科学导航范文

科学导航范文（精选6篇）

科学导航 第1篇

一、直觉感知思维的引导, 培养学生的判断能力和探索精神

教师可以采取“实践聚焦法”, 通过引导学生选定目标、参加实践、聚焦分析、集中突破等环节, 使实践环节与理论教育相统一, 促进学生知识、能力、行为的相互转化, 在此过程中实现对灵感的激发。

例如:我在教学“认识圆心”时, 让每个学生在纸上沿一个圆形物体的边沿画圆, 再将此圆剪下, 将圆对折、打开, 再对折、再打开。反复几次, 最后观察折痕, 你发现了什么?通过这一动手实验, 学生发现每条折痕都相交于一点, 当我告诉学生这“点”就是圆心时, 学生就清楚了圆心是指圆中心的一点, 从而对圆心这一抽象的概念有了直观、形象的深刻感知。

二、反常逆向思维的激发, 培养学生的创新意识和时代精神

教师可以采取“命题思辨”的方法, 引导学生对某些命题进行思考和辨识, 从中受到启发, 得到思想观念上的解放。例如:我教学“比例的基本性质”时, 先让学生观察几组比例式:1∶3=2∶6, 12∶2=6∶1, 12∶4=9∶3, 0.3∶0.5=1.5∶2.5, 很多学生都能看出这些比例的比值, 而没有从其他角度看出比例的特点, 我就引导学生看两个比的联系, 把它们结合起来看。有的学生慢慢看出来了, 因为前面三个比例的项的数都较小, 比较容易看出, 从而在全班引出:在比例里, 两个外项的积等于两个内项的积。在逐一讨论后, 让学生对这几个比例进行变形, 得出很多正确的比例后, 我挑选出这几组让学生观察分析:1∶2=3∶6, 1∶2=6∶12, 3∶4=9∶12, 0.3∶0.5=1.5∶2.5, 聪明的学生会得出, 每个比例中的四个项都是从小到大的顺序排列的。继续让学生对比例的性质进行运用, 从18 的约数中选出四个组成比例。按照常规要去算比值, 现在不用了, 把乘积相等的两组数放在一起, 怎么快速写成比例呢?直接把它们按从小到大的顺序排列就可以了。当然, 我们还可以从大到小排列, 又可以内项交换位置, 也可以内项、外相同时交换位置, 还可以内项、外向互相交换位置。这样写比例就轻松多了。所以, 课堂上老师很好的引导, 激励学生积极思考, 对他们“不清楚”的地方稍加点拨, 获得的知识远远超出书本, 更重要的是让他们感受到了探索知识的乐趣, 形成了一种全新的思维趋势。

三、隐喻联想思维诱导, 培养学生的创造能力和挑战能力

我认为比较有效的是运用“联想创意法”对学生进行训练, 从而唤起他们对新事物的追求, 对旧观念的挑战和对人生哲理的思考。如:我教学“高矮长短”时, 用课件出示一个故事, 唤起学生的联想:①一只小羊羔和一头长颈鹿要从一个小门过去, 谁能过去, 谁不能?②他们来到一棵大树下, 谁能吃到树上的嫩叶, 谁不能?我先让学生思考, 得出身体的高与矮和脖子的长与短, 在不同的生活环境中都有利有弊, 从而启发学生对生活中某些道理的思考。而长颈鹿和小羊羔又如何扬长避短呢?学生纷纷讨论, 想出了很多办法。最后, 课件出示①②的结果, 激发学生战胜困难、挑战自我的勇气和信心。

四、辩证思维的启迪, 培养学生的务实作风和科学精神

作为教育工作者, 我们应引导学生从更广阔的角度和更深刻的层次上把握事物的本质, 熟练地运用联系的、发展的、全面的观点剖析事理, 养成辩证思维的良好习惯。比如:在教学“分类”一课时, 我让学生与教师站在讲台上, 按不同的标准进行分类。学生思维活跃, 积极思考, 用了5 种方法, 有老师与学生、大人和小孩、成年女性与未成年女性、成年女性与未成年男性、女性与男性等。学生切实体会到了在不同的标准下会有不同的分类结果。学生既掌握了知识点, 又锻炼了辩证思维, 为今后的学习奠定了良好的思维基础。

五、多维发散思维诱导, 培养学生的自主意识和开拓精神

我认为采用“提炼观点法”效果不错。激发学生多维发散思维, 即给学生设置情境, 结合情境反映的问题, 让学生提炼出观点。如:教学“0 的认识”时, 引入学生喜欢的“小猫钓鱼”的故事, 使学生在乐中求知, 知中求理, 理中求学。这样就培养了学生的自主意识, 从求学中不断探索新知, 掌握人生真谛。

百年大计, 教育为本, 强国之策, 教育先行。我们都应该充分认识到教育的重要性, 努力发掘教材精髓, 钻研教法, “科学”导航, 培养学生从小拥有科学的思维方法, 以适应时代的挑战, 并为中华民族伟大复兴的中国梦而奋斗。

参考文献

科学导航 第2篇

第十六条 卫星导航定位科学技术奖坚持以“精神鼓励为主、物质奖励为辅”的原则，通过颁发获奖证书、奖杯及奖金，并通过有关媒体向社会公布的方式授予。卫星导航定位科学技术奖的授奖证书，不作为确定科学技术成果权属的直接依据。

第十七条 卫星导航定位科学技术奖是推荐国家科学技术奖的基础。协会对于获得本奖一等奖的奖项，将推荐给国家测绘局及有关主管部门申报国家科学技术奖。对于获本奖一等奖以外的奖项，将推荐给获奖者所在单位的上级部门，建议予以表彰并作为业绩记入单位及个人档案。

第十八条 卫星导航定位科学技术奖的经费来源，主要依靠社会力量特别是国内外从事导航定位的企事业单位的赞助，以及本协会的自筹资金。

第六章 罚 则

第十九条 剽窃、侵夺他人的发现、发明或者其他科学技术成果的，或以其它不正当手段骗取奖励的，由协会奖励委撤销奖励并在有关媒体上予以公示。

第二十条 推荐、申报单位提供虚假数据及材料，或协助他人骗取本奖的，由奖励委暂停或取消其推荐、申报资格。

第二十一条 参与卫星导航定位科学技术奖评审活动的有关工作人员，在评审活动中弄虚作假、徇私作弊的，取消其参与评审的资格和活动。

第七章 附 则

第二十二条 本办法实施过程中，若出现与国家法规政策现行规定不符的，以国家有关法规政策为准。

第二十三条 本办法的解释权属中国全球定位系统技术应用协会。

为小学数学教学科学导航 第3篇

一、直觉感知思维的引导，培养学生的判断能力和探索精神

教师可以采取“实践聚焦法”，通过引导学生选定目标、参加实践、聚焦分析、集中突破等环节，使实践环节与理论教育相统一，促进学生知识、能力、行为的相互转化，在此过程中实现对灵感的激发。

例如：我在教学“认识圆心”时，让每个学生在纸上沿一个圆形物体的边沿画圆，再将此圆剪下，将圆对折、打开，再对折、再打开。反复几次，最后观察折痕，你发现了什么？通过这一动手实验，学生发现每条折痕都相交于一点，当我告诉学生这“点”就是圆心时，学生就清楚了圆心是指圆中心的一点，从而对圆心这一抽象的概念有了直观、形象的深刻感知。

二、反常逆向思维的激发，培养学生的创新意识和时代精神

教师可以采取“命题思辨”的方法，引导学生对某些命题进行思考和辨识，从中受到启发，得到思想观念上的解放。例如：我教学“比例的基本性质”时，先让学生观察几组比例式：1∶3=2∶6，12∶2=6∶1，12∶4=9∶3，0.3∶0.5=1.5∶2.5，很多学生都能看出这些比例的比值，而没有从其他角度看出比例的特点，我就引导学生看两个比的联系，把它们结合起来看。有的学生慢慢看出来了，因为前面三个比例的项的数都较小，比较容易看出，从而在全班引出：在比例里，两个外项的积等于两个内项的积。在逐一讨论后，让学生对这几个比例进行变形，得出很多正确的比例后，我挑选出这几组让学生观察分析：1∶2=3∶6，1∶2=6∶12，3∶4=9∶12，0.3∶0.5=1.5∶2.5，聪明的学生会得出，每个比例中的四个项都是从小到大的顺序排列的。继续让学生对比例的性质进行运用，从18的约数中选出四个组成比例。按照常规要去算比值，现在不用了，把乘积相等的两组数放在一起，怎么快速写成比例呢？直接把它们按从小到大的顺序排列就可以了。当然，我们还可以从大到小排列，又可以内项交换位置，也可以内项、外相同时交换位置，还可以内项、外向互相交换位置。这样写比例就轻松多了。所以，课堂上老师很好的引导，激励学生积极思考，对他们“不清楚”的地方稍加点拨，获得的知识远远超出书本，更重要的是让他们感受到了探索知识的乐趣，形成了一种全新的思维趋势。

三、隐喻联想思维诱导，培养学生的创造能力和挑战能力

我认为比较有效的是运用“联想创意法”对学生进行训练，从而唤起他们对新事物的追求，对旧观念的挑战和对人生哲理的思考。如：我教学“高矮长短”时，用课件出示一个故事，唤起学生的联想：①一只小羊羔和一头长颈鹿要从一个小门过去，谁能过去，谁不能？②他们来到一棵大树下，谁能吃到树上的嫩叶，谁不能？我先让学生思考，得出身体的高与矮和脖子的长与短，在不同的生活环境中都有利有弊，从而启发学生对生活中某些道理的思考。而长颈鹿和小羊羔又如何扬长避短呢？学生纷纷讨论，想出了很多办法。最后，课件出示①②的结果，激发学生战胜困难、挑战自我的勇气和信心。

四、辩证思维的启迪，培养学生的务实作风和科学精神

作为教育工作者，我们应引导学生从更广阔的角度和更深刻的层次上把握事物的本质，熟练地运用联系的、发展的、全面的观点剖析事理，养成辩证思维的良好习惯。比如：在教学“分类”一课时，我让学生与教师站在讲台上，按不同的标准进行分类。学生思维活跃，积极思考，用了5种方法，有老师与学生、大人和小孩、成年女性与未成年女性、成年女性与未成年男性、女性与男性等。学生切实体会到了在不同的标准下会有不同的分类结果。学生既掌握了知识点，又锻炼了辩证思维，为今后的学习奠定了良好的思维基础。

五、多维发散思维诱导，培养学生的自主意识和开拓精神

我认为采用“提炼观点法”效果不错。激发学生多维发散思维，即给学生设置情境，结合情境反映的问题，让学生提炼出观点。如：教学“0的认识”时，引入学生喜欢的“小猫钓鱼”的故事，使学生在乐中求知，知中求理，理中求学。这样就培养了学生的自主意识，从求学中不断探索新知，掌握人生真谛。

百年大计，教育为本，强国之策，教育先行。我们都应该充分认识到教育的重要性，努力发掘教材精髓，钻研教法，“科学”导航，培养学生从小拥有科学的思维方法，以适应时代的挑战，并为中华民族伟大复兴的中国梦而奋斗。

参考文献：

丁冬梅.小学数学“学程争航”教学模式下的学法指导[J].陕西教育：教学版，2012（Z2）.

为九年级学生自主复习科学导航 第4篇

临近中考，笔者在复习表达类题型方面采取了这样的方式：新颖的或易出错的题型由教师直接指导学生复习，常见题型由学生自主复习。在笔者看来，九年级学生对一般的表达类题型都不会陌生，作文选上也有很多范文可供借鉴，况且还有中考的压力，只要给他们适当的时间，自主复习是不成问题的。于是，对前者笔者进行了有针对性的重点指导和强化训练，对后者只提出了一个较笼统的要求广泛浏览各类文章，了解各类写作样式，掌握其格式写法;积累各类体式结构，学习自己欣赏的开头、结尾、拟题方式及语言风格，并尝试在自己的写作中运用。

结果，笔者在一次测试中惊异地发现：所教的两个班级中，常见的新闻写作题，写正确的学生寥寥无几，大多数学生写成了新近刚指导复习过的通知或开场白;大作文中的续写题，竟有近20%的学生写成了近来正在训练的材料议论文。

对九年级学生而言，新闻、续写应属表达类的常见题型，人教版八年级教材中就有，为何自主复习后还有那么多学生没有掌握?为何新近指导复习的知识会以如此强势的姿态遮蔽甚至取代学生原有的这些相关知识?在反思和补救过程中，笔者对自主复习中教师的职责有了更真切的体会。

一、要全程密切关注学生自主复习情况，加强对学生自主复习的指导。

九年级学生已具备一定的自主学习能力，学习目的性较明确，学习动机也较强，这是有利于自主复习顺利开展的方面。但是，我们也应该看到，在学习目标较含糊、学习内容较多并且评价、反馈不及时的情况下，多数学生就不会选择积极努力、认真负责地去自主学习。尤其是在面临现实困难时，他们往往不能自觉地去克服困难、创造条件，也不太倾向于主动求助于教师。

调查表明，由于笔者对学生自主复习提出的要求太宽泛、太笼统，有些学生连复习内容都没有明确。以常见的表达类题型为例，笔者只是以口头形式举了些例子而没有让学生逐一记下，因此有些同学始终搞不清它具体指哪些类型。这就导致他们在随后的自主复习中只是随意翻阅，并不曾盘点类型。又由于手头的作文选、杂志等所提供的范文类型不全，许多学生以“无从致书以观”为由，理直气壮地放弃了努力。对于这一点，显然是笔者估计错误。事后笔者曾做过试验，让学生摘录通知、申请书、倡议书各一则。想来这总是够容易的吧?结果却是找遍整个班才凑齐。区区三则常见应用文，找范文已是如此不易，何况是目标不明、范围甚广地要求他们全面搜集各类范文呢?难怪统计显示，这么多天的复习下来，已作全面复习的学生比例不足30%。也就是说，大部分学生一直是在文体不清、类型不明的情况下随意浏览一些范文。此外，检查、评价环节的缺失，也是造成自主复习不能落到实处的重要原因。

由此可见，要提高九年级学生自主复习的成效，教师最好和学生共同制定明确具体的目标，并抓好过程管理随时了解学情，适时提供必要的帮助，及时进行学业评价并作出反馈。

二、要以专业的水准引领学生自主复习，科学地为学生自主复习导航。

学生在八年级时就学过新闻、续写，现在却受到刚训练过的相关类型的干扰，这就是教育心理学上所说的倒摄抑制现象，即后学习的材料对先前的学习产生逆向负迁移。分析起来，原因主要有两个：

1. 新近的重点训练所形成的心理定势限制了学生的思维。

一些学生一见跟活动相关的题型就不再细看题目，即刻写上了通知或开场白;一看到作文中提供了材料，就以为必是要求写材料议论文。

2. 新旧知识的异同在学生认知结构中未能作出明确区分。

最近复习通知、开场白，笔者都是以某项活动为背景;这次考试要求写新闻，也是以活动为背景。同样以活动为背景，三者间有何区别?学生不明白。这次考卷中的续写题要求先抄录题目所提供的一小段材料，这一点与材料议论文从引用材料起笔的写法颇有相似之处。材料议论文是否属于续写?学生心中不清楚。之所以辨不清，一方面是因为学生原有的关于新闻、续写的知识不够扎实、清晰，另一方面是因为笔者在复习中没有引导学生对相关的知识进行辨析。

三、要有一些合理可用的对策，灵活地为学生自主复习科学导航。

以案例中表达类题型的复习为例，教师如何导航才是专业的、科学的呢?依据教育心理学的有关理论和自己的教学实践，笔者有了如下感悟：

1. 教学新知识前，要先激活、巩固学生认知结构中原有的相关知识，再指导学生辨清新旧知识间的异同，以避免旧知识的遗忘和新旧知识的混淆。

2. 要增加学生对知识的理解程度，因为它直接影响到知识的保持和运用。一般说来，真正理解的知识，无论它以何种形式呈现，人们总能认识它。

3. 尽可能用层级图将层次关系不一的各个知识点明晰显示出来，帮助学生构建系统化、有层次的认知结构，而不是零散孤立地复习，否则很可能出现今天弄清了续写，明天考改写又一头雾水的现象。

4. 进行随机抽查或综合训练。学过几类相关的知识后，可随机找出几类进行检测，及时反馈，直到能正确熟练地作出选择。如果可能，还可以设计综合训练。

司南导航参展中国卫星导航学术年会 第5篇

5月21~23日, 为期3天的“北斗应用创新、融合、共享”第五届中国卫星导航学术年会在南京国际博览中心盛大举行。司南导航携公司最新产品及成果以108平米特装展位亮相, 全面展示了中国北斗高精度GNSS领域顶尖技术成就, 给参展者留下了深刻感受。

展会期间, 北斗卫星导航系统工程总设计师孙家栋院士, 梁思礼院士、总装电子信息基础部部长张弛、副部长杨长风, 中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其、副主任蔡兰波、中国卫星导航工程中心主任樊士伟, 上海市科委副主任陈鸣波等领导专家亲临司南导航展台, 对司南导航在北斗高精度GNSS方面的作为和成绩予以高度赞赏。同时, 北斗网就产业发展现状及趋势专访董事长王永泉, 中央电视台对司南导航精准农业之北斗农机自动导航驾驶系统进行特别报道。

从“概念北斗”到“应用北斗”, 面对产业发展新趋势, 司南导航依托领先的技术优势和丰富的应用经验, 进一步深化与各大行业用户的战略合作关系, 共创可持续发展的未来。

科学导航 第6篇

关键词：全球导航卫星系统,GNSS导航信号,卫星导航电文

1 引言

1959年9月, 第一颗试验性子午卫星入轨运行;至1961年11月, 美国先后发射了9颗试验性子午卫星。经过几年的试验研究, 解决了卫星导航的许多技术难题, 而于1963年12月发射了第一颗子午工作卫星。此后, 美国陆续发射了工作卫星, 而形成了由6颗工作卫星构成的子午卫星星座。在该星座信号的覆盖下, 地球表面上任何一个观测者, 至少每隔2个小时便可观测到该星座中的一颗卫星。这些卫星的轨道绕过地球的南北两极上空, 以致卫星星下点轨迹与地球子午圈一致, 也因此被称呼为子午卫星导航系统 (TRANSIT) 。子午卫星轨道距离地面约为1 070km, 每一个近圆形轨道上分布着一颗子午卫星;轨道椭圆的偏心率很小, 而近于圆形。子午卫星沿轨道运行的周期约为107分钟。每一颗子午卫星均用400MHz和150MHz的微波信号作载波, 向广大用户发送导航电文。子午卫星星座运行初期, 导航电文是保密的, 广大民间用户无法使用子午卫星进性导航定位。直到1967年7月29日, 美国政府宣布, 解密子午卫星所发送的导航电文部分内容供民间使用, 全球民间用户才能够利用子午卫星所发送的导航信号和导航电文进行导航定位测量。此外, 前苏联海军于1965年开始也建立了一个卫星导航系统, 称之为CICADA。它与TRANSIT是相类似的, 也是基于测量多普勒频移的第一代卫星导航系统;CICADA卫星导航系统虽已投入使用几十年, 由于它的导航电文处于保密状态, 我们无法应用CICA DA进行导航定位。由此可见, 卫星导航电文的极端重要性, 笔者谓之为“卫星导航的灵魂”。本文主要论述卫星导航电文的主要内容及其作用, 供需要深入了解四大系统的卫星导航电文的读者参考。

2 卫星导航电文是动态已知点之源

现行的GNSS卫星导航定位, 是基于被动式定位原理, GNSS用户只需要接收来自GNSS卫星发送的导航定位信号 (如图1所示) , 测量用户至GNSS卫星的距离, 用卫星导航电文提供的动态已知点, 就能够自主精确地解算出自己的7维状态参数和3维姿态参数。因此, 卫星导航电文是实现被动式定位的三大条件之一, 即每颗GNSS卫星必需用导航电文的形式实时地报告自己的现实位置, 以便用户获取用于位置解算的卫星在轨实时点位 (动态已知点) 。G NS S导航信号接收机只要测得用户天线至G NS S卫星的距离 (简称为站星距离) , 在已知GNSS卫星在轨位置的情况下, 即可按式 (1) 解算出用户位置

式中, Pj (t) 为G N S S导航信号接收机测得的用户在时元t至第j颗GNSS卫星的距离;Xj (t) , Yj (t) , Zj (t) 为第j颗GNSS卫星在时元t的在轨位置;Xu (t) , Yu (t) , Zu (t) 为用户天线在时元t的在途位置;du (t) 为GNSS导航信号接收机时钟偏差等因素引起的站星距离偏差。

从式 (1) 可见, 为了解算出用户的三维位置, GNSS信号接收机至少要观测四颗GNSPS卫星, 而列立出四个如式 (1) 的方程式。由此可见, GNSS定位精度与用户航行速度快慢无关, 只取决于下列三大因素:

⊙站星距离的测量误差;

⊙作为动态已知点的GNSS卫星的实时在轨位置误差;

⊙所测四颗以上GNSS卫星在太空的几何分布, 即PDOP值。

依据上述方程式可以解算出用户在时元t的三维坐标和用户时钟偏差, 但是, 它需要进行若干次迭代解算, 直到第 (n+1) 次解算的X (t) (n+1) �等于第n次解算的X (t) n;或者根据用户的定位精度要求, 规定[X (t) (n+1) -X (t) n]达到某一个额定值, 此时所解算的X (t) (n+1) 便作为解算结果。

GNSS伪距测量的的用户位置迭代 (iteration) 计算方法是:

⊙假定一个用户初始位置 (Xu 0 Yu 0 Zu 0) 和一个用户时钟距离偏差du 0;

⊙用u已知的卫星在轨位置 (Xj Yj Zj) 和时钟距离偏差Bj, 以及假定的用户初始位置 (Xu0Yu0 Zu0) , 计算出方向系数eji (j=1, 2, 3, 4;i=1, 2, 3) , 而求得几何矩阵;

⊙用测得的伪距Pj组成站星距离矩阵P (t) [1];

⊙推求转置矩阵GuT和逆矩阵 (GuTGu) -1;

⊙按式计算出X (t) ;直到第 (n+1) 次解算的X (t) n+1≈X (t) n为止;一般作四次迭代 (iteration) 计算, 即可达到目的;其机载GPS伪距测量的在航三维位置解算之例如表1所示。

实际应用表明, 只要GNSS导航信号接收机能够从卫星导航电文中解译出GNSS卫星在轨三维点位而成为一种动态已知点, 联同所测得的站星距离, 便可精确解算出用户的实时在航点位。

3 卫星导航电文的主要内容

编算和注入卫星导航电文, 是卫星地面监控系统的一项极其重要的任务。卫星导航电文, 是以二进制码的形式发送给用户的数据码, 它主要包括获取、定位、改正、导测和辅助等电文, 其主要作用如下:

3.1 获取电文

一般来说, 一帧卫星导航电文 (例如1 500比特) , 包括一个主帧和几个子帧 (例如共5个子帧) ;每一个子帧由10个字码构成 (例如每字码长30比特) 。各个子帧第一个字码的首发8比特称为同步码 (TBM) ;它作为识别卫星电文的先兆, 引导用户易于解调卫星电文。各个子帧第二个字码的第20~22比特是子帧的识别码, 以便用户分别解译出各个子帧所传送的电文内容。

3.2 定位电文

为了解算出用户位置, 除了测量站星距离以外, 还必须知道导航卫星的实时在轨位置, 称之为动态已知点。它是由卫星导航电文提供的, 其方式有下述两种:

⊙导航卫星的在轨三维坐标, 以及导航卫星在轨运行的速度和加速度, 称之为“在轨坐标式”;

⊙导航卫星的s开普勒轨道及其摄动参数, 称之为“轨道参数式”。

当用“轨道参数式”时, 卫星导航电文必须提供6个开普勒轨道参数, 9个轨道摄动参数和2个时间参数, 以便依据这十六七个参数精确算出导航卫星的实时在轨位置。笔者认为, 这种多参数的应用, 既有利于卫星导航电文的发送纠错, 又便于导航卫星实时在轨位置的精确解算。因此, 笔者认为, 采用“轨道参数式”编制卫星定位电文是适宜的。

定位电文, 是导航卫星向广大用户发送的主要电文, 它以下述三类参数描述导航卫星的运行轨道 (如图1所示) :

1.开普勒轨道6参数

(1) 卫星轨道长半轴的平方根。

(2) 卫星轨道偏心率e。

(3) 参考时刻toe的轨道倾角i0。

(4) 参考时刻toe的升交点赤经Ω0。

(5) 近地点角距ω。

(6) 参考时刻toe的平近点角M0。

2.卫星轨道摄动9参数

(1) 卫星平均运动角速度与计算值之差△n, 或称△n为平近地点角速度的改正数;它是近地点角距ω摄动量 (dω/dt) 中的长期漂移项, 起因于二阶带谐系数 (C20) , 及其平滑间期内的日月引力摄动和太阳光压摄动。

(2) 升交点赤经的变化率Ω (Ω-dot) ;它是升交点赤经 (Ω) 摄动量 (dΩ/dt) 中的长期漂移项, 起因于二阶带谐系数 (C20) 和极移影响。

(3轨道倾角的变化率i (i-dot) 。

(4) 升交角距的正余弦调和改正项之振幅Cus, Cuc。

(5) 轨道倾角的正余弦调和改正项之振幅Cis, Cic。

(6) 轨道半轴的正余弦调和改正项之振幅Crs, Crc。

Cus, Cuc, Cis, Cic, Crs, Crc起因于二阶带谐系数 (C20) 和高阶带谐系数的短周期项影响, 以及月球引力和其他摄动力的摄动影响。

3.时间2参数

(1) 从选定时元开始度量的星历参考时刻toe。

(2) 星历表的数据龄期AODE, 且知

式中, tL为作预报星历测量的最后观测时间, 故AODE即是预报星历的外推时间间隔。

上述开普勒轨道6参数、卫星轨道摄动9参数、时间2参数等项内容, 构成描述导航卫星在轨运行规律的星历;此外, 星历的简略形式, 称之为历书, 也是定位电文之一。换言之, 定位电文, 给用户提供导航卫星的星历和历书。表2给出了一个卫星星历解码之例。

3.3 改正电文

改正电文, 虽然不是所有卫星导航系统都予以发送, 但是, 已成为目前的一种发展趋势。改正电文, 是为特许用户和付费用户提供的差分测量改正数据, 致使他们仅用一台GNSS导航信号接收机, 能够获得亚米级的单机定位精度。为此, 将改正电文分为用于特许用户的“密级改正电文”和用于付费用户的“付费改正电文”。

3.3.1 密级改正电文

20世纪90年代初期的海湾战争、科索沃战争和阿富汗战争的实用表明, GPS是作战武器的效力倍增器, GPS是赢得现代战争胜利的重要技术条件之一。现在, GPS信号接收机已成为美国陆、海、空、天军的重要战斗力之一。在这些军用中, 高精度的单机定位, 具有广阔的应用前景。

考虑到GPS的成功实践, 笔者认为, 在设计卫星导航电文时, 就应该为我军广泛而方便使用卫星导航定位作出必有设计, 而给我军用户提供一种加密的高精度差分测量改正数据, 以便他们只需用一台北斗导航信号接收机, 就能够获得亚米级的单机定位精度。为此, 我们设计了一种加密的高精度差分测量改正电文。

3.3.2 付费改正电文

在进行高精度的差分测量时, 差分测量改正数据的生成, 可概括为下列几种[1]:

⊙单基准站式;它由差分测量用户自行建设一个地面基准站, 而用该基准站向流动站发送差分测量改正数据;

⊙虚拟基准站式;它由差分测量用户自行建设一个地面基准网络, 而用基准网络控制中心向基准网络覆盖区内的流动用户们发送差分测量改正数据;

⊙卫星基准网式;它由一个用户集团 (如一国家、一个地区或一个公司) 自行建设一个能够覆盖一国家或一个地区的基准网, 而用静地卫星向广大用户发送差分测量改正数据。由此可见, 用户为了实现高精度的导航定位, 需要耗资甚至耗巨资去获取差分测量改正数据。

因此, 笔者认为, 如果卫星导航电文能够提供一种高精度的差分测量改正数据, 而其付费又低于用户自行获取该种数据的费用, 则可开拓更加广阔的卫星导航定位应用市场, 取得更大的投资回报, 这是值得我国北斗卫星导航电文设计参考的。

3.4 导测电文

导测电文, 主要包括下列内容:

⊙在轨导航卫星的工作状态正常与否, 以便用户选取适宜的导航卫星构成定位星座, 进行导航定位观测;

⊙在轨导航卫星所发导航电文的置信度, 以确保导航定定位的可靠性;

⊙在轨导航卫星所发时标的一致性与可靠性, 以确保导航定定位的高精度;

⊙导航卫星及其导航定位信号故障的预警时间, 以确保高动态的可靠应用。

2.5辅助电文

辅助电文, 主要包括下列内容:

2.5.1伪距测量的可达精度

若令MU R A为伪距测量的可达精度, 则知

式中, mR为导航卫星在轨位置的径向误差;mD为导航卫星在轨位置的切向误差;mC为导航卫星在轨位置的法向误差;mT为导航卫星时间系统导致的测距误差;mP为导航卫星轨道摄动导致的测距误差;mM为导航卫星监测站伪距平滑改正导致的测距误差。

2.5.2导航定位信号分量的工作状态信息

在采用三个导航定位信号的情况φ下, 它们分别为:

式 (3) 、式 (4) 、式 (5) 三个导航定位信号的各个分量, 在一般情况下, 都是正常工作的。但是, 在个别情况下, 其中的个别分量发生异常, 而导致观测数据不能够正常使用, 损失导航定位精度。因此, 哪一个分量发生了异常?卫星导航电文应予以指明;其数据来自导航卫星工作状态监测系统。

2.5.3 GNSS导航电文仿真编码

为了便于读者明白卫星导航电文的形式, 表3给出了一颗GNSS卫星的导航电文仿真编码结果。

此外, 卫星导航电文, 是由地面注入站发送给导航卫星的。这不仅需要实施编码纠错, 而且需要选择适合的调制电路, 确保卫星导航电文的正确注入。实用表明, 采用图3所示的PLL调制电路, 能够给导航卫星正确注入导航电文。图3中, BPSK是二相相移键控;GMSK是高斯滤波后最小频移键控。

4 结束语

卫星导航电文, 是用于解算GNSS卫星动态已 (知点之) 源, 其主要内容是星历和历书。GNSS用户只需要测量用户至GNSS卫星的距离, 用卫星导航电 (文解算) 的动态已知点[1], 就能够自主精确地解算出自己的7维状态参数和3维姿态参数。因此, 卫星导航电文被称呼为GNSS的导航灵魂;后续讲座将对 (相关问) 题做详细论述。

参考文献

[1]刘基余.GPS卫星导航定位原理与方法.北京:科学出版社, 2013

[2]Pisacane, V.L., Holland, B.B., and Black, H.D., “Recent (1973) Improvements in the Navy Navigation Satellite System, ”Navigation.J.Inst.Navig.20 (3) , 224–229 (Fall 1973) .