可编程卫星系统

1. 我国首个地铁北斗定位系统开建，导航精度提高到两米内，背后有哪些黑科技

系统采用DSP+arm双芯片结构。DSP主要负责接收北斗模块的定位信息和算法处理功能。ARM芯片负责与DSP芯片通信，控制TFT-LCD的显示功能。硬件设计主要包括电源、arm、DSP、网络、TFT-LCD和北斗模块的设计。ARM芯片采用易发半导体公司的stm32f103vet6芯片。该芯片是32位Cortex-M3核心微处理器，最大主频为72 MHz。

北斗模块采用北京和信兴通公司的um220北斗定位芯片，可同时支持BD2 B1和GPS L1。输出数据模式为USART，数据协议为NMEA 0183，默认通信波特率为9600位·s-1，支持的最大波特率可根据用户需要设置为230 400位·s-1。其输入/输出信号类型为LVTTL电平

2. 全球有哪四大卫星导航系统

1.美国全球定位系统（GPS）。有24颗卫星组成，分布在6条交点互隔60度的轨道面上，精度约为10米，军民两用，目前正在试验第二代卫星系统；美国“全球定位系统”（GPS），是目前世界上应用最广泛、也是技术最成熟的导航定位系统。GPS空间部分目前共有30颗、4种型号的导航卫星。1994年3月，由24颗卫星组成的导航“星座”部署完毕，标志着GPS正式建成。

2.俄罗斯格洛纳斯：抗干扰能力强。有24颗卫星组成，精度在10米左右，军民两用，设计2009年底服务范围拓展到全球；也是由军方负责研制和控制的军民两用导航定位卫星系统。尽管其定位精度比GPS、伽利略略低，但其抗干扰能力却是最强的。格洛纳斯项目是苏联在1976年启动的项目。

3.欧洲“伽利略”系统。有30颗卫星组成，定位误差不超过1米，主要为民用。2005年首颗试验卫星已成功发射。预计2008年前开通定位服务；伽利略定位系统是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统，有“欧洲版GPS”之称。伽利略定位系统总共发射30颗卫星，其中27颗卫星为工作卫星，3颗为候补卫星。该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外，还有2个地面控制中心。

4.中国“北斗”系统。由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。定位精度10米。计划2008年左右覆盖中国及周边地区，然后逐步扩展为全球卫星导航系统。
北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。

3. 目前四大卫星定位系统分别是什么哪个比较好

卫星导航系统是指采用最新技术在导航通讯领域的应用系统，其中的技术为GPS技术，是种对生活影响比较深远的，作用显着的系统。它全球性民用的时间并不是特别的长，应用类型很多，在交通和通信领域运用得比较广。目前全球四大卫星定位系统是美国的GPS导航系统，俄罗斯的GLONASS，我国北斗导航系统和欧盟的伽利略系统。它们在不同的环境条件下都会显现出不同突出的地方，没有具体的可比性。

卫星导航系统是世界上最完整和强大的系统，非常成熟。GLONASS虽然比不上卫星导航系统的精确度，抗干扰性却特别的强。开放兼容模式的北斗系统和精确度最大的伽利略也是四大卫星定位系统中的一部分，它们都在应用领域中发挥着重要的作用。

4. 人造卫星的程序，是用什么编程语言来编写的呢

人造卫星的程序，现在的编程语言是用C/C++来写底层的核心的代码。也就是c语言编写程序，输入人造卫星的周期T，从而计算并输出人造卫星离地面的高度H。1958年的中国科学院，也就是在上个世纪50年代时，我国程序员编程时刻没有Basic，没有汇编，也没有Colbol，不像今天可以书写程序，用的都是机器语言。编出来的程序是高度抽象的机器语言，根本不是现在人能看懂的二进制小孔指令。人造卫星的编程程序是一项关键的任务活动，用这种编程语言编写代码应该很有趣，因为我们希望没有太空产业的人们也能用这种形式去亲身体验太空探索过程。

5. 有关GPS通信技术的应用

美国gps技术的军事应用
徐 阳
1 引言

全球定位系统是利用围绕地球的24颗卫星通过接收机准确计算出自己所在位置的系统，不仅用于军事，而且广泛应用于汽车行驶导向，预测地震等民用领域。全球定位系统原本是美国国防部为飞机舰艇研发的导航系统。

在1991年海湾战争中，全球定位系统就开始咱露头角。近年来，虽然全球定位系统制导安装有全球定位系统制导装置的联合直接攻击炸弹和巡航导弹，并在1999年对科索沃的空袭中大量使用。平滑演进的CDMA网络 联合直接攻击炸弹在距离目标30km处投下炸弹，命中精度能达到10m。这种炸弹造价仅为1.8万美元，以其廉价的价格和稳定的性能而受到好评，联合直接攻击炸弹正在逐渐取代易受天气影响的激光制导及图像制导武器而确立其"全天候武器"的地位。

海湾战争时期，全球定位系统已成为美国陆军排长，连长等的标准装备，对于特种部队进行地面战也是不可缺少的。后方司令部能通过全球定位系统，时刻掌控在阿富汗执行任务的特种部队的位置。队员一旦面临危险，即时就能派出救援部队。在空中待命的支援战机向炸弹输入数据，就可对敌方进行精度达10m内的轰炸。

2 美国军用GPS技术发展近况

全球定位系统(GPS)技术主要分为卫星技术、接受技术和地面控制技术，在武器装备上安装GPS接收机后，就可确定其速度和位置，包括纬度、经度和高度，定位精度可达几米。军事应用主要是将GPS接收机安装在弹药、武器平台、通信系统、指挥控制系统中。以下简要介绍一下美国军用GPS技术的发展近况。

2.1改进GPS卫星

最近，美国国防部计划对当前使用的GPS卫星进行现代改造，增加发射3个新的信号：一是高功率点波束军用M码，这种信号的增益将比GPS发射机当前采用的增益高得多，加载在L1和L2载波上，只供军用，在战时军方有权对某地区得其他信号进行干扰，增加M信号，有助于确保美军士兵在其他信号受干扰情况下得以导航；二是将C/A码加载在L2载波上，原来加载在L1载波上得C/A码继续保留；三是L5码，用作生命安全信号，仅供民用。美国国防部计划在两种GPS卫星上加载这三种新信号：Block II R改进型卫星和Block II F 卫星。计划从2003年开始发射加有新得编码的卫星。美国还在进一步探索新的GPS体系结构。不久前，美国空军和波音公司和洛克希德.马丁公司分别签订了为期1年的合同，需求他们就GPS-III的结构体系和需求进行研究，评估可供选择方案，降低总费用和提供灵活性和耐久性，以满足未来30年对卫星导航日益增长的军民需求。

2.2 新一代GPS接收机

美国当前在GPS接收机方面的两项最为重要的技术是GPS接收机应用组件(GRAM)和有选择地利用或防欺骗模块(SAASM)。其中GRAM是一种标准电子插件，可将其加在未来的飞机、舰艇、导弹和各种武器中，目的是确保安全性、互通性，减少非标准接口、定义和功能的数目。所有的GRAM将采用开放式系统结构，能灵活地增加、替代或取消系统中的某些元件。SAASM是第二代的GPS技术产品安全模块，用于保护保密的GPS算法、数据和校准，他将集成到接收机应用模块中。这种集成技术将提高GPS系统的安全性，使GPS接收机更易于维护，降低其费用。

为解决GPS接收机信号弱、易受干扰等问题，洛克希德.马丁公司和罗克韦尔.科林公司一起研发了GPS时间－空间抗干扰接收机(G-STAR)系统。该系统包括一个宽动态范围的射频前端，他能将输入信号转为瞬时频率。然后，瞬时频率被送入能减少或消除干扰的"射束形成器"，并在此进行模数转换，转换后的数据随后被送入完全信息化的GPS接收机。其特点是：在抑制干扰信号的同时，能融合各天线接受到的信号，形成指向GPS卫星的波束；能进行数字信号处理，滤掉干扰信号：还具有波束指向、抑制和过滤各种干扰的能力，以适应环境的变化(包括平台或干扰源的移动)。系统除了具有数字能力外，还具有可编程能力，并且是模块的，并利用具有"空间时间自适应处理"功能的现成商业部件增强抗干扰能力更强，有广泛的应用。

首批G-STAR产品于2001年初问世，并内嵌到罗克韦尔.科林公司生产的SAASM内。该系统被安装到联合空地防区外导弹上，这是该接收机首次被应用于军事领域。

2.3 提高导航战能力

GPS导航设备已成为美军导航、武器瞄准和救援等军事行动的关键工具，因此，美国非常重视导航战的研究，需求采取有效的技术和战术措施，防止敌人有效使用GPS系统并利用该系统进行对抗，确保己方能有效地利用GPS系统打击敌人，并保障战区外民用用户有效地使用GPS系统。美国GPS系统现代化的基本思路是增强抗干扰能力和改进安全性能，使敌方无法使用GPS。美国主要采用了提高功率、保护密码和在信号中嵌入数据等技术手段。例如，使用功能更强的M码军用信号，信号功率增益约20dB加强了抗干扰性，减少了对民用系统的影响。除了增强功率外，提高抗干扰能力的其他手段包括改动信号频率、随机微跳频等等。

导航战的一个重要方面是改善GPS接收机的天线。可控接受模式天线(CRPA)能在卫星方向上形成电子化天线束，增强抗干扰能力，使信号功率增益30dB，更进一步改进措施是对接收机天线加零，加零将抑制在干扰机方向上天线的敏感性。如果这一技术和CRPA技术一起应用，能将抗干扰能力提高50dB。美国空军至少正在执行2项试验计划，以发展智能加零GPS天线技术。美国海军计划研制水平极化加零天线，以保护战术武器免受中、低功率地干扰器的影响。天线的研制指标为：发射器信号衰减30dB，最小值为20dB；增益为0dB；天线孔径为7.5cm。

2.4 在武器装备中的新应用

GPS制导系统已应用到炮弹上。和在航空炸弹上的应用相比，炮弹上的GPS接收机的体积更小，工作环境更加恶劣。Interstate电子公司首次将CPS/INS制导组件用于美国海军的改进型MK45式舰炮炮弹，该制导组件装在127mm炮弹的前椎部，可承受12500g的剧烈冲击。发射期间，在炮弹穿过炮管的几秒内，接收机快速捕捉P(Y)码信号。这种炮弹具有较长的弹丸控制段，且受到的干扰小，便于惯性测量装置的校准。岩梨通信公司将研究一种仅采用GPS制导的非旋转稳定炮弹的制导算法，炮弹具有和增程制导弹药类似的动力特性。这种算法利用反馈控制回路中的加速度进行测量，并可利用两种来源的滚动高度数据：卡尔曼滤波器的估计值或直接来自多天线的估计值。

鉴于激光制导炸弹在科索沃战争中的表现，为了提高其在复杂气象条件下的作战能力，美海军为激光制导炸弹加装GPS/INS制导组件，现已完成GBU-24E/B型激光制导炸弹的投掷试验。

美国陆军的"复仇者"机动防空导弹系统使用GPS和惯性陆上导航系统对捕捉目标和跟踪瞄准目标(STC)的过程进行改造，提高了作战能力。改造后地域防空指挥、控制和情报系统获得目标数据。GPS和陆上导航系统能测量车辆的位置和航向，炮塔能自动旋转，对准目标。

3 美国海军应用水下GPS全球定位系统技术

据有关媒体报道，法国的ASCA公司已为美国海军研发了利用水下全球定位系统(GPS)技术进行搜索和救援及对抗水雷的系统，他能利用水下的GPS信号确定目标的经、纬度和深度坐标。美国海军海上系统司令部已于2001年8月购买了一套该系统，该系统可用于跟踪沉在水下的飞机或潜艇中释放的移动黑匣子声波发送器，只需要不到半天的时间就能找到目标。在2001年夏天进行的一次试验中，该系统只用了1个小时就搜寻到了目标。

水下GPS系统包括GPS智能浮标(GIB)、便携式控制站及32千赫的声波发送器。浮标将抛放在水面舰的水中听音器通过水面上的三个天线和指挥、控制、通信和情报系统相连。当浮标在黑匣子声波发生器约500m之内时，就能精确地探测到声波发生器的信号。测量水下移动目标发出的声脉冲和GIB浮标下面的水中听音器接受到的信号之间的时间差，就能得到浮标和目标之间的相对位置。同时，利用差分GPS接收器能精确测量出浮标的精确位置。这样也就得到了目标的精确定位。定位数据能在计算机的浮标之间进行交换，无线电的传输范围能得到10km(利用直升机)或5km(利用舰船)。

水下GPS系统的另一项可能的应用就是进行爆炸性军火处理(EOD)，能用来处理在科索沃战争中投放在地中海的没有爆破的哑弹。此外，该技术还能用于水雷对抗等许多领域中。

摘自《全球定位系统》

6. 航天系统的五大组成部分

我在这里说说嫦娥的五大系统组成！
中国“嫦娥”工程一期经费14亿由五大系统组成

中国“嫦娥”工程一期即绕月探测工程的首次飞行任务研制和建设经费共为十四亿元人民币，工程由卫星系统、运载火箭系统、测控系统、发射场系统和地面应用系统五大系统组成。

卫星系统负责“嫦娥一号”卫星的研制任务，为确保卫星系统精确变轨、绕月飞行、有效探测、一年寿命的总体目标，经过严格论证、系统分析，卫星系统以“东方红三号”卫星平台为基础设计、研制“嫦娥一号”卫星，卫星系统由卫星平台和有效载荷两大部分组成。重量两千三百多公斤的“嫦娥一号”卫星将环绕月球极轨运行，轨道高度平均两百公里，利用卫星平台上的有效载荷将进行不少于一年的科学探测任务。

运载火箭系统负责把“嫦娥一号”卫星运送到大椭圆轨道，多次成功发射的“长征三号甲”三级液体火箭被选用为中国第一颗月球探测卫星的运载火箭，该型火箭可将两千六百公斤卫星送入标准的地球同步转移轨道，是一种性能稳定、技术成熟的运载火箭，可满足“嫦娥”一期工程发射任务要求。

测控系统负责“嫦娥一号”卫星的测量与控制，总体要求是确保跟踪完整、测量准确、指令无误。中国确定在充分利用现有S频段航天测控网(USB)基础上，联合甚长基线天文测量技术(VLBI)，并通过国际联网增加覆盖时段，共同完成“嫦娥一号”卫星的测控任务。

发射场系统负责承担“嫦娥一号”卫星、“长征三号甲”火箭的测试和发射任务。选用西昌卫星发射中心作为“嫦娥一号”卫星发射场，因为该中心是以发射地球同步轨道卫星为主的大型航天器发射场，已先后成功发射三十余颗国内外卫星，是一个技术状态良好、技术成熟度较高的发射场系统。根据“嫦娥”工程一期总体方案，西昌航天发射场技术状态可满足月球探测卫星、运载火箭使用要求，能够胜任“嫦娥一号”卫星发射任务。

地面应用系统负责“嫦娥一号”卫星探测数据的接收、处理、管理、应用与研究，是卫星业务运行阶段的运行管理中心，是“嫦娥一号”卫星探测数据的接收中心，是体现既定科学目标及科学价值的研究与应用中心。地面应用系统由运行管理、数据接收、数据预处理、数据管理、科学应用与研究五个分系统组成。(完

7. 世界上有几种卫星导航系统

全球卫星导航系统国际委员会公布的全球4大卫星导航系统供应商，包括美国的全球定位系统GPS、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）、欧盟的伽利略卫星导航系统（GALILEO）和中国的北斗卫星导航系统（BDS）。

其中GPS是世界上第一个建立并用于导航定位的全球系统，GLONASS经历快速复苏后已成为全球第二大卫星导航系统，二者目前正处现代化的更新进程中；GALILEO是第一个完全民用的卫星导航系统，正在试验阶段；BDS已经具备了亚太区域的导航定位、授时服务功能，由北斗二号逐步过渡到北斗三号，处于全球化快速发展阶段。

(7)可编程卫星系统扩展阅读：

卫星系统介绍：

全球卫星导航系统也叫全球导航卫星系统（，GNSS），是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。包括一个或多个卫星星座及其支持特定工作所需的增强系统。

全球卫星导航系统在军事、资源环境、防灾减灾、测绘、电力电信、城市管理、工程建设、机械控制、交通运输、农业、林业、渔牧业、考古业、生活、物联网、位置服务中都有应用。