 工作)、地面天线(在主控站的控制下,向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成;(2)空间部分,由24颗卫星组成,分布在6个道平面上;(3)用户装置部分, 主要由GPS接收机和卫星天线组成。
全球定位系统的主要特点:(1)全天候;(2) 全球覆盖;(3)三维定速定时高精度;(4)快速省时高效率:(5)应用广泛多功能。
全球定位系统的主要用途:(1)陆地应用,主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等;(2)海洋应用,包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等;(3)航空航天应用,包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。
GPS卫星接收机种类很多,根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型;根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。
经过20余年的实践证明,GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。 GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。
GPS原理
24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上,以12小时的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。
由于卫星的位置精确可知,在GPS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)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。
事实上,接收机往往可以锁住4颗以上的卫星,这时,接收机可按卫星的星座分布分成若干组,每组4颗,然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位,从而提高精度。
由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差,大气对流层、电离层对信号的影响,以及人为的SA保护政策,使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度,普遍采用差分GPS(DGPS)技术,建立基准站(差分台)进行GPS观测,利用已知的基准站精确坐标,与观测值进行比较,从而得出一修正数,并对外发布。接收机收到该修正数后,与自身的观测值进行比较,消去大部分误差,得到一个比较准确的位置。实验表明,利用差分GPS,定位精度可提高到5米。
GPS前景
由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点,作为先进的测量手段和新的生产力,已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。
随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展,美国政府宣布2000年至2006期间,在保证美国国家安全不受威胁的前提下,取消SA政策,GPS民用信号精度在全球范围内得到改善,利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到20米,这将进一步推动GPS技术的应用,提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量,刺激GPS市场的增长。据有关专家预测,在美国,单单是汽车GPS导航系统,2000年后的市场将达到30亿美元,而在我国,汽车导航的市场也将达到50亿元人民币。可见,GPS技术市场的应用前景非常可观。
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第三章 GPS系统的组成与 GPS信号
第一节 GPS定位系统的组成
GPS定位系统包括三大部分:
(1)地面监控部分;(2)空间卫星部分;(3)用户接收部分。
一、地面监控部分
(一)地面监控部分的分布
地面监控部分在GPS定位系统试验阶段和工作阶段有所不同。试验卫星的地面监控站由设在范登堡空军基地的一个主控站、一个注入站和一个监测站及其它地方的四个检测部分组成。
主控站设在美国本土科罗拉多斯平士(Colorado Spings)的联合空间执行中心 CSOC;三个注入站分别设在大西洋的阿森松(Ascension),印度洋的狄哥.伽西亚(Diego Garcia)和太平洋的卡瓦加兰 (Kwajalein) 三个美国空军基地上;五个监测站,除一个单独在夏威夷外,其余四个都分设在主控站和注入站上。
(二)监控系统的作用
1.主控站的作用
1)收集数据;2)数据处理;3)监测与协调 ;4)控制卫星。
2.监控站的作用
监控站根据其接收到的卫星扩频信号求出相对于其原子钟的伪距和伪距差,检测出所测卫星的导航定位数据。利用环境传感器测出当地的气象数据。然后将算得的伪距、导航数据、气象数据及卫星状态数据传送给主控站,供主控站使用。
3.注入站的作用
其主要作用是将主控站需传输给卫星的资料以既定的方式注入到卫星存储器中,供卫星向用户发送。
二、空间卫星部分
空间卫星部分是由空间运行的多颗卫星按一定的规则组成的GPS卫星星座。
GPS卫星的主要作用有三方面:
(1)接收地面注入站发送的导航电文和其它信号;
(2)接收地面主控站的命令,修正其在轨运行偏差及启用备件等;
(3)连续地向广大用户发送GPS导航定位信号,并用电文的形式提供卫星自身的现势位置与其它在轨卫星的概略位置,以便用户接收使用。