北斗一號定位原理與定位流程

「北斗一號」採用三球交會測量原理進行定位（如圖所示）：

圖「北斗一號」的「三球交會」定位原理

（1）分別以兩顆同步衛星為球心，以衛星到使用者接收天線距離為半徑，構成兩個球面；

（2）兩球面相交得一圓，該圓垂直於赤道平面；

（3）在地球不規則球面的基礎上增加使用者高程，獲得乙個「加大」的不規則球面；

（4）圓與不規則球面相交，得兩個點，分別位於南北半球，取北半球的點即為使用者機的位置。

地面中心站存有全國的地面數字高程庫，上述定位解算在地面中心站完成。

●定位流程：

「北斗一號」採用集中式訊號處理，定位、通訊和雙向定時都必須通過中心站進行，由中心站判斷使用者請求的業務型別，並執行相應的操作。定位的工作流程是：

（1）中心站持續不斷地以特定的頻率發射具有超幀、分幀結構的偽碼擴頻的連續波訊號，此訊號經兩顆地球同步衛星分別向各自天線波束覆蓋區域內的所有使用者廣播。

（2）使用者機接收出站訊號，以出站訊號的某一幀時標為起始時刻向衛星發射入站訊號，衛星**至中心站。這一過程可視為將出站訊號反射回中心站。對非地面使用者，入站資訊中同時包含使用者機高程資訊。

（3）中心站測得訊號往返時間，除於2，扣除衛星到中心站這一已知時延，再經必要的電離層修正、對流層修正和裝置時延修正，即可求出衛星到使用者機距離。中心站同時解調出使用者高程資訊，利用三球交會原理計算使用者位置。

（4）中心站將使用者位置資訊加密後加入出站廣播電文中，通過衛星傳送給使用者。

（5）使用者接收出站訊號，解調出定位資訊。

從以上流程可以知道，使用者機從發射定位申請到收到定位結果，必須至少等待訊號經使用者機－衛星－地面中心站－衛星－使用者機所需的約0.5秒的傳輸延遲。因此，「北斗一號」使用者機主要應用於中、低動態使用者的定位。

同時，受系統容量限制，使用者申請定位的頻度最高為1秒1次。