北斗地球静止卫星

北斗地球静止卫星（共8篇）

北斗地球静止卫星 篇1

北斗卫星导航系统首颗地球静止轨道卫星发射成功我国2020年前建成全球卫星导航系统

2009年4月15日零点16分,春夜中的中华大地一片静谧.长征三号丙运载火箭托举着北斗星导航系统首颗地球静止轨道卫星从大凉山深处腾空而起,在我国东南地区上空划出了一道美丽的轨迹.

作 者：陈全育  作者单位： 刊 名：太空探索 英文刊名：SPACE EXPLORATION 年，卷(期)：2009 “”(5) 分类号： 关键词： 

★ 我国环境-1 A、1B卫星成功发射

★ 导航卫星有效载荷的仿真技术研究

★ 基于图像位移的低轨卫星自主导航技术

★ 绕月探测工程的发射场系统-西昌卫星发射中心

★ 探析当前我国数字电视广播的发射技术论文

北斗地球静止卫星 篇2

FY-2D星是我国自行研制的双自旋稳定地球同步气象卫星，2006年12月8日发射定点于东经86.5°，曾为2008年北京奥运会等重大事件提供了气象保障服务。KAZSAT-2卫星(简称哈星)是哈萨克斯坦的一颗通信卫星，2011年7月15日发射，后也定点于东经86.5°。出于安全因素考虑，需持续对两星距离等因素进行分析，制定共位策略。鉴于这样的背景，本文从影响两星距离的多种因素入手，对两星共位安全性进行了探讨，给出了偏心率和倾角联合隔离的共位策略，对工程应用具有较大的借鉴意义。

1 两星共位距离计算方法

地球静止轨道卫星的运动特性可以用一下参数进行描述：

平经度漂移率:

偏心率矢量:

倾角矢量:

平赤经:

用上述轨道参数来描述静止卫星在球坐标系中的位置矢量得到：

式中，a为卫星轨道半长轴，e为偏心率，i为倾角，为升交点赤经，为近地点幅角，M为平近点角，为地理纬度，为地理经度，s为平赤经，as为地球静止轨道半长轴。

假设共位的两星为，，，，，，卫星在径向的相对距离是，在切向的相对距离是，在法向的相对距离是，则：

卫星之间的相对距离为：

在已知地球静止轨道卫星开普勒轨道根数的情况下，双星距离的计算推导如下：

地心到卫星的距离

星的径向、切向和法向位置矢量分别为：

则两星的绝对距离为：

要避免静止轨道星座在空间中发生碰撞，任意双星之间的相对距离应满足：

dmin的确定与静止轨道的轨道确定精度有关，对于单站观测定轨，取dmin≥14km比较合适，这样即使精度不高，也能避免卫星之间发生碰撞。

2 两星当前情况分析

2.1 两星当前轨道根数

TLE根数是北美航空司令部发布的、目前国际上普遍采用的卫星轨道根数，其坐标系为轨道根数对应时刻的瞬时轨道坐标系。TLE轨道数据是平均根数，它用特定的方法去掉了周期扰动项。取得哈星和FY-2D星的TLE轨道数据，在STK中转化成开普勒轨道根数，如表1所示。

2.2 STK中仿真两星之间距离变化趋势图（2012-11-10～2012-11-20)

由仿真数据和图1可见，在2012年11月12日08:05:52时两星距离最小，达到7.1255km，不满足dmin≥14km的安全条件，碰撞概率很高。

3 影响双星距离的因素分析

对于共位卫星，一般认为它们的摄动因素基本相同。因此在后续分析中不必考虑卫星各自的摄动因素。根据两星的实际情况，在某一时刻假设KAZSAT-2卫星轨道根数不变，而FY-2D卫星可根据两星的最小距离情况进行轨道控制，改变相应的轨道根数，增大两星的距离，降低碰撞概率。在STK中仿真结果如下。

3.1 通过改变半长轴进行隔离

通过图2和表2可以看出，分别以不同半长轴改变量计算两星距离变化，当固定一星根数不变，另一颗星半长轴改变时，半长轴的变化和两星距离的变化成正比。

3.2 通过改变偏心率进行隔离

通过图3和表3可以看出，当固定一星根数不变，另一颗星轨道偏心率改变时，两星之间距离变化不大，但实现了轨道径向上的隔离。

3.3 通过改变倾角进行隔离

表4两星距离与倾角变化的关系

通过图4和表4可以看出，当固定一星根数不变，另一颗星轨道倾角改变时，两星之间距离变化较大，并实现了在轨道法向上的隔离。

3.4 偏心率和倾角联合隔离

通过表5和图5可以看出，当固定一星根数不变时，另一颗星轨道倾角和偏心率同时变化，两星之间距离变化很大，并且在轨道法向和径向同时实现了隔离。

4 两星共位偏心率和倾角联合隔离策略

从各种因素对两星距离的影响分析可知，偏心率和倾角联合隔离的方法具有极大的优越性。在不考虑两个共位卫星的漂移率和平经度差的条件下，两星的距离计算公式为：

式中，为两星偏心率矢量间的夹角，为两星倾角矢量间的夹角。当时，相对运动轨迹在切向和法向的平面上的投影为一直线，这导致相互遮挡的可能性很大，给通信测控带来了一定影响，但当径向距离消失时，可以有效地避免碰撞。反之，当时，相对运动轨迹在切向和法向的平面上的投影为椭圆，这能有效地避免相互遮挡，但当径向距离消失时，其法向也将趋于零，此时由于偏心率和平经度差值的不为零性，导致其隔离距离趋于消失，碰撞概率增大。综上所知，在制定共位策略时，使或各有优缺点，最好选择相对偏心率和相对倾角矢量的夹角为45°，从而可以有效地避免碰撞和遮挡。

5 小结

多星共位技术能够在同一定点位置放置多颗卫星，可以有效地提高地球静止轨道资源的利用率。而共位卫星的相对距离分析对于有效规避碰撞风险，保证卫星安全有重要的实际意义。进一步给出的偏心率和倾角联合隔离的共位方法有效地降低了共位卫星的碰撞概率，为更深入地研究地球静止轨道卫星共位技术提供了很好的借鉴。

参考文献

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北斗地球静止卫星 篇3

我国北斗卫星导航系统建设分两阶段实施。第一阶段，2000年建成北斗卫星导航试验系统，进行卫星导航技术试验，初步为我国及周边地区提供导航、授时和短报文通信服务。该试验系统已圆满完成各项试验任务，标志着我国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

第二阶段，2020年前，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统，为用户提供连续、稳定的导航、授时和短报文通信服务。该阶段于2004年9月正式启动，2007年4月成功发射北斗卫星导航系统首颗中圆轨道卫星，预计2010年左右系统建设覆盖亚太地区。

本次发射的卫星由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院为主研制，设计寿命为8年，是我国北斗卫星导航系统第二阶段建设的第二颗卫星。

长征三号丙运载火箭由中国航天科技集团公司所属中国运载火箭技术研究院为主研制。该火箭是在长征三号甲和长征三号乙运载火箭的基础上研制出的三级液体火箭，与长征三号甲、长征三号乙共同构成了长征三号甲系列运载火箭的基本型谱。该火箭捆绑两枚助推器，地球同步转移轨道运载能力为3.8吨，火箭拥有灵活的姿控系统，具有对有效载荷进行大姿态调姿的能力。

北斗卫星导航系统及应用综述 篇4

0引言

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS），是继美全球定位系统（GPS）和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，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，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于20m，授时精度优于100ns。2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。北斗卫星导航系统基本信息介绍

中国在2003年完成了具有区域导航功能的北斗卫星导航试验系统，之后开始构建服务全球的北斗卫星导航系统，于2012年起向亚太大部分地区正式提供服务，并计划至2020年完成全球系统的构建。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统及欧盟伽利略定位系统一起，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

1.1 北斗卫星导航系统的定位原理

“北斗一号”卫星导航系统的定位原理与GPS系统不同,GPS采用的是被动式伪码单向测距三维导航,由用户设备独立解算自己的三维定位数据,而“北斗一号”卫星导航定位系统则采用主动式双向测距二维导航, 由地面中心控制系统解算供用户使用的三维定位数据。“北斗”卫星是中国“北斗”导航系统空间段组成部分,由两种基本形式的卫星组成,分别适应于GEO和MEO轨道。“北斗”导航卫星由卫星平台和有效载荷两部分组成。卫星平台由测控、数据管理、姿态与轨道控制、推进、热控、结构和供电等分系统组成。有效载荷包括导航分系统、天线分系统。GEO卫星还含有RDSS有效载荷。因此,“北斗”卫星为提供导航、通信、授时一体化业务创造了条件。“北斗”导航卫星分别在1559MH z～1610MH z、1200MH z～1300MH z两个频段各设计有两个粗码、两个精密测距码导航信号, 具有公开服务和授权服务两种服务模式[1]。

“北斗二号”导航卫星系统体制第二代导航卫星系统与第一代导航卫星系统在体制上的差别主要是: 第二代用户机可免发上行信号,不再依靠中心站电子高程图处理或由用户提供高程信息,而是通过直接接收卫星单程测距信号来自己定位, 系统的用户容量不受限制,并可提高用户位置隐蔽性。

图1.1北斗卫星导航定位系统定位原理图

1.2 北斗卫星导航系统的系统组成

北斗双星导航系统主要由空间部分、地面中心控制系统和用户终端3个部分组成。空间部分由轨道高度为36000km 的2颗工作卫星和1颗备用卫星组成(一个轨道平面), 其坐标分别为(80°E, 0°, 36000km)、(140°E, 0,°36000km)、(110.5°E, 0°, 36000km)。卫星不发射导航电文, 也不配备高精度的原子钟, 只是用于在地面中心站与用户之间进行双向信号中继。卫星电波能覆盖地球表面42%的面积, 其覆盖的经度为100°, 纬度为N81°～ S81°。其轨道如图1.2所示。

图1.2北斗双星导航系统卫星轨道

地面中心控制系统是北斗导航系统的中枢,包括1个配有电子高程图的地面中心站、地面网管中心、测轨站、测高站和数十个分布在全国各地的地面参考标校站, 主要用于对卫星定位、测轨,调整卫星运行轨道、姿态,控制卫星的丁作, 测量和收集校正导航定位参量,以形成用户定位修正数据并对用户进行精确定位。用户终端为带有定向天线的收发器,用于接收中心站通过卫星转发来的信号和向中心站发射通信请求,不含定位解算处理功能。根据应用环境和功能的不同, 北斗用户机分为普通型、通信型、授时型、指挥型和多模型用户机5种,其中,指挥型用户机又可分为一级、二级、三级3个等级。时间系统和坐标系统:时间系统采用UTC(世界协调时),坐标系统采用1954年北京坐标系和1985年中国国家高程系统。未来的北斗卫星导航系统(COMPASS)将由分布在3个轨道面上的30颗中等高度轨道卫星(MEO)和均匀分布在一个轨道面的5颗地球同步卫星构成。非静止轨道上,每个轨道面10颗卫星,其中1颗为备用,轨道倾角为56︒。卫星轨道半长轴约为2.7万km。1.3 北斗卫星导航系统的工作过程

地面控制中心向卫星I和卫星II同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系统[2]。中心控制系统接收并解调用户发来的信号, 然后根据用户申请的服务内容进行相应的数据处理。对定位申请,中心控制系统测出两个时间延迟: 即从中心控制系统发出询问信号,经某一颗卫星转发到达用户,用户发出定位响应信号,经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟;和从中心控制系统发出询问信号,经上述同一卫星到达用户,用户发出响应信号,经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的,可以由上述两个延迟量计算出用户到第一颗卫星的距离,以及用户到两颗卫星距离之和。从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面,和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上;另外,中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值,又知道用户处于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。因此,中心控制系统利用数值地图可计算出用户所在点的三维坐标, 并与相关信息或通信内容发送到卫星,经卫星转发器传送给用户或收件人。

北斗卫星导航定位系统的工作步骤如下:(1)地面控制中心向2颗卫星发送询问信号;(2)卫星接收到询问信号,经卫星转发器向服务区用户播送询问信号;(3)用户响应其中1颗卫星的询问信号,并同时向2颗卫星发送回应信号;(4)卫星收到用户响应信号,经卫星转发器发送回地面控制中心;(5)地面控制中心收到用户的响应信号,解读出用户申请的服务内容;(6)地面控制中心利用数值地图计算出用户的三维坐标位置,再将相关信息或通信内容发送到卫星;(7)卫星在收到控制中心发来的坐标资料或通信内容后,经卫星转发器传送给用户或收件人。北斗卫星导航系统的功能优势

北斗卫星导航系统是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种全天候、区域性的卫星定位系统。2.1 北斗卫星导航系统具有的三大功能

（1）快速定位：系统可为服务区内用户提供全天候、高精度、快速实时定位（可在1秒之内完成）、服务，定位精度为20～100m；

（2）短报文通信：系统用户终端具有双向数字报文通信功能，注册用户利用连续传送方式可以传送多达120个汉字的信息；

（3）精密授时：系统具有单向和双向两种授时功能。根据不同的精度要求，利用授时终端，完成与CNSS之间的时间和频率同步，提供100ns（单向授时）和20ns（双向授时）的时间同步精度。2.2 北斗卫星导航系统具备的优势

（1）同时具备定位与通信双重功能，无需其它通信系统支持，而GPS、GLONASS只能定位；

（2）覆盖范围较大，没有通信盲区。北斗系统覆盖了中国及周边国家和地区，不仅可为中国、也可为周边国家服务；

（3）特别适合集团用户大范围监控与管理；

（4）独特的中心节点式定位处理和指挥型用户机设计。它不仅能使用户知道自己的所处的位置，还可以告诉别人自己的位置所处的地方，特别适用于需要导航与移动数据通信场所，如交通运输、调度指挥、搜索营救、地理信息实时查询等；（5）自主系统，高强度加密设计，安全、可靠、稳定，适合关键部门应用；（6）接收终端不需铺设地面基站，用户终端相对便宜。

（北斗卫星导航定位系统的潜力主要体现在定位通信综合领域上。目前仅需要定位的用户，对北斗的需要不迫切；对于既需要定位又需要把位置信息传递出去的用户，北斗卫星导航定位系统是非常有用的。）北斗卫星导航系统的应用

3.1 北斗卫星导航系统的应用范围

“北斗”卫星导航试验系统自2003年正式提供服务以来，在交通运输、海洋渔业、水文监测、气象测报、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾和国家安全等诸多领域得到广泛应用，产生显著的社会效益和经济效益。特别是在南方冰冻灾害、四川汶川和青海玉树抗震救灾、北京奥运会以及上海世博会中发挥了重要作用。

1）在交通运输方面，基于“北斗”卫星导航试验系统的“新疆公众交通导航监控系统”、“公路基础设施安全监控系统”以及“港口高精度实时定位调度监控系统”等应用推广工作，取得了良好的示范效果。

2）在海洋渔业方面，基于“北斗”卫星导航试验系统的海洋渔业综合信息服务平台，为渔业管理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务。

3）在水文监测方面，基于“北斗”卫星导航试验系统的水文监测系统，实现多山地域水文测报信息的实时传输，提高灾情预报的准确性，为制订防洪抗旱调度方案提供重要的保障。

4）在气象测报方面，成功研制一系列气象测报型“北斗”终端设备，形成实用可行的系统应用解决方案，解决中国气象局和各地气象中心气象站的数字报文自动传输问题。

5）在森林防火方面，“北斗”卫星导航试验系统成功应用于森林防火系统，其定位与短报文通信具有较好实际应用效果。

6）在通信时统方面，成功开展“北斗”双向授时应用示范，突破光纤拉远等关键技术，研制出一体化卫星授时系统。

7）在电力调度方面，成功开展基于“北斗”卫星导航试验系统的电力时间同步应用示范，为电力事故分析、电力预警系统、保护系统等高精度时间应用创造了条件。

8）在救灾减灾方面，基于“北斗”卫星导航试验系统的导航定位、短报文通信以及位置报告功能，提供全国范围的实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等服务，显著提高了灾害应急救援的快速反应能力和决策能力。

“北斗”卫星导航系统建成后将为民航、航运、铁路、金融、邮政等行业提供更高性能的定位、导航、授时和短报文通信服务。3.2 北斗卫星导航系统的应用特点

北斗卫星导航定位系统由空间卫星、地面主控站(控制中心)与标校站和用户终端设备三大部分组成, 它具有快速二维定位、双向简短报文通信和精密授时三大基本功能。该系统基于“二球交会”原理进行定位, 即以2颗卫星的已知位置坐标为圆心,各以测定的本星至用户机的距离为半径,形成2个球面,用户机必然位于这2个球面交线的圆弧上。地面控制中心存储的电子高程地图库提供1个以地心为球心,以球心至用户机的距离为半径的球面。求解圆弧线与该球面的交点, 并根据用户在赤道平面北侧的实际情况,即可获得用户的二维位置坐标[3]。北斗卫星导航定位系统主要应用特点如下[4-5] : 1)系统覆盖我国全部国土及周边区域

北斗系统是覆盖我国本土及其周边地区的区域性卫星导航定位系统,覆盖范围为东经70°～145°,北纬5°～55°,可以无缝覆盖我国全部国土和周边海域, 在中国全境范围内具有良好的导航定位可用性。2)系统定位、授时精度能满足导航定位需要

北斗系统的二维水平定位精度(1δ)为20m(不设标校站区域100m),双向授时精度20ns(单向授时精度100ns),与GPS系统的民用精度基本相当,能满足用户导航定位和授时要求。北斗系统的注册用户分为3个服务等级,对应的定位响应时延分别为:一类用户5s,二类用户2s,三类用户1s北斗系统具有单向和双向2种授时功能,根据不同的精度要求,定时传送最新授时信息给用户端,供用户完成与北斗卫星导航定位系统之间时间差的修正。3)系统双向报文通信功能应用优势明显

北斗系统具有用户与用户、用户与地面控制中心之间的双向报文通信能力。系统一般用户1次可传输36个汉字,经核准的用户利用连续传送方式1次最多可传送120个汉字这种简短双向报文通信服务,可有效地满足通信信息量较小、但即时性要求却很高的各类型用户应用系统的要求。这很适合集团用户大范围监控管理和通信不发达地区数据采集传输使用。对于既需要定位信息又需要把定位信息传递出去的用户,北斗卫星导航定位系统将是非常有用的。需特别指出的是,北斗系统具备的这种双向简短通信功能,目前已广泛应用的国外卫星导航定位系统(如GPS、GLONASS系统)并不具备。

4）系统有源定位体制使用户定位的隐蔽性、实时性较差,用户容量受限

北斗系统是主动式有源双向测距二维导航系统, 在地面控制中心进行用户位置坐标解算。北斗系统的有源定位工作方式使用户定位的同时失去了无线电隐蔽性,这在军事上是不利的。另外,北斗系统对地面控制中心的依赖性大,一旦其地面中心控制系统受损,系统就不能继续工作了;用户设备必须包含发射机,因此其在体积、重量、功耗和价格方面远比GPS接收机来得大、重、耗电与贵。北斗系统从用户发出定位申请, 到收到定位结果,整个定位响应时间最快为1s，即用户终端机最快可在1s后完成定位。这1s的定位时延对飞机、导弹等高速运动的用户来说时间嫌长。北斗系统适合为车辆、船舶等慢速运动的用户提供服务。北斗系统导航定位实时性较差,对于高动态载体(如飞机、导弹等),该缺陷是显而易见的。北斗系统是主动双向测距的询问)应答系统,系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。因此,北斗系统的用户设备工作容量是有限的。北斗系统可为以下用户机每小时提供54万次的服务:一类用户机(适合于单人携带使用)10000～20000个,5～10min服务一次;二类用户机(适合于车辆、舰船使用)5500个,10～60s服务一次。

“北斗”系统的上述应用特点,决定了该系统适合在中国全境范围内,在测绘、电信、水利、交通运输、勘探等使用要求相对较低的民用领域进行导航定位、报文通信和授时服务等应用。目前该系统在军事领域的应用,受到了一定的制约。3.3 北斗卫星导航系统的应用现状

北斗卫星导航定位系统运营以来,在军民用领域上发挥了重要作用,迄今为止,已为用户提供定位服务超过亿次,通信服务超过千万条,在森林防火、水利防汛、交通运输等民用、军用领域产生了显著的社会效益。所研制的黑龙江大兴安岭森林防火信息系统、澜沧江上湄公河船舶调度管理系统和郑州铁路局铁路机车到站报点系统等北斗系统应用示范工程,已取得了明显的经济效益[6-7]。

但是,北斗系统作为我国自行研制的、具有鲜明应用特点的卫星导航定位系统, 总的来说,目前的实际应用并不理想。主要表现在: 1)系统应用不充分,与世界上第三个投入实际应用的卫星导航定位系统的地位不相称

北斗系统工作容量可达百万户,而目前注册在线的终端用户却不足千分之一, 卫星资源闲置严重。该系统的快速定位、双向报文通信和精密授时0功能,特别是双向报文通信功能未得到充分应用,该导航定位系统在许多民用领域中的用途还未被认知。中国工程院戚发韧院士经过对北斗系统进行详实的调研后提出:中国研制成功的第一个拥有自主知识产权的北斗卫星导航系统,目前在民用领域资源利用并不充分,几近闲置。他在调研报告中明确写到:北斗系统本应拥有上百万用户的能力,目前却只有几千个用户,国家投入几十亿元,但利用很不充分,造成了资源的严重浪费。北斗卫星导航定位系统目前在民用领域应用不充分、未形成产业化的现状,与该系统作为世界上第三个投入实际应用的卫星导航定位系统的地位很不相称。

2)用户终端设备价格偏高,在市场上无法与GPS系统形成竞争

北斗系统目前的有源定位技术体制决定了其用户终端设备需能收能发,在技术应用上有通信功能,应用优势明显,这是无可怀疑的。但这种体制也使用户终端制造成本增加,加上终端设备用户少,所以目前市场价格偏高,多数用户难以接受。用户终端设备价格昂贵的北斗系统在市场上是无法与GPS系统进行竞争的。3)用户终端设备研制开发滞后,跟不上应用需求

北斗系统用户终端设备研制开发严重滞后于系统建设。究其原因,一是用户终端设备研制起步较晚,没有做到与系统建设同步研发;二是用户终端研制难度大,没有集中力量对其重点进行攻关,各研制单位各自为战,技术上不交流,形不成合力;三是国内器件、部件生产基础差,而进口芯片价格昂贵。在2002年北斗系统开始试运行时,系统民用终端设备尚不成熟。至今国内仍有十几家单位在投入资金研制北斗用户终端,但提高性能价格比的成效并不大,有的单位甚至不得不退出研发。目前能生产北斗系统民用终端的厂商有五、六家,产品价格较高,各有优缺点。北斗系统民用终端设备生产厂商各自为战的研制生产方式,在当前用户量不大、生产批量上不去的情况下,成本下不来;而成本下不来,市场用户就上不去,形成一个恶性循环。用户终端设备生产方式存在的高成本是影响北斗系统推广应用的问题之一。

4)北斗民用市场的自由化和无序竞争,影响了北斗系统应用市场的健康发展

由于国家没有北斗系统民用开发规划和应用市场准入机制,市场完全是无序的自由竞争,一些企业单位对北斗系统市场认识和估计过于乐观,为早日抢到市场,自发投入不少资金开发北斗民用终端。到目前为止,真正获得成功、设备产品质量较好的厂家只有几个。有一些企业单位在产品技术质量还不成熟的情况下, 就急于推销自己的产品收回投资,采用低价竞争方式抢占市场,结果是实际运行故障频发用户服务又跟不上,动摇了用户选用或继续使用北斗系统的信心,增加了对北斗系统应用的怀疑情绪,影响了北斗系统健康发展和推广应用。3.4 北斗卫星导航系统应用的主要制约因素

目前, 影响、制约北斗系统在民用领域获得广泛应用的因素主要是[8] : 1)系统用户终端设备价格昂贵

前面已分析到,造成北斗系统用户终端设备价格昂贵的主要原因,一是目前系统本身所采用的有源定位技术体制,二是终端设备生产量少、关键元器件依赖进口使生产成本居高不下。关于北斗系统的技术体制改进和完善问题,已在中国第二代卫星导航系统的研制计划中基本得到了考虑。在后续分析的推动北斗系统民用产业化发展的对策与建议中,提出国家应投入资金,组织有关部门联合攻关, 解决北斗系统用户终端设备关键元器件国产化问题。2)系统应用缺乏国家政策的有力支持

北斗系统是国家花费巨资建设起来的的军、民两用区域性卫星导航定位系统。作为一个新兴产业,北斗系统要发展壮大,与国家政策的支持是分不开的。但是,我国至今缺少一个对国家安全有着重要意义的有关卫星导航定位产业的国家级政策,当然更缺少相应的管理办法和运营措施。这影响了企业和科研部门对北斗导航系统应用的投入,直接导致了用户终端产品品种少、水平低、价格贵。卫星导航应用产业已成为全球信息化产业中发展最快的产业之一,而中国的这项产业目前大多数在经营国外的产品,大量用户成为了外国产品的消费者。北斗系统应用研发与服务的企业只有寥寥几家,用户少得可怜。3)政策缺位直接导致系统应用推动乏力

北斗卫星已经升空5年,可它作为一种新技术新业务,很少有人大力去普及推广,广大用户特别是信息化人员,对其知之甚少,在各种媒体和市场上,也难以找到相关的宣传资料。很多企业和用户,甚至不知道谁是民用卫星导航产业的主管部门。北斗系统在应用系统的开发试验上,需要大量的资金投入,开发运营企业难以在资金上长久维持,用户就更做不到花费巨资,为自己建设应用小平台。没有国家资金的介入,公司的资金杯水车薪。北斗卫星导航系统与GPS功能特点的比较

1．覆盖范围：北斗卫星导航系统主要覆盖我国本土的区域性、全天候导航系统。覆盖范围东经约70°～140°，北纬5°～55°。GPS是覆盖全球的、全天候导航系统； 2．卫星数量和轨道特性：北斗卫星导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星，卫星的赤道角距约60°。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星，轨道赤道倾角55°轨道面赤道角距60°；

3．定位原理：北斗卫星导航系统是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。GPS是被动式伪码单向测距三维导航。由用户设备独立解算自己三维定位数据；

4、定位精度：北斗卫星导航系统为三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。GPS三维定位精度P码已由16m提高到6m，C/A码已由25～100m提高到12m，授时精度约20ns；

5、用户容量：北斗卫星导航系统由于是主动双向测距的询问—应答系统。用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率，因此，北斗卫星导航系统的用户容量是有限的。GPS是单向测距系统。用户只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位，因此，GPS的用户容量是无限的。北斗卫星导航定位系统存在的问题与不足

1．定位服务区是区域性的。不能覆盖两极地区，赤道附近定位精度差，只能二维主动式定位；

2．同时容纳的用户数量有限。北斗卫星导航系统同一时间要接收地面用户群发来的信息，用户群的个体数量是受限制的；而GPS只发信号，多少用户接收都没关系，数量可以无限；

3．无法为快速移动物体提供准确的定位服务。北斗卫星导航系统用户的定位申请要送回中心控制系统，中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户，其间要经过地球同步卫星走一个来回，再加上卫星转发，中心控制系统的处理，时间延迟就更长了，因此，对于高速运动体，加大了定位的误差，军事方面应用受到限制；

4．主控站位置容易暴露受攻击、干扰。北斗卫星导航系统是基于中心控制系统和卫星而进行的工作，且定位解算由中心控制系统完成，对中心控制系统依赖性强。一旦中心控制系统受损，系统就不能继续工作。而GPS正在发展星际横向数据链技术，使万一主控站被毁后GPS卫星可以独立运行；

5．管理复杂、层次多，容易出错。地面控制中心要同时分析处理几万到几十万的用户资料，判断密码、定位、以及返回的情报，而且这些用户单位所属各不一样，应急的级别也不一样，处理起来决不是容易的事； 6．地面用户的设备体积大、造价高。提高北斗卫星导航系统的建议

提高北斗卫星导航系统的性能，可以从以下几点着手。第一，扩大北斗卫星定轨观测网，提高广播星历精度；第二，优化北斗卫星导航电文内容，便于用户接收使用；第三，播发北斗与其他系统之间的时差信息，扩大北斗的应用市场；第四，研发北斗卫星自主导航技术，提高抗毁能力；第五，研发MEMS化北斗卫星，建设全新北斗星座。结语

北斗地球静止卫星 篇5

3 影响航天器及其发射需求的因素分析当前,影响航天器及其发射需求的因素主要有以下几点: (1)美国以及全球的经济形势 良好的经济形势曾经支撑了卫星市场的成长和壮大,同样的,一个国家货币汇率疲软一般会为特定市场的`出口商和买方创造良好的环境.全球卫星制造商和买家都从以前美元的汇率上获得了很多好处.然而就目前的状况而言,这种情况很难再持续,信贷市场的问题已经影响了投资者的信心,食品燃油等生活必需品的价格高涨预示着短期内消费市场将会紧缩.

作 者：张昭 冯少栋 冯子腾 姜自森 作者单位：张昭,冯少栋(解放军理工大学通信工程学院)

冯子腾(总参四部)

姜自森(解放军61428部队)

北斗地球静止卫星 篇6

在之前的时间里，我国的北斗人在这里先后发射了54颗北斗卫星。这组网内的最后一颗卫星成功升空并步入轨道，标志着北斗系统全球组网的全面完成，意义极其重大。今后，北斗系统将广泛应用于手机导航服务、智慧城市建设、现代农业发展、灾害预警预报、实施抢险救灾等方面，为人民的生产生活各领域提供优质服务，是保障民生和安全的“千里眼”。

北斗是我们当之无愧的“国之重器”。北斗是中国北斗卫星导航系统的简称。北斗系统今天的高光时刻背后，是几代北斗人的不懈努力。我们用20多年时间，走完了国外在卫星导航系统方面40年的发展道路，创造了世界卫星导航发展史上的奇迹。回顾20多年的历程，我们一路艰辛。自上世纪80年代起，我国就开始着手探索发展卫星导航系统，经过一代代科学家的不懈努力，我国于底建成了北斗一号系统，向本国提供服务;于底建成了北斗二号系统，向亚太地区提供服务;今年全面建成了北斗三号系统，将向全球提供服务。这是我国自主建设、自行研制、独立运行的三代全球卫星导航系统，是当之无愧的国之重器，是我们中华民族的骄傲。

北斗将让我们真切感受“科技改变生活”。北斗导航系统是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、服务性能最高的巨型复杂航天系统，是与百姓生活关联度最紧密的公共服务系统。系统建成后，可以极大地方便我们的生产生活。它可以提供静态厘米级、动态分米级的高精度定位、0.2米/秒的测速服务，精准定位服务可达到10米级精度。它可以为国家提供准确的海洋监测数据，为海上作业提供精准的天气服务。它将使我们手中的手机应用更加广泛，变得更智能。它将为无人驾驶的农业机械提供导航服务，极大地提高效率解放人力，促进农业现代化进程。它将为森林防火、林业资源保护、应急救援提供精确的数据信息。它将使我们的车辆定位、导航、无人驾驶等更加精准，智慧交通将更加安全。它将使国际合作更加广泛，在能够为全球提供优质服务中，让我们在国际上的“朋友圈”持续扩大。

北斗已成为我国综合国力的“太空标签”。北斗卫星的成功发射，不仅是“中国速度”，更是一种“中国精度”，是国家的太空基础设施。目前，虽然外国的GPS系统综合性能暂时领先全球，但我们的北斗系统正在逐步赶超之中，并且在测速与授时精度方面，北斗三号已与GPS全球授时精度持平;在增强系统加持下精度可达1米，已远远优于GPS全球定位的精度水平。北斗系统的全面建成，必将为我国卫星导航产业新一轮发展提供强大推力，这意味着我国卫星导航服务的规模化、产业化、国际化水平正进一步提升。我们坚信在不久的将来，北斗系统必将实现超越，领先全球。

《地球的卫星——月球》说课稿 篇7

一、说教材

本课是教科版小学科学六年级下册宇宙单元的起始课。月球作 为地球的卫星是人们最为熟悉的天体月球在运动方式、体积大小、引力大小、表面特征等诸多方面同地球不同。人类对宇宙的探索和了 解始于月球我们的《宇宙》单元教学也始于月球。

温家宝总理说“一个仰望星空的民族是大有希望的民族。”我们国家的空间技术 取得了举世瞩目的成就通过本课的学习可以有效增强学生对探究天 文知识的兴趣提升对我国空间探测技术发展的关注和民族的自豪感。

二、说教学目标

本课的教学设计体现“科学教学要以学生为主体以探究为中心” 这一基本理念让学生在资料搜集、课堂讨论交流、资料整理中培养 科学能力和科学素养并能从中体验乐趣促进学生全面发展着眼 于培养学生终身学习的愿望和能力。设定如下的教学目标

1.通过网络、书籍等收集、整理相关资料进行课堂交流等活动

初步认识月球的一般情况了解人类对月球的不断探索历程。认识到 月球是地球的卫星在运动方式、体积大小、引力大小、表面特征等 诸多方面同地球不同。

2.利用多种渠道收集有关月球的信息。按照科学探究的要求进行 信息交流、讨论并且整理有关信息。学会制作“我的月球资料卡”。

3.知道对信息进行分析比较尝试对信息的可信度进行判断是必要的。知道科学的进步需要永无止境的科学探索精神发展对宇宙探索的 兴趣。

三、说教学重难点

三、说教学重难点

教学重点让学生体验到人类对月球的探索历程。

教学难点按照科学探究的要求进行信息交流、讨论对信息进 行有效加工和整理。并制作“月球卡”。

四、说课前准备

学生对月球的认识并不是空白的但他们的认识仅限于只言片 语不成章法。在本课的教学希望通过汇报与交流活动将这些零 散的认识汇集成对月球全面而深刻的了解。因此课前的资料搜集准 备工作很重要。课前布置学生搜集有关月球各方面的图文资料以便课 堂上进行汇报交流而教师收集了更多的图片、视频资料专题资料 网站补充介绍同时出示不同的主题帮助学生归纳小结以加深学生 对月球的认识。

同时要求学生自己准备卡片、水彩笔、剪刀、胶水等准备制作 月球卡。

五、说教学法

为顺利完成教学目标抓重点、破难点结合课程和学生特点

教学中将通过讨论法、交流法对书本、网络、询问等多途径收集的信 息进行加工小组合作探究法对信息进行整理多媒体教学法对信息 进行补充最后实践操作法通过制作月球卡巩固掌握的信息锻炼学生 的动手能力。

六、说教学过程

一 情景创设引入主题。

欣赏了这些图片以后学生交流感想。

月球到底有哪些奥秘人们又是怎样去探索认识月球的呢今天 我们就一起来研究《地球的卫星──月球》。板书课题 二 遥望月球产生美好遐想

1.学生叙述故事、成语、传说。鼓励发言越多越好。2.学生叙述教师投影片展示。

[设计意图]师生共同观看图片教师优美的语言能直接刺激学

生的视觉与听觉感官同时也使学生有一种身临其境的感觉激发了 学生探索无穷宇宙奥秘的欲望和兴趣这种潜移默化的感染力对提 高学习效果非常重要。

三 了解月球制作我的“月球卡”

1.学生制作我的“月球卡”。

2.教师提出要求巡视指导。

要求轮流发言发言者要说明信息的来源有冲突的地方要 记下来然后分类整理。

地球的卫星--月球教学设计 篇8

教学设计理念

科学素养水平的高低直接关系到一个国家的综合国力，学生是一个国家潜在的人力资源，科学素养，应该从小培养。

月球是离地球最近的天体，作为地球的卫星，人类自古以来一直没有停止对它的探索，而且人类对宇宙的探索和了解始于月球，六年级科学下册《宇宙》单元教学也始于月球。教学设计中应该体现“科学教学要以学生为主体，以探究为中心”这一基本理念，让学生在信息交流、讨论中培养科学能力和科学素养，并能体验从中的乐趣，促进学生全面发展，着眼于培养学生终身学习的愿望和能力。

教学对象分析

六年级的学生对科学知识有了一定的储备，基本形成了动手实验、自主探索的能力。

教材通过一系列活动激发学生探索宇宙的乐趣。他们对月球的认识并不是空白的，可能是从书本上获得的也可能是从网络上获得的，但他们对月球的认识仅限于此不够系统。通过本课的教学，将学生们这些零散的认识汇集成对月球全面而深刻的了解。在这里主要是让学生通过课堂的资料搜集准备。以便课堂上进行汇报交流，而我则教师收集了更多的图片、视频资料，专题资料网站，在学生汇报交流的基础上进行归纳小结，补充介绍，以加深学生对月球的认识。

教学内容分析

本课是教科版小学科学六年级下册《宇宙》单元的第一课，单元的内容采用由近及远渐进式来观察认识周围的天体，主要通过月球——太阳——太阳系——星座——星系——宇宙的顺序来学习。本课分为两部分内容：

第一部分 人类对月球的探索

人类不仅有对月球的幻想和向往，也有真正意义上的科学探索，教材中的几组图片反映了人类对月球的探索认识过程。从远古时期的用肉眼观察月球，用石头、木炭等作观月记录，到伽利略发明望远镜并用它来观察月球；从无人探测器近距离对月球进行科学考察，到人类利用飞船登月进行实地探测与实验。第二部分 我的“月球卡”

让学生们课前搜集有关月球的资料，记录在月球卡上，并在课堂上进行交流，这是本课的重点内容。这是一个信息交流的活动，一个知识不断扩展的过程，应该在学生的头脑中形成一场“头脑风暴”。学生制作“月球卡”的过程，不仅仅是一个知识积累的过程，还应该是一个收集信息、表达与交流、争论和辨析、追根溯源的过程，这也就是一个科学探究的过程。

教学目标：

1、科学概念：月球是地球的卫星，在运动方式、体积大小、引力大小、表面特征等诸多方面同地球不同。

2、过程与方法：

（1）、能利用多种渠道搜集有关月球的信息。

（2）、按照科学探究的要求进行信息交流、讨论，并且整理有关的信息。

3、情感、态度、价值观：

（1）、能对信息进行分析比较，尝试对信息的可信度进行判断。（2）、理解科学的进步需要永无止境的科学探索精神。（3）、发展对宇宙天文探索的兴趣。教学策略：

通过书本、网络、询问、电视等途径收集信息，整理信息，师生共同分析资料，交流合作掌握本课的内容。

学具准备

有关月球的书籍、记录卡片 教具准备

有关月球的多媒体资 教学流程 创设情境直观操作分析归纳巧设练习整理归纳 激发兴趣 深化认识 强化问题 制作卡片 拓展应用

教学过程：

一、情景创设，引入主题。

1、同学们，我们都知道地球有一个卫星，那就是月球。有关月球的诗歌、神话故事有许多，你能不能背一首诗或讲一个故事给大家听一听?（请几位同学讲故事或者背诗：《吴刚伐桂》》、《嫦娥奔月》、等故事；《静夜思》（李白）：“床前明月光，疑是地上霜。举头望明月，低头思故乡”；《从军行》（王昌龄）：“ 秦时明月汉时关，万里长征人未还。但使龙城飞将在，不教胡马度阴山”等。

评价：让学生讲述故事，这就是让学生给自己信心，应当给予表扬，这样可以激发学生的学习探索兴趣。

2、从这些故事和古诗中我们可以了解到，自古以来，人们就特别关注月球。月球是离我们最近的一个星球，月球给我们留下了很多秘密。那么，月球到底有哪些奥秘，人们又是怎样去探索认识月球的呢，今天我们就一起来研究《地球的卫星──月球》。（板书课题）

二、人类对月球的探索历程

（一）自主学习，阅读文本“人类对月球的探索”。

1、阅读课本第46页中的插图，说说图片的主要内容。

2、请同学们说说在探索月球的历程中，人类观察月球的工具发生了哪些变化？（梳理板书：肉眼观察——天文望远镜——探测飞行器——登月考察）

3、从这些工具的发展过程中，你知道些什么，大家讨论一下？

4、对这些工具，你有没有补充的内容，说来听听。

（人类探月的技术与工具越来越先进；人类对月球的数据勘测越来越精确；人类对月球奥妙的了解越来越多；人类对月球的疑惑也越来越多。）

（二）师生交流：中国、美国登月情况的比较。1969年7月20日，美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗和埃德温·奥尔德林乘“阿波罗11号”宇宙飞船首次成功登上月球，实现了人类登上月球的梦想。图为美国宇航员登月的资料图片.2009年3月1日嫦娥一号卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下，准确落于月球东经52．36度，南纬1、50度的预定撞击点。

2010年10月1日下午18时59分57秒，中国探月二期工程先导星“嫦娥二号”在西昌点火升空，准确入轨，赴月球拍摄月球表面影象、获取极区表面数据，为嫦娥三号在月球软着陆做准备。

教师：霸主美国：综合实力第一、技术全面成熟、实现了登月梦。我们伟大的中国刚刚跨出第一步虽然我们和美俄差距还比较大，还停留在探月中“绕”的阶段；我国“嫦娥工程”启动于2004年。虽然起步很晚但是正如中国载人航天工程运载火箭系统原总指挥黄春平：在资金到位、项目按时启动等理想条件下，中国完全有能力在15年内将载人航天器送往月球。（这部分主要是让学生通过比较让学生懂得没有祖国的强大，就没有我们今天美好的生活）

评价：通过比较，让学生知道──我们虽然跟发达国家还是有差距。但是只要我们努力，我们伟大的祖国对于月球的探索会上不会输给别的国家。也让六年级的孩子对客观事实有全面的认识，对他们的发展意义更大一些。

对学生交流我国的登月计划和情况时对于说出我国的情况时应当给予赞扬。

三、制作我的“月球卡”

1、教师：请同学们把课前收集了有关月球的信息，先组内交流展示一下

（要求：交流时要说明信息的来源；有冲突的地方要记下来，然后分类整理。）

2、各组派一名代表，汇报交流本组收集到的信息。

（小组学习交流，可以培养学生善于质疑的科学态度，实现学生的资源共享；让学生在探究中学会合作、懂得思考、大胆发表自己的独特见解，更学会倾听、尊重他人的意见，同时也能使学习的氛围变得轻松和活泼起来。）

3、从大家收集汇报的信息主题来看，主要集中在以下几个方面：一是月球的运动；二是月球的基本数据；三是月球的地形；四是有关人类登月的故事。

（一）是月球的运动

月球约一个农历月绕地球运行一周，而每小时相对背景星空移动半度，即与月面的视直径相若。与其他卫星不同，月球的轨道平面较接近黄道面，而不是在地球的赤道面附近。

（二）是月球的基本数据

月球的年龄大约也是46亿年，它与地球形影相随，关系密切。月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核，月核的温度约为1000度，很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里，是地球的3/11。体积只有地球的1/49，质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81，月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。

（三）是月球的地形

月球上面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时，以为发暗的地区都有海水覆盖，因此把它们称为“ 海 ”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉，那里层峦叠嶂，山脉纵横，到处都是星罗棋布的环形山。位于南极附近的贝利环形山直径295公里，可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿环形山，深达8788米。除了环形山，月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现，别有一番风光。

月球的正面永远向着地球。另一方面，除了在月面边沿附近的区域因天秤动而间中可见以外，月球的背面绝大部分不能从地球看见。在没有探测器的年代，月球的背面一直是个未知的世界。

月球背面的一大特色是它几乎没有月海这种较暗的月面特征。而当探测器运行至月球背面时，它将无法与地球直接通讯。

（四）是有关人类登月的故事

苏联的月球2号于1959年9月撞击月球，是首个登陆月球的探测器，而美国的阿波罗11号则于1969年7月成功登陆月球，航天员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林成为历史上最早登陆月球的人类。法国小说家儒勒·凡尔纳的1865年小说《从地球到月球》则是人类出现最早有关登陆月球的概念之一。中国月球探测工程是指2003年3月由中国国家航天局宣布正式起动的月球探测计划。

这是1972年美国阿波罗17号宇宙飞船在返回地球途中拍摄的月球照片

4、小结：通过制作“月球卡”，我们发现月球在运动方式、体积大小、引力大小、表面特征等很多方面与地球不同。

科学课教学和别的学科一样也需要为学生今后的自主探究学习做示范，所以制作月球资料卡作记录时可以对照资料上提供的前人研究成果，这样为后面的学习中有针对性地设计实验去证实或证伪，对于学生形成科学思维更加有利。

五、整理拓展知识。

通过今天的学习，你已经多多少少知道一些月球方面的知识，本节课还有一些月球方面的知识没有解决，回去后自己继续收集研究月球知识，同时注意每天晚上观察月亮的变化情况并做好记录。

板书设计

1.地球的卫星——月球

肉眼观察——天文望远镜——探测飞行器——登月考察 月球的运动 月球的地形 月球的数据 月球的其他

围地公转 月海 自转 环形山

教学反思： 一、六年级学生虽然在小学阶段属于高年级的但是对月球的认知还只是停留在表象上，所以本节课通过对月球的认识----这是在同学们课前收集关于月球的资料中有了初步的认识。让学生通过交流现有的认识和资料收集与整理的基础上进行拓展和修正一些已有的想法和前概念。通过学习同学们了解了人类对月球的探索是历经了几千年的，是一个探测工具不断改进的过程，体现着科学不断进步，人类锲而不舍，不断探索的伟大精神，而且通过学习向学生指出，人类对月球的认识还没有终止，因为人类对宇宙的探索的没有止境的。

二、学习在合作中才能更有效。《科学课程标准》倡导合作的学习方式，以合作学习为科学学习的主要途径，在合作学习过程中，让学生获得解放手脚、张扬个性的机会。在小组交流阶段中，时间的安排是比较合理的，能充分给予学生自主探究和小组合作的时间、空间，学生能在活动中有个性化的展示、制作和交流。科学课堂是学生学习和探究的主要阵地，教师只有给予学生足够的时间，才能让学生有较好的发展。

三、适当的评价是促进学生更加投入学习中的一个很好的方法。