北斗卫星为啥能定位建筑物内东西?

Question

如题所述

Answer 1

电视上介绍的那个室内定位系统是另一码事。其原理是通过移动网络来转发到室内。现在的移动网络正在进入室内，通过在建筑内加装小型微波转发器来实现零盲区，所以我们在地铁、高档建筑的电梯和地下停车场等地一样能接打手机。它那个室内定位就是利用这个移动通讯网进入的室内。这相当于在建筑内建立了一个独立的定位系统，通过接收邻近的三个室内移动通讯转发器传来的信号，解算时差（这相当于解算距离）来实现定位，那三个室内移动通讯转发器就相当于三颗导航卫星的作用（你在户外定位不也能得同时接收三颗导航卫星的信号嘛），只不过，室内移动通讯转发器不需要加装原子钟，而只是被动地转发天上的卫星信号而已。但个人认为，这个系统虽然很有前途，但短期内难以普及。因为首先它需要能保证在室内同时接收到三个移动通讯转发器的信号，而接听手机只消能收到一个即可，就这点室内无盲区也还没普遍做到，在室内无盲区的基础上还要实现三倍的覆盖密度，投入将极大。表面上它搭现成的移动通讯网的便车不需要花钱，但实现上是要求后者密度成倍增加，你觉得中国移动会为了卫星导航服务公司的利益做那么大投入吗？毕竟导航是免费的，你即使做成收费的，也只有少数人愿意增加这功能，为这点收益不值得做如此浩大的工程。另外，为了方便使用，你肯定还得做出建筑内部地图，就像电视里介绍那系统时显示的那样。你告诉人家一堆坐标数据毫无意义，只有把它跟建筑内部区结合起来才是个好用的直观界面。把全世界的移动通讯网成倍加密，并做出全世界建筑的内部结构图，你想这工程将是多么浩大，比建个GPS或北斗系统投入还要大得多。因此，它在短期内只可能在有限的发达国家的高档建筑里实现。总结一下：第一，这种室内定位系统只是一种与导航卫星配套的下游产品，不是导航卫星本身就具有的功能。也就是说，这东东可以用于北斗，也可用于GPS、GLONASS或伽利略。第二，这种室内定位系统需要大量地安装移动通讯转发器才能实现，需要一大笔资金投入。在做不到同时接收三个转发器信号的建筑内，它是派不上用场的。第三，这种室内定位系统早晚会普及，但前题是移动通讯转发器的成本进一步降低到可以随便装着玩的地步。

Answer 2

“北斗一号”卫星定位系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,又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上.从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标,这个坐标经加密由出站信号发送给用户.
“北斗一号”的覆盖范围是北纬5°一55°,东经70°一140°之间的心脏地区,上大下小,最宽处在北纬35°左右.其定位精度为水平精度100米(1σ),设立标校站之后为20米(类似差分状态).工作频率：2491.75MHz.系统能容纳的用户数为每小时540000户.
“一代‘北斗’只用双星定位,比GPS等投资小、建成快,”范本尧说这是我国国情决定的,也对一代“北斗”的技术路线提出了特殊的要求,“所以我们的定位系统具有自己的特点.”
美国的GPS和俄罗斯的GLONASS,都是使用24颗卫星（GPS还另有3颗备份卫星,GLONASS则因经费问题损失了几颗卫星）组成网络.这些卫星不中断地向地面站发回精确的时间和它们的位置.GPS接收器利用GPS卫星发送的信号确定卫星在太空中的位置,并根据无线电波传送的时间来计算它们间的距离.等计算出至少3～4颗卫星的相对位置后,GPS接收器就可以用三角学来算出自己的位置.每个GPS卫星都有4个高精度的原子钟,同时还有一个实时更新的数据库,记载着其他卫星的现在位置和运行轨迹.当GPS接收器确定了一个卫星的位置时,它可以下载其他所有卫星的位置信息,这有助于它更快地得到所需的其他卫星的信息.
“1983年,‘两弹一星’功勋奖章获得者陈芳允院士和合作者提出利用两颗同步定点卫星进行定位导航的设想,经过分析和初步实地试验,证明效果良好,”中国计量科学研究院的黄秉英研究员说,这一系统被称为“双星定位系统”.
一代“北斗”采用的基本技术路线最初来自于陈芳允先生的“双星定位”设想,正式立项是在1994年.北斗卫星导航系统由空间卫星、地面控制中心站和用户终端等3部分即可完成定位.一代“北斗”与GPS系统不同,对所有用户位置的计算不是在卫星上进行,而是在地面中心站完成的.因此,地面中心站可以保留全部北斗用户的位置及时间信息,并负责整个系统的监控管理.
有源无源是关键不同点
“一代‘北斗’采用的是有源定位,GPS和GLONASS等都是无源定位,”范本尧说,“这是它们质上的不同点.”
所谓有源定位就用户需要通过地面中心站联系及地面中心站的传输,通讯就不必通过其他的通讯卫星了,一星多用符合我国国情.GPS和GLONASS没有设计通讯功能,主要原因就在于不需要地面站中转服务的无源定位不能提供通讯服务。