2025年北斗卫星定位系统工作原理 .pdfVIP

天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。——《周易》

北斗卫星定位系统工作原理

北斗卫星定位系统是全球卫星定位系统的一种，他工作的基

本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后

综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫

星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用

户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，

再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是

用户与卫星之间的真实距离，而是伪距PR）:当北斗!星行为系统的卫

星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简

称伪码）发射导航电文。北斗卫星定位系统使用的伪码一共有两种，

分别是民用的C/A码和军用的P（Y）码。C/A码频率1.023MHz,重复周

期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周

o丫

期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m而码是在P码的基础

上形成的，必威体育官网网址性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟

改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解

调制出

来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧

o

每帧长6s前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一

次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第

1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航

电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与

用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电

天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。——《周易》

文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可

得知。可见北斗卫星定位系统卫星部分的作用就是不断地发射导航

电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是

同步，所以除了用户的三维坐标X、y、z夕卜，还要引进一个△即卫星

与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知

数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个

卫星的信号。

工作原理1

北斗卫星定位系统接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的

时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用

于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个

卫星不同，随时变化）；以及北斗卫星定位系统信息，如卫星状况

等。

北斗卫星定位系统接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的

距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。

对0A码测得的伪距称为UA码伪距，精度约为20米左右，对P码

测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。

北斗卫星定位系统接收机对收到的卫星信号，进行解码

或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。严

格而言，载波相