可編程衛星系統

1. 我國首個地鐵北斗定位系統開建，導航精度提高到兩米內，背後有哪些黑科技

系統採用DSP+arm雙晶元結構。DSP主要負責接收北斗模塊的定位信息和演算法處理功能。ARM晶元負責與DSP晶元通信，控制TFT-LCD的顯示功能。硬體設計主要包括電源、arm、DSP、網路、TFT-LCD和北斗模塊的設計。ARM晶元採用易發半導體公司的stm32f103vet6晶元。該晶元是32位Cortex-M3核心微處理器，最大主頻為72 MHz。

北斗模塊採用北京和信興通公司的um220北斗定位晶元，可同時支持BD2 B1和GPS L1。輸出數據模式為USART，數據協議為NMEA 0183，默認通信波特率為9600位·s-1，支持的最大波特率可根據用戶需要設置為230 400位·s-1。其輸入/輸出信號類型為LVTTL電平

2. 全球有哪四大衛星導航系統

1.美國全球定位系統（GPS）。有24顆衛星組成，分布在6條交點互隔60度的軌道面上，精度約為10米，軍民兩用，目前正在試驗第二代衛星系統；美國「全球定位系統」（GPS），是目前世界上應用最廣泛、也是技術最成熟的導航定位系統。GPS空間部分目前共有30顆、4種型號的導航衛星。1994年3月，由24顆衛星組成的導航「星座」部署完畢，標志著GPS正式建成。

2.俄羅斯格洛納斯：抗干擾能力強。有24顆衛星組成，精度在10米左右，軍民兩用，設計2009年底服務范圍拓展到全球；也是由軍方負責研製和控制的軍民兩用導航定位衛星系統。盡管其定位精度比GPS、伽利略略低，但其抗干擾能力卻是最強的。格洛納斯項目是蘇聯在1976年啟動的項目。

3.歐洲「伽利略」系統。有30顆衛星組成，定位誤差不超過1米，主要為民用。2005年首顆試驗衛星已成功發射。預計2008年前開通定位服務；伽利略定位系統是歐盟一個正在建造中的衛星定位系統，有「歐洲版GPS」之稱。伽利略定位系統總共發射30顆衛星，其中27顆衛星為工作衛星，3顆為候補衛星。該系統除了30顆中高度圓軌道衛星外，還有2個地面控制中心。

4.中國「北斗」系統。由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成。定位精度10米。計劃2008年左右覆蓋中國及周邊地區，然後逐步擴展為全球衛星導航系統。
北斗衛星導航系統是中國正在實施的自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統。系統建設目標是：建成獨立自主、開放兼容、技術先進、穩定可靠的覆蓋全球的北斗衛星導航系統。北斗衛星導航系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成。

3. 目前四大衛星定位系統分別是什麼哪個比較好

衛星導航系統是指採用最新技術在導航通訊領域的應用系統，其中的技術為GPS技術，是種對生活影響比較深遠的，作用顯著的系統。它全球性民用的時間並不是特別的長，應用類型很多，在交通和通信領域運用得比較廣。目前全球四大衛星定位系統是美國的GPS導航系統，俄羅斯的GLONASS，我國北斗導航系統和歐盟的伽利略系統。它們在不同的環境條件下都會顯現出不同突出的地方，沒有具體的可比性。

衛星導航系統是世界上最完整和強大的系統，非常成熟。GLONASS雖然比不上衛星導航系統的精確度，抗干擾性卻特別的強。開放兼容模式的北斗系統和精確度最大的伽利略也是四大衛星定位系統中的一部分，它們都在應用領域中發揮著重要的作用。

4. 人造衛星的程序，是用什麼編程語言來編寫的呢

人造衛星的程序，現在的編程語言是用C/C++來寫底層的核心的代碼。也就是c語言編寫程序，輸入人造衛星的周期T，從而計算並輸出人造衛星離地面的高度H。1958年的中國科學院，也就是在上個世紀50年代時，我國程序員編程時刻沒有Basic，沒有匯編，也沒有Colbol，不像今天可以書寫程序，用的都是機器語言。編出來的程序是高度抽象的機器語言，根本不是現在人能看懂的二進制小孔指令。人造衛星的編程程序是一項關鍵的任務活動，用這種編程語言編寫代碼應該很有趣，因為我們希望沒有太空產業的人們也能用這種形式去親身體驗太空探索過程。

5. 有關GPS通信技術的應用

美國gps技術的軍事應用
徐 陽
1 引言

全球定位系統是利用圍繞地球的24顆衛星通過接收機准確計算出自己所在位置的系統，不僅用於軍事，而且廣泛應用於汽車行駛導向，預測地震等民用領域。全球定位系統原本是美國國防部為飛機艦艇研發的導航系統。

在1991年海灣戰爭中，全球定位系統就開始咱露頭角。近年來，雖然全球定位系統制導安裝有全球定位系統制導裝置的聯合直接攻擊炸彈和巡航導彈，並在1999年對科索沃的空襲中大量使用。平滑演進的CDMA網路 聯合直接攻擊炸彈在距離目標30km處投下炸彈，命中精度能達到10m。這種炸彈造價僅為1.8萬美元，以其廉價的價格和穩定的性能而受到好評，聯合直接攻擊炸彈正在逐漸取代易受天氣影響的激光制導及圖像制導武器而確立其"全天候武器"的地位。

海灣戰爭時期，全球定位系統已成為美國陸軍排長，連長等的標准裝備，對於特種部隊進行地面戰也是不可缺少的。後方司令部能通過全球定位系統，時刻掌控在阿富汗執行任務的特種部隊的位置。隊員一旦面臨危險，即時就能派出救援部隊。在空中待命的支援戰機向炸彈輸入數據，就可對敵方進行精度達10m內的轟炸。

2 美國軍用GPS技術發展近況

全球定位系統(GPS)技術主要分為衛星技術、接受技術和地面控制技術，在武器裝備上安裝GPS接收機後，就可確定其速度和位置，包括緯度、經度和高度，定位精度可達幾米。軍事應用主要是將GPS接收機安裝在彈葯、武器平台、通信系統、指揮控制系統中。以下簡要介紹一下美國軍用GPS技術的發展近況。

2.1改進GPS衛星

最近，美國國防部計劃對當前使用的GPS衛星進行現代改造，增加發射3個新的信號：一是高功率點波束軍用M碼，這種信號的增益將比GPS發射機當前採用的增益高得多，載入在L1和L2載波上，只供軍用，在戰時軍方有權對某地區得其他信號進行干擾，增加M信號，有助於確保美軍士兵在其他信號受干擾情況下得以導航；二是將C/A碼載入在L2載波上，原來載入在L1載波上得C/A碼繼續保留；三是L5碼，用作生命安全信號，僅供民用。美國國防部計劃在兩種GPS衛星上載入這三種新信號：Block II R改進型衛星和Block II F 衛星。計劃從2003年開始發射加有新得編碼的衛星。美國還在進一步探索新的GPS體系結構。不久前，美國空軍和波音公司和洛克希德.馬丁公司分別簽訂了為期1年的合同，需求他們就GPS-III的結構體系和需求進行研究，評估可供選擇方案，降低總費用和提供靈活性和耐久性，以滿足未來30年對衛星導航日益增長的軍民需求。

2.2 新一代GPS接收機

美國當前在GPS接收機方面的兩項最為重要的技術是GPS接收機應用組件(GRAM)和有選擇地利用或防欺騙模塊(SAASM)。其中GRAM是一種標准電子插件，可將其加在未來的飛機、艦艇、導彈和各種武器中，目的是確保安全性、互通性，減少非標准介面、定義和功能的數目。所有的GRAM將採用開放式系統結構，能靈活地增加、替代或取消系統中的某些元件。SAASM是第二代的GPS技術產品安全模塊，用於保護保密的GPS演算法、數據和校準，他將集成到接收機應用模塊中。這種集成技術將提高GPS系統的安全性，使GPS接收機更易於維護，降低其費用。

為解決GPS接收機信號弱、易受干擾等問題，洛克希德.馬丁公司和羅克韋爾.科林公司一起研發了GPS時間－空間抗干擾接收機(G-STAR)系統。該系統包括一個寬動態范圍的射頻前端，他能將輸入信號轉為瞬時頻率。然後，瞬時頻率被送入能減少或消除干擾的"射束形成器"，並在此進行模數轉換，轉換後的數據隨後被送入完全信息化的GPS接收機。其特點是：在抑制干擾信號的同時，能融合各天線接受到的信號，形成指向GPS衛星的波束；能進行數字信號處理，濾掉干擾信號：還具有波束指向、抑制和過濾各種干擾的能力，以適應環境的變化(包括平台或干擾源的移動)。系統除了具有數字能力外，還具有可編程能力，並且是模塊的，並利用具有"空間時間自適應處理"功能的現成商業部件增強抗干擾能力更強，有廣泛的應用。

首批G-STAR產品於2001年初問世，並內嵌到羅克韋爾.科林公司生產的SAASM內。該系統被安裝到聯合空地防區外導彈上，這是該接收機首次被應用於軍事領域。

2.3 提高導航戰能力

GPS導航設備已成為美軍導航、武器瞄準和救援等軍事行動的關鍵工具，因此，美國非常重視導航戰的研究，需求採取有效的技術和戰術措施，防止敵人有效使用GPS系統並利用該系統進行對抗，確保己方能有效地利用GPS系統打擊敵人，並保障戰區外民用用戶有效地使用GPS系統。美國GPS系統現代化的基本思路是增強抗干擾能力和改進安全性能，使敵方無法使用GPS。美國主要採用了提高功率、保護密碼和在信號中嵌入數據等技術手段。例如，使用功能更強的M碼軍用信號，信號功率增益約20dB加強了抗干擾性，減少了對民用系統的影響。除了增強功率外，提高抗干擾能力的其他手段包括改動信號頻率、隨機微跳頻等等。

導航戰的一個重要方面是改善GPS接收機的天線。可控接受模式天線(CRPA)能在衛星方向上形成電子化天線束，增強抗干擾能力，使信號功率增益30dB，更進一步改進措施是對接收機天線加零，加零將抑制在干擾機方向上天線的敏感性。如果這一技術和CRPA技術一起應用，能將抗干擾能力提高50dB。美國空軍至少正在執行2項試驗計劃，以發展智能加零GPS天線技術。美國海軍計劃研製水平極化加零天線，以保護戰術武器免受中、低功率地干擾器的影響。天線的研製指標為：發射器信號衰減30dB，最小值為20dB；增益為0dB；天線孔徑為7.5cm。

2.4 在武器裝備中的新應用

GPS制導系統已應用到炮彈上。和在航空炸彈上的應用相比，炮彈上的GPS接收機的體積更小，工作環境更加惡劣。Interstate電子公司首次將CPS/INS制導組件用於美國海軍的改進型MK45式艦炮炮彈，該制導組件裝在127mm炮彈的前椎部，可承受12500g的劇烈沖擊。發射期間，在炮彈穿過炮管的幾秒內，接收機快速捕捉P(Y)碼信號。這種炮彈具有較長的彈丸控制段，且受到的干擾小，便於慣性測量裝置的校準。岩梨通信公司將研究一種僅採用GPS制導的非旋轉穩定炮彈的制導演算法，炮彈具有和增程制導彈葯類似的動力特性。這種演算法利用反饋控制迴路中的加速度進行測量，並可利用兩種來源的滾動高度數據：卡爾曼濾波器的估計值或直接來自多天線的估計值。

鑒於激光制導炸彈在科索沃戰爭中的表現，為了提高其在復雜氣象條件下的作戰能力，美海軍為激光制導炸彈加裝GPS/INS制導組件，現已完成GBU-24E/B型激光制導炸彈的投擲試驗。

美國陸軍的"復仇者"機動防空導彈系統使用GPS和慣性陸上導航系統對捕捉目標和跟蹤瞄準目標(STC)的過程進行改造，提高了作戰能力。改造後地域防空指揮、控制和情報系統獲得目標數據。GPS和陸上導航系統能測量車輛的位置和航向，炮塔能自動旋轉，對准目標。

3 美國海軍應用水下GPS全球定位系統技術

據有關媒體報道，法國的ASCA公司已為美國海軍研發了利用水下全球定位系統(GPS)技術進行搜索和救援及對抗水雷的系統，他能利用水下的GPS信號確定目標的經、緯度和深度坐標。美國海軍海上系統司令部已於2001年8月購買了一套該系統，該系統可用於跟蹤沉在水下的飛機或潛艇中釋放的移動黑匣子聲波發送器，只需要不到半天的時間就能找到目標。在2001年夏天進行的一次試驗中，該系統只用了1個小時就搜尋到了目標。

水下GPS系統包括GPS智能浮標(GIB)、攜帶型控制站及32千赫的聲波發送器。浮標將拋放在水面艦的水中聽音器通過水面上的三個天線和指揮、控制、通信和情報系統相連。當浮標在黑匣子聲波發生器約500m之內時，就能精確地探測到聲波發生器的信號。測量水下移動目標發出的聲脈沖和GIB浮標下面的水中聽音器接受到的信號之間的時間差，就能得到浮標和目標之間的相對位置。同時，利用差分GPS接收器能精確測量出浮標的精確位置。這樣也就得到了目標的精確定位。定位數據能在計算機的浮標之間進行交換，無線電的傳輸范圍能得到10km(利用直升機)或5km(利用艦船)。

水下GPS系統的另一項可能的應用就是進行爆炸性軍火處理(EOD)，能用來處理在科索沃戰爭中投放在地中海的沒有爆破的啞彈。此外，該技術還能用於水雷對抗等許多領域中。

摘自《全球定位系統》

6. 航天系統的五大組成部分

我在這里說說嫦娥的五大系統組成！
中國「嫦娥」工程一期經費14億由五大系統組成

中國「嫦娥」工程一期即繞月探測工程的首次飛行任務研製和建設經費共為十四億元人民幣，工程由衛星系統、運載火箭系統、測控系統、發射場系統和地面應用系統五大系統組成。

衛星系統負責「嫦娥一號」衛星的研製任務，為確保衛星系統精確變軌、繞月飛行、有效探測、一年壽命的總體目標，經過嚴格論證、系統分析，衛星系統以「東方紅三號」衛星平台為基礎設計、研製「嫦娥一號」衛星，衛星系統由衛星平台和有效載荷兩大部分組成。重量兩千三百多公斤的「嫦娥一號」衛星將環繞月球極軌運行，軌道高度平均兩百公里，利用衛星平台上的有效載荷將進行不少於一年的科學探測任務。

運載火箭系統負責把「嫦娥一號」衛星運送到大橢圓軌道，多次成功發射的「長征三號甲」三級液體火箭被選用為中國第一顆月球探測衛星的運載火箭，該型火箭可將兩千六百公斤衛星送入標準的地球同步轉移軌道，是一種性能穩定、技術成熟的運載火箭，可滿足「嫦娥」一期工程發射任務要求。

測控系統負責「嫦娥一號」衛星的測量與控制，總體要求是確保跟蹤完整、測量准確、指令無誤。中國確定在充分利用現有S頻段航天測控網(USB)基礎上，聯合甚長基線天文測量技術(VLBI)，並通過國際聯網增加覆蓋時段，共同完成「嫦娥一號」衛星的測控任務。

發射場系統負責承擔「嫦娥一號」衛星、「長征三號甲」火箭的測試和發射任務。選用西昌衛星發射中心作為「嫦娥一號」衛星發射場，因為該中心是以發射地球同步軌道衛星為主的大型航天器發射場，已先後成功發射三十餘顆國內外衛星，是一個技術狀態良好、技術成熟度較高的發射場系統。根據「嫦娥」工程一期總體方案，西昌航天發射場技術狀態可滿足月球探測衛星、運載火箭使用要求，能夠勝任「嫦娥一號」衛星發射任務。

地面應用系統負責「嫦娥一號」衛星探測數據的接收、處理、管理、應用與研究，是衛星業務運行階段的運行管理中心，是「嫦娥一號」衛星探測數據的接收中心，是體現既定科學目標及科學價值的研究與應用中心。地面應用系統由運行管理、數據接收、數據預處理、數據管理、科學應用與研究五個分系統組成。(完

7. 世界上有幾種衛星導航系統

全球衛星導航系統國際委員會公布的全球4大衛星導航系統供應商，包括美國的全球定位系統GPS、俄羅斯的格洛納斯衛星導航系統（GLONASS）、歐盟的伽利略衛星導航系統（GALILEO）和中國的北斗衛星導航系統（BDS）。

其中GPS是世界上第一個建立並用於導航定位的全球系統，GLONASS經歷快速復甦後已成為全球第二大衛星導航系統，二者目前正處現代化的更新進程中；GALILEO是第一個完全民用的衛星導航系統，正在試驗階段；BDS已經具備了亞太區域的導航定位、授時服務功能，由北斗二號逐步過渡到北斗三號，處於全球化快速發展階段。

(7)可編程衛星系統擴展閱讀：

衛星系統介紹：

全球衛星導航系統也叫全球導航衛星系統（，GNSS），是能在地球表面或近地空間的任何地點為用戶提供全天候的3維坐標和速度以及時間信息的空基無線電導航定位系統。包括一個或多個衛星星座及其支持特定工作所需的增強系統。

全球衛星導航系統在軍事、資源環境、防災減災、測繪、電力電信、城市管理、工程建設、機械控制、交通運輸、農業、林業、漁牧業、考古業、生活、物聯網、位置服務中都有應用。