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北斗卫星导航系统

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 北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS),是继美全球定位系统(GPS)和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度优于20m,授时精度优于100ns。2012年12月27日,北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布,北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。

北斗卫星导航系统试运行服务示意图北斗卫星导航系统试运行服务示意图

目录

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系统介绍编辑本段回目录

 北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统,缩写为BDS,与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统兼容共用的全球卫星导航系统,并称全球四大卫星导航系统。

  北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”(GLONASS)、欧盟“伽利略”(GALILEO)等其他卫星导航系统兼容的终端组成。

  中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和十六颗北斗导航卫星(其中,北斗-1A已经结束任务),将在系统组网和试验基础上,逐步扩展为全球卫星导航系统。

  北斗卫星导航系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统。

  北斗卫星导航系统,促进卫星导航产业链形成,形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。

  该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务并兼具短报文通信能力。中国以后生产定位服务设备的产商,都将会提供对GPS和北斗系统的支持,会提高定位的精确度。而北斗系统特有的短报文服务功能将收费,这个功能的实用性还有待观察。

  2011年12月27日起,开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。

  2012年12月27日起,北斗系统在继续保留北斗卫星导航试验系统有源定位、双向授时和短报文通信服务基础上,向亚太大部分地区正式提供连续无源定位、导航、授时等服务。民用服务与GPS一样免费。​

系统服务编辑本段回目录


 北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位,导航和授时服务,包括开放服务和授权服务两种方式。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户,提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。 导航精度上不逊于欧美之外,北斗卫星导航系统解决了何人、何事、何地的问题,这就是北斗的特色服务,靠北斗一个终端你就可以走遍天下。​

系统评价编辑本段回目录


 北斗导航终端与GPS、“伽利略”和“格洛纳斯”相比,优势在于短信服务和导航结合,增加了通讯功能; 全天候快速定位,极少的通信盲区,精度与GPS相当,而在增强区域也就是亚太地区,甚至会超过GPS;向全世界提供的服务都是免费的,在提供无源定位导航和授时等服务时,用户数量没有限制,且与GPS兼容;特别适合集团用户大范围监控与管理,以及无依托地区数据采集用户数据传输应用;独特的中心节点式定位处理和指挥型用户机设计,可同时解决“我在哪?”和“你在哪?”;自主系统,高强度加密设计,安全、可靠、稳定,适合关键部门应用。

发展历程编辑本段回目录


 卫星导航系统是重要的空间信息基础设施,中国高度重视卫星导航系统的建设,一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。2000年,首先建成北斗导航试验系统,使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域,产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。为更好地服务于国家建设与发展,满足全球应用需求,我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。

建设原则

 北斗卫星导航系统的建设与发展,以应用推广和产业发展为根本目标,不仅要建成系统,更要用好系统,强调质量、安全、应用、效益,遵循以下建设原则: 

  

开放性

 北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放,为全球用户提供高质量的免费服务,积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作,促进各卫星导航系统间的兼容与互操作,推动卫星导航技术与产业的发展。 

  

自主性

 中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统,北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。 

  

兼容性

 在全球卫星导航系统国际委员会(ICG)和国际电联(ITU)框架下,使北斗卫星导航系统与世界各卫星导航系统实现兼容与互操作,使所有用户都能享受到卫星导航发展的成果。 

  

渐进性

 中国将积极稳妥地推进北斗卫星导航系统的建设与发展,不断完善服务质量,并实现各阶段的无缝衔接。

建设计划编辑本段回目录


 从古至今,人类在生产和生活实践中发明了多种导航方法。例如,天文导航是通过观测天体的位置来确定自身的位置和航向,此法设备简单,但受到气象条件的限制;无线电导航是接收海岸电台发出的无线电波来确定舰船自身的位置,它虽不受气象条件的影响,但由于无线电波的传播距离有限,故用于远航时有困难;其他导航方法也不尽如人意。从目前的技术水平和可以预见的将来看,卫星导航技术是一种比较理想的导航工具。卫星导航技术是指利用一组导航卫星,对地面、海洋和空间全用户进行精确的定位。它具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点,已成为应用广泛的导航定位技术。卫星导航定位系统是重要的空间基础设施,可提供高精度的定位、测速和授时服务,能带来巨大的社会和经济效益。我国高度重视卫星导航系统的建设,一直努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。早在上世纪60年代末,我国就开展了卫星导航系统的研制工作,但由于诸多原因而夭折。自20世纪70年代后期以来,国内开展了探讨适合国情的卫星导航系统的体制研究,先后提出过单星、双星、三星和3-5星的区域性系统方案,以及多星的全球系统的设想,并考虑到导航定位与通信等综合运用问题,但是由于种种原因,这些方案和设想都没能得以实现。在20世纪80年代到90年代,我国就结合国情,科学、合理地提出并制订自主研制实施“北斗”卫星导航系统建设的“三步走”规划:第一步是试验阶段,即用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务,为“北斗”卫星导航系统建设积累技术经验、培养人才,研制一些地面应用基础设施设备等;第二步是到2012年,计划发射10多颗卫星,建成覆盖亚太区域的“北斗”卫星导航定位系统(即“北斗二号”区域系统);第三步是到2020年,建成由5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统。

建设目标编辑本段回目录

 中国作为发展中国家,拥有广阔的领土和海域,高度重视卫星导航系统的建设,努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航定位系统。 2000年以来,中国已成功发射了4颗“北斗导航试验卫星”,建成北斗导航试验系统(第一代系统)。这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和GPS广域差分功能,并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥着重要作用。 

  中国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,提供两种服务方式,即开放服务和授权服务(属于第二代系统)。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度0.2米/秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。 

  中国计划2012年左右,“北斗”系统将覆盖亚太地区,2020年左右覆盖全球。我国正在实施北斗卫星导航系统建设,已成功发射十六颗北斗导航卫星。根据系统建设总体规划,2012年左右,系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力。2020年左右,建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。

 发射时间编辑本段回目录

发射日期 运载火箭 火箭飞行次数 卫星编号 卫星类型 发射地点
2000年10月31日

北斗-1A 北斗一号 西昌卫星发射中心
2000年12月21日

北斗-1B
2003年5月25日

北斗-1C
2007年2月3日

北斗-1D
2007年4月14日04时11分 长征三号甲
第一颗北斗导航卫星(M1) 北斗二号
2009年4月15日 长征三号丙
第二颗北斗导航卫星(G2)
2010年1月17日
第三颗北斗导航卫星(G1)
2010年6月2日夜间
第四颗北斗导航卫星(G3)
2010年8月1日05时30分 长征三号甲 第126次 第五颗北斗导航卫星(I1)
2010年11月1日00时26分 长征三号丙 第133次 第六颗北斗导航卫星(G4)
2010年12月18日04时20分 长征三号甲 第136次 第七颗北斗导航卫星(I2)
2011年4月10日04时47分 第137次 第八颗北斗导航卫星(I3)
2011年7月27日05时44分
第九颗北斗导航卫星(I4)
2011年12月2日05时07分
第十颗北斗导航卫星(I5)
2012年2月25日凌晨0时12分 长征三号丙
第十一颗北斗导航卫星
2012年4月30日4时50分 长征三号乙
第十二、第十三颗北斗导航系统组网卫星(“一箭双星”)
2012年9月19日3时10分 长征三号乙
第十四、十五颗北斗导航系统组网卫星“一箭双星”)
2012年10月25日23时33分 长征三号丙 第170次 第十六颗北斗导航卫星​
卫星原理

 卫星组成编辑本段回目录


日期 火箭 卫星 轨道 使用状况 系统世代
2000.10.31 CZ-3A Y5 北斗-1A 废弃卫星轨道 停止工作 北斗一号
2000.12.21 CZ-3A Y6 北斗-1B 废弃卫星轨道 停止工作
2003.5.25 CZ-3A Y7 北斗-1C 地球静止轨道 85.3°E 正常
2007.2.3 CZ-3A Y12 北斗-1D 废弃卫星轨道 失效
2007.4.14 CZ-3A Y13 北斗-M1 中地球轨道~21500km 正常,测试星 北斗二号
2009.4.15 CZ-3C Y3 北斗-G2 35594 x 36036 km 漂移 失效
2010.1.17 CZ-3C Y2 北斗-G1 地球静止轨道 140°E 正常
2010.6.2 CZ-3C Y4 北斗-G3 地球静止轨道 84°E 正常
2010.8.1 CZ-3A Y16 北斗-I1 倾斜地球同步轨道 倾角55° 正常
2010.11.1 CZ-3C Y5 北斗-G4 地球静止轨道 160°E 正常
2010.12.18 CZ-3A Y18 北斗-I2 倾斜地球同步轨道 倾角55° 正常
2011.4.10 CZ-3A Y19 北斗-I3 倾斜地球同步轨道 倾角55° 正常
2011.7.27 CZ-3A Y17 北斗-I4 倾斜地球同步轨道 倾角55° 正常
2011.12.2 CZ-3A Y23 北斗-I5 倾斜地球同步轨道 倾角55° 正常
2012.2.25 CZ-3C Y6 北斗-G5 地球静止轨道 58.5°E 正常
2012.4.30 CZ-3B Y14 北斗-M3 中地球轨道~21500km 正常
2012.4.30 CZ-3B Y14 北斗-M4 中地球轨道~21332km 正常
2012.9.19 CZ-3B Y15 北斗-M5 中地球轨道~21332km 正常
2012.9.19 CZ-3B Y15 北斗-M6 中地球轨道~21332km 正常
2012.10.25 CZ-3C Y 北斗-G6 地球静止轨道 110.5°E
工作过程

 北斗卫星导航系统的工作过程是:首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号,然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。 对定位申请,中心控制系统测出两个时间延迟:即从中心控制系统发出询问信号,经某一颗卫星转发到达用户,用户发出定位响应信号,经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟;和从中心控制发出询问信号,经上述同一卫星到达用户,用户发出响应信号,经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的,因此由上面两个延迟量可以算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,又可知道用户处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。 

  

 四大功能编辑本段回目录


 短报文通信:北斗系统用户终端具有双向报文通信功能,用户可以一次传送40-60个汉字的短报文信息。

  可以达到一次传送达120个汉字的信息。在远洋航行中有重要的应用价值。

  精密授时:北斗系统具有精密授时功能,可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。

  定位精度: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。

  系统容纳的最大用户数:每小时540000户。

北斗进展编辑本段回目录


三步进展

 中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其称,按照“质量、安全、应用、效益”的总要求,北斗卫星导航系统按照“三步走”的发展战略稳步推进。具体如下: 

  第一步:2000年建成了北斗卫星导航试验系统,使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

  第二步:建设北斗卫星导航系统,2012年左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。

  第三步:2020年左右,北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。 

  

全面测试

 中国北斗卫星导航系统建设已进入关键时期,2011年10月将完成全面测试,具备向我国大部分地区提供初始服务的条件,明年可为亚太地区用户提供服务。

  2011年5月18日,中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其在上海开幕的第二届中国卫星导航学术年会上表示,我国将积极推动各项政策举措,促进北斗卫星导航系统建设应用又好又快发展,2012年底以前我国还将发射约8颗北斗导航卫星,建成覆盖亚太地区的北斗区域卫星导航系统,除部分卫星用于系统试验验证和信号测试外,已构成“3+3”基本系统。我国北斗卫星导航系统建设已进入关键时期。

  目前,系统地面段已完成设备研制和安装调试,各项功能运行正常,用户段也已完成测试终端研制。今年将发射3—4颗组网卫星,为我国及周边大部分地区初步提供连续无源定位、导航和授时服务,以及短报文通信服务。明年将发射5—6颗组网卫星,为亚太地区用户提供无源定位、导航和授时服务,以及覆盖更广的位置报告服务。

  为确保北斗系统实现发展目标,促进北斗应用质量效益,有关部门将积极推动各项政策举措,促进系统建设应用又好又快发展。

  在系统服务方面,北斗系统将按计划建成,为全球用户提供免费、高质量、高可靠服务,并持续提升性能。

  在应用产业化方面,将逐步发布北斗公开服务接口控制文件,加大核心芯片等基础产品技术攻关力度,加快推进北斗行业和区域示范项目,推进以北斗为核心的位置服务产业。

  在关键技术攻关方面,持续推动系统建设与应用技术攻关,形成产、学、研、用体系,进一步加强基础学科研究和学术交流;在国际合作方面,积极参与全球卫星导航系统性能监测研究,推动北斗与其他卫星导航系统兼容与互操作,逐步融入国际民航、海事等标准体系。 

  

全面覆盖

 2011年12月27日上午10时,国务院新闻办公室组织召开北斗卫星导航系统首次新闻发布会。北斗卫星导航系统新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其表示,2020年左右,北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。

  冉承其表示,目前,北斗卫星导航系统已经发射了10颗卫星,建成了基本系统。系统在保留北斗卫星导航试验系统有源定位和短报文通信服务,同时,从今天开始,向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。目前的定位精度为25米。到2012年年底,北斗系统基本建成后将提供正式运行服务,届时覆盖区内定位精度达到10米。 ​

  北斗系统在国防上的应用,能使作战效能提高100-1000倍,作战费效比提高10-50倍,大大提高国防能力和减少国防经济的负担。

  北斗将在智能交通、路况信息管理、道路堵塞治理、车辆监控和车辆自主导航方面有广泛的应用前景。配上接收机的话,可以准确地知道他的位置,并告诉公安系统包括监护者,从而实现实时监控。​

北斗一代编辑本段回目录


一代介绍

 “北斗”卫星导航试验系统(也称“双星定位导航系统”)为我国“九五”列项,其工程代号取名为“北斗一号”,其方案于1983年提出。2003年5月25日零时34分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功地将第三颗“北斗一号”卫星送入太空。前两颗卫星分别于2000年10月31日和12月21日发射升空,运行至今导航定位系统工作稳定,状态良好。这次发射的是导航定位系统的备份星,它与前两颗“北斗一号”工作星组成了完整的卫星导航定位系统,确保全天候、全天时提供卫星导航信息。这标志着我国成为继美国GPS和俄罗斯的GLONASS后,在世界上第三个建立了完善的卫星导航系统的国家,该系统建立对我国国民国防和经济建设将起到积极作用。2007年2月3日,“北斗一号”第四颗卫星发射成功,不仅作为早期三颗卫星的备份,同时还将卫星导航定位系统的相关试验。目前,已组成了完整的卫星导航定位系统,确保全天候、全天时提供卫星导航资讯。

  “北斗一号”是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种全天候、区域性的卫星定位系统。系统由两颗地球静止卫星(80°E和140°E)、一颗在轨备份卫星(110.50°E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。其工作频率为2491.75MHz,系统能容纳的用户数为每小时540000户。具有卫星数量少、投资小、用户设备简单价廉、能实现一定区域的导航定位、通讯等多用途,可满足当前我国陆、海、空运输导航定位的需求。

  “北斗一号”就性能来说,和美国GPS相比差距甚大。第一,覆盖范围也不过是初步具备了我国周边地区的定位能力,与GPS的全球定位相差甚远。第二,定位精度低,定位精度最高20米,而GPS可以到10米以内。第三,由于采用卫星无线电测定体制,用户终端机工作时要发送无线电信号,会被敌方无线电侦测设备发现,不适合军用。第四,无法在高速移动平台上使用,这限制了它在航空和陆地运输上的应用。但最重要的是,“北斗一号”是我国独立自主建立的卫星导航系统,它的研制成功标志着我国打破了美、俄在此领域的垄断地位,解决了中国自主卫星导航系统的有无问题。它是一个成功的、实用的、投资很少的初步起步系统。此外,该系统并不排斥国内民用市场对GPS的广泛使用。以“北斗”导航试验系统为基础,我国开始逐步实施“北斗”卫星导航系统的建设,首先满足中国及其周边地区的导航定位需求,并进行系统的组网和测试,逐步扩展为全球卫星导航定位系统。 

 发展过程编辑本段回目录

 2000年10月31日,中国自行研制的第一颗导航定位卫星“北斗导航试验卫星”在西昌卫星发射中心发射成功。这颗卫星采用的是“长征三号甲”运载火箭。该卫星已圆满结束任务。

  2000年12月21日,20世纪中国航天最后一次发射获得圆满成功。中国航天人以全年5战5捷的优异成绩向20世纪道别。

  2000年12月21日0时20分,我国自行研制的第二颗“北斗导航试验卫星”,在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”火箭发射升空,并准确进入预定轨道。它与同年10月31日发射的第一颗“北斗导航试验卫星”一起,构成了“北斗导航系统”。这标志着将拥有自主研制的第一代卫星导航定位系统。“北斗导航试验卫星”和“长征三号甲”运载火箭,由航天科技集团所属空间技术研究院和运载火箭技术研究院研制。这次发射是我国长征系列运载火箭第六十四次飞行,也是自1996年10月以来,我国航天发射连续第二十二次获得成功。

  2003年5月25日,我国在西昌卫星发射中心用长征3A运载火箭,成功地将第三颗北斗导航定位卫星送入太空。这标志着我国已自主建立了完善的卫星导航系统,对我国国民经济建设将起到积极作用。

  2007年2月3日零时28分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将北斗导航试验卫星送入太空。该北斗导航试验卫星在西昌卫星发射中心发射升空后,因太阳帆板展开时发生故障,造成卫星不能正常运行。

  2007年4月11日,经过航天科研人员60天的鏖战,2月3日发射升空的北斗导航试验卫星故障已被排除,卫星运行姿态良好,星上仪器工作正常,已转入在轨长期管理。 

  

自身特点

 1.)"北斗"具有定位和通信双重作用,具备的短信通讯功能就是GPS所不具备的。 

  2.)"北斗"定位精度20米左右。 

  3.)目前"北斗"终端价格已经趋于GPS终端价格。 

  4).采用接收终端不需铺设地面基站。 

  5.)灾难中心的船只一秒钟就可以发出信息。

  

优势介绍

 1、覆盖范围:北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70°一140°,北纬5°一55°。GPS是覆盖全球的全天候导航系统。能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗)。

  2、卫星数量和轨道特性:北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步颗卫卫星且两颗卫星间的赤道角距约60°。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星,轨道赤道倾角55°,轨道面赤道角距60°。航卫星为准同步轨道,绕地球一周11小时58分。

  3、定位精度:北斗导航系统三维定位精度约几十米,授时精度约100ns。GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m,C/A码目前己由25-100m提高到12m,授时精度日前约20ns。

  4、用户容量:北斗导航系统由于是主动双向测距的询问--应答系统,用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号,还要求用户设备向同步卫星发射应答信号,这样,系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。因此,北斗导航系统的用户设备容量是有限的。GPS是单向测距系统,用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位,因此GPS的用户设备容量是无限的。

  5、生存能力:和所有导航定位卫星系统一样,"北斗一号"基于中心控制系统和卫星的工作,但是"北斗一号"对中心控制系统的依赖性明显要大很多,因为定位解算在那里而不是由用户设备完成的。为了弥补这种系统易损性,GPS正在发展星际横向数据链技术,使万一主控站被毁后GPS卫星可以独立运行。而"北斗一号"系统从原理上排除了这种可能性,一旦中心控制系统受损,系统就不能继续工作了。

  7、实时性:"北斗一号"用户的定位申请要送回中心控制系统,中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户,其间要经过地球静止卫星走一个来回,再加上卫星转发,中心控制系统的处理,时间延迟就更长了,因此对于高速运动体,就加大了定位的误差。​

北斗二代编辑本段回目录


二代介绍

 《2006年中国航天白皮书》宣布将在未来5年启动五大航天工程,其中具有军事用途的第二代“北斗”卫星导航系统将在4年内完成部署。有专家表示,二代“北斗”卫星系统部署完成后,中国将能对小目标发动精准攻击,而美国也有媒体认为中国用北斗计划来压制美国卫星的军事优势。随着我国综合国力的提升和卫星导航定位系统全面渗透普通人的生活,还有科索沃战争和第二次海湾战争美国GPS制导高精度打击武器的诱惑,构建一个类似GPS的全球卫星导航定位系统开始提上日程,从2007年开始正式建设“北斗”卫星导航定位系统(“北斗二号”)。

  “北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星,足足要比GPS多出11颗。按照规划,“北斗”卫星导航定位系统将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,采用“东方红”-3号卫星平台。30颗非静止轨道卫星又细分为27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星组成,27颗MEO卫星平均分布在倾角55度的三个平面上,轨道高度21500公里。“北斗“卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。开放服务在服务区免费提供定位,测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度为0.2米/秒。授权服务则是军事用途的马甲,将向授权用户提供更安全与更高精度的定位,测速,授时服务,外加继承自北斗试验系统的通信服务功能。

  2011年12月2日清晨5时07分,我国“北斗二号”卫星导航系统的第十颗卫星成功发射。此前,第一、第二颗“北斗二号”卫星分别于2007年4月和2009年4月发射。卫星发射时间间隔越来越短,预示着“北斗二号”正在加速组网。 

  

发展过程

 2007年4月14日4时11分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将一颗北斗导航卫星送入太空。约14分钟后,星箭分离。西安卫星测控中心传来的数据表明,卫星准确进入预定轨道。 

  2009年4月15日零时16分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,成功将第2颗北斗导航卫星送入预定轨道。

  2010年1月17日0时12分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,成功将第三颗北斗导航卫星送入预定轨道,这标志着北斗卫星导航系统工程建设又迈出重要一步,卫星组网正按计划稳步推进。

  据中国卫星导航工程中心负责人介绍,我国正在实施北斗卫星导航系统(COMPASS,中文音译名称BeiDou)建设工作,规划相继发射5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。 建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。此前,已成功发射了两颗北斗导航卫星,这一颗卫星为静止轨道卫星。按照建设规划,2012年左右,北斗卫星导航系统将首先提供覆盖亚太地区的导航、授时和短报文通信服务能力。2020年左右,建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。

  2010年6月2日晚23时53分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,将第四颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道。

  2010年8月1日5时30分,我国在西昌卫星发射中心用“”运载火箭,成功发射第五颗北斗导航卫星。这是一颗倾斜地球同步轨道卫星,也是中国今年连续发射的第3颗北斗导航系统组网卫星。此次发射的卫星及其运载火箭分别由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院和中国运载火箭技术研究院研制。本次卫星发射也是中国“长征”系列运载火箭第126次航天飞行。

  北京时间2010年11月1日0时26分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭成功将第六颗北斗导航卫星送入太空,这是我国今年连续发射的第4颗北斗导航系统组网卫星。在这次发射中,中国卫星导航系统管理办公室首次在运载火箭上使用了北斗卫星导航系统标志。蓝色圆形标志包含有北斗七星、司南、网格化地球等元素以及北斗卫星导航系统的中英文名称,表明北斗系统星地一体,为全球提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务的行业特点,展示其开放兼容、走向世界、服务全球的建设宗旨。这是长征系列运载火箭的第133次飞行。 

  北京时间2010年12月18日4时20分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号甲运载火箭,成功将第7颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道。至此,2010年我国共进行了15次成功发射,创历史新高,而这样的发射密度在国际上美俄相当。

  本次发射的第七颗北斗导航卫星是一颗倾斜地球同步轨道卫星,也是我国今年连续发射的第5颗北斗导航系统组网卫星。第七颗北斗导航卫星的成功发射,表明北斗卫星导航系统组网建设正按计划顺利推进,今后几年将持续进行组网发射。我国自主卫星导航系统建设进入新的发展阶段。这颗卫星将与2010年发射的5颗导航卫星共同组成“3+3”基本系统 (即3颗GEO卫星加上3颗IGSO卫星),在轨验证和系统联调后,将具备向我国大部分地区提供初始服务条件。这次发射的卫星和火箭分别由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院和中国运载火箭技术研究院研制。这是长征系列运载火箭的第137次飞行。

  2011年7月27日5时44分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将第九颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道,这是北斗导航系统组网的第四颗倾斜地球同步轨道卫星。这次北斗导航卫星的成功发射,标志着我国北斗区域卫星导航系统建设又迈出了坚实一步。

  2011年12月2日清晨5时07分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,将中国第十颗北斗导航卫星成功送入太空预定转移轨道。这是中国北斗卫星导航系统组网的第五颗倾斜地球同步轨道卫星,此次第十颗北斗导航卫星的成功发射,标志着中国北斗区域卫星导航系统建设又迈出重要一步。次卫星发射是中国“长征”系列运载火箭第153次航天飞行。

  按照“三步走”的发展战略,明年年底前,我国还将陆续发射多颗组网导航卫星,不断提升系统服务性能,扩大覆盖区域,完成北斗区域卫星导航系统建设。2020年左右,将建成由30余颗卫星组成的北斗全球卫星导航系统,提供覆盖全球的高精度、高可靠的定位、导航和授时服务。

  2012年2月25日凌晨0时12分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,将第十一颗北斗导航卫星成功送入太空预定转移轨道。这是一颗地球静止轨道卫星,也是中国2012年发射的首颗北斗导航系统组网卫星。这是中国“长征”系列运载火箭第158次航天飞行。

  2012年4月30日,北京时间凌晨4时50分,中国在西昌卫星用“长征三号乙”运载火箭将中国第十二、第十三颗北斗导航系统组网卫星顺利送入太空预定转移轨道。这是中国北斗卫星导航系统首次采用“一箭双星”方式发射导航卫星,也是中国首次采用“一箭双星”方式发射两颗地球中高轨道卫星。这是中国“长征”系列运载火箭第160次航天飞行。

  2012年9月19日3时10分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭,采用一箭双星方式,成功将第十四颗和第十五颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道。这是我国第二次采用一箭双星方式发射北斗导航卫星,也是今年北斗卫星导航系统组网的第三次发射。此次北斗导航卫星的成功发射,标志着我国北斗卫星导航系统快速组网技术日臻成熟。​

  2012年10月25日23时33分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”火箭,成功将第16颗北斗导航卫星送入预定轨道。这是我国二代北斗导航工程的最后一颗卫星,这是长征系列运载火箭的第170次发射。至此,我国北斗导航工程区域组网顺利完成。​

  

技术突破

 在第三届中国卫星导航学术年会上,国防科技大学卫星导航研发中心又献捷报:该中心突破多项核心关键技术,一举攻克系统“高精度指标”“抗干扰能力”两大关键技术难题。

  该校卫星导航研发中心通过多年攻关,在信号捕获技术、信号跟踪技术、高精度授时技术等方面先后取得多项重大突破,研制成功新一代监测接收机、地面中心站测量系统等重要设备,关键技术指标达到国际领先水平,有力地支撑了我国北斗二代卫星导航系统设计精度的实现。又凭借在电磁对抗领域多年积累的深厚功底,他们很快掌握了电磁干扰特性,创新性地提出了国际领先的技术方案,仅用不到半年时间就研制成功卫星抗干扰设备,实现了我国卫星系统抗干扰技术的重大突破,并开发出适用于卫星、飞机、导弹等各种平台使用的抗干扰产品。

实际应用

军用功能

 “北斗”卫星导航定位系统的军事功能与GPS类似,如:飞机、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航;弹道导弹机动发射车、自行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位,以缩短反应时间;人员搜救、水上排雷定位等。 

  这项功能用在军事上,意味着可主动进行各级部队的定位,也就是说大陆各级部队一旦配备“北斗”卫星导航定位系统,除了可供自身定位导航外,高层指挥部也可随时通过“北斗”系统掌握部队位置,并传递相关命令,对任务的执行有相当大的助益。换言之,大陆可利用“北斗”卫星导航定位系统执行部队指挥与管制及战场管理。 

  

民用功能

 个人位置服务

  当你进入不熟悉的地方时,你可以使用装有北斗卫星导航接收芯片的手机或车载卫星导航装置找到你要走的路线。

  气象应用

  北斗导航卫星气象应用的开展,可以促进我国天气分析和数值天气预报、气候变化监测和预测,也可以提高空间天气预警业务水平,提升我国气象防灾减灾的能力。

  除此之外,北斗导航卫星系统的气象应用对推动北斗导航卫星创新应用和产业拓展也具有重要的影响。

  道路交通管理

  卫星导航将有利于减缓交通阻塞,提升道路交通管理水平。通过在车辆上安装卫星导航接收机和数据发射机,车辆的位置信息就能在几秒钟内自动转发到中心站。这些位置信息可用于道路交通管理。

  铁路智能交通

  卫星导航将促进传统运输方式实现升级与转型。例如,在铁路运输领域,通过安装卫星导航终端设备,可极大缩短列车行驶间隔时间,降低运输成本,有效提高运输效率。未来,北斗卫星导航系统将提供高可靠、高精度的定位、测速、授时服务,促进铁路交通的现代化,实现传统调度向智能交通管理的转型。

  海运和水运

  海运和水运是全世界最广泛的运输方式之一,也是卫星导航最早应用的领域之一。目前在世界各大洋和江河湖泊行驶的各类船舶大多都安装了卫星导航终端设备,使海上和水路运输更为高效和安全。北斗卫星导航系统将在任何天气条件下,为水上航行船舶提供导航定位和安全保障。同时,北斗卫星导航系统特有的短报文通信功能将支持各种新型服务的开发。

  航空运输

  当飞机在机场跑道着陆时,最基本的要求是确保飞机相互间的安全距离。利用卫星导航精确定位与测速的优势,可实时确定飞机的瞬时位置,有效减小飞机之间的安全距离,甚至在大雾天气情况下,可以实现自动盲降,极大提高飞行安全和机场运营效率。通过将北斗卫星导航系统与其他系统的有效结合,将为航空运输提供更多的安全保障。

  应急救援

  卫星导航已广泛用于沙漠、山区、海洋等人烟稀少地区的搜索救援。在发生地震、洪灾等重大灾害时,救援成功的关键在于及时了解灾情并迅速到达救援地点。北斗卫星导航系统除导航定位外,还具备短报文通信功能,通过卫星导航终端设备可及时报告所处位置和受灾情况,有效缩短救援搜寻时间,提高抢险救灾时效,大大减少人民生命财产损失。 

  

覆盖全球

 “第一代卫星导航系统在我国卫星导航系统建设中是一个起步阶段,可以说是用很少的资金投入,打破了国外卫星导航领域的垄断,填补了我国卫星导航领域的空白。但是由于本身原理上的限制,只能是一个区域卫星导航定位系统,无法发展成像GPS那样的全球卫星系统。所以在第一代导航系统建设的同时,中国也同时开始了第二代卫星导航系统的建设论证。”李长江介绍道:“从1997年底开始起步,经过充分、周密的论证,2004年9月,第二代导航系统——北斗卫星导航系统建设被批准实施。”

  “我们的策略是‘解决急需,兼顾长远;先区域,后全球’”。谢军说,因此,第二代系统的建设分为几步走:首先,完成一期工程,建成区域卫星导航系统。在我国重点地区提供基本的导航、定位、授时服务,满足急需。同时为应用开发全球系统建设奠定基础。

  “这一阶段,对于我们搞卫星系统的来说,就是要在2012年把区域系统的卫星全部发射上天,其中包括地球静止轨道(GEO)卫星、倾斜同步轨道(IGSO)卫星、中圆轨道(MEO)卫星。到目前为止,我们已经发射了7颗北斗导航卫星。2011年将发射4颗,2012年发射5颗。按照规划,当2011年4月第三颗倾斜同步轨道(IGSO)卫星发射后,北斗系统就已经可以形成区域导航定位能力。当2012年完成所有区域系统卫星发射后,一是我们的区域导航将更加稳固,可靠性稳健性将更强。卫星更多,自然可提供更快更准的服务。二是在全球轨道上部署了我们的导航卫星,占有全球卫星导航频率资源。”

  对于这一点,谢军解释说:“首先,卫星上天需要轨道位置,就好比停车要有个停车位;其次,系统运行需要频率资源。而这两样,现在都是资源紧张,争夺激烈。比如说,导航卫星的频率资源大部分被美国的GPS占有,俄罗斯的格罗纳斯也占了一部分,中国和欧盟就只能见缝插针,因此北斗系统和伽利略系统计划使用的频率互有重叠。在这种情况下,谁先使用这个频率谁就占据了这个频率资源。”

  其次,在2015年前,完成全球系统建设的在轨飞行技术试验工作,全面解决二期工程的关键技术。之后,2020年前,完成二期工程,建成与国外先进卫星导航系统技术服务相当的全球卫星导航系统。到时,北斗系统的空间段将由30多颗不同轨道类型的卫星组成。据了解,目前二期工程的建设工作已经启动。对于北斗系统具有的特点和优势,李长江分析说,在一期工程完成之后:

  第一,北斗导航系统可以提供导航定位服务,其精度可以达到重点地区水平10米,高程10米,其他大部分地区水平20米,高程20米;测速精度优于0.2米/秒。这和美国GPS的水平是差不多的。

  第二,授时服务。授时精度可达到单向优于50纳秒,双向优于10纳秒。

  第三,短报文通信服务。这一功能能够保证在我国及周边地区具备每次120个汉字的短信息交换能力。“一代系统的用户不少,用得也很好,我们不能建设了二代系统,一代就废了。所以,我们要做到二代兼有一代的功能,也有短报文通信能力。”

  第四,具备一定的保密、抗干扰和抗摧毁能力;系统的导航定位用户容量不再受到限制,并且保证用户设备的体积小、质量轻、功耗低,满足手持、机载、星载、弹载等各种载体需要。

  在二期工程完成之后,北斗导航系统服务范围将由我国及周边地区向全球扩展,导航定位精度将提高,全球区域达到水平5米,高程8米。此外,系统安全性能将进一步提高,短报文通信性能也将得到进一步改善。

  李长江说:“系统建成后,最重要的当然是应用了。在民用领域,我估计2012年完成区域系统的卫星发射后,到2013年,老百姓就可以开始使用北斗系统。目前,在建的北斗卫星导航系统除空间段卫星系统、地面运控系统外,用户应用系统也在大力建设之中。我国已经把北斗系统用户终端机的开发作为推广应用的重要内容,不少国内厂商都在积极研制基于北斗系统的轻便、实用的用户终端设备。”

  孙家栋院士撰文指出,在与国外导航系统竞争的情况下,在较短时间内完成北斗在国家经济安全领域的推广应用和在大众市场的迅速扩展,还面临不少挑战:首先就是必须拥有核心自主知识产权的接收机芯片——自主知识产权的挑战是不言而喻的。

  其次,必须提出有竞争力的应用解决方案和规模推广策略——目前,GPS已占据我国卫星导航应用绝大部分市场,在这种情况下,北斗系统产业化面临巨大挑战。我国拥有全球卫星导航应用的最大市场,紧紧抓住应用的基础市场,充分发挥北斗服务特色,创造性地提出应用解决方案和规模化推广策略,是北斗系统应用推广和产业化的关键。

未来发展

发展进程

 较“北斗一号”,“北斗二号”在诸多方面具有优势,可以有效避免遭受电磁干扰和攻击,实现无源定位,精确度大大提高,“北斗一号”精确度在10米之内,而“北斗二号”可以精确到“厘米”之内。 

  随着北斗2号的发射成功,中国自主研制的北斗卫星导航系统从2009年起进入了组网高峰期,预计在2020年左右形成覆盖全球的卫星导航定位系统。2009年将有多颗卫星发射升空,3年内完成系统组网,并具备基本的运行能力。在此基础上将逐步发展到为全球服务。 

  在建的北斗卫星导航系统空间段将由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,提供即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务,定位精度为10米,军事定位达到厘米级,授时精度为50纳秒,测速精度为0.2米/秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。随着“北斗一号”卫星导航定位系统的推广应用,中国正在着力研究开发的下一代卫星导航定位系统(CNSS)。

  中国将本着开放、独立、兼容、渐进的原则,发展自主的全球卫星导航系统,其“三步走”发展路线图为:第一步,从2000年到2003年,我国建成由3颗卫星组成的北斗卫星导航试验系统,成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。第二步,建设北斗卫星导航系统,于2012年前形成我国及周边地区的覆盖能力。第三步,于2020年左右,北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。 

  北斗卫星导航系统将是一个由30余颗卫星、地面段和各类用户终端构成的大型航天系统,技术复杂、规模庞大,其建设应用将实现我国航天从单星研制向组批生产、从保单星成功向组网成功、从以卫星为核心向以系统为核心、从面向行业用户向大众用户的历史性转型,开启我国航天事业的新征程,并将对维护我国国家安全、推动经济社会科技文化全面发展提供重要保障。 

  

面临挑战

 一、部署进度的比拼。四大全球系统部署的时间进度是个重大考验,捷足先登是成功的第一步。GPS在这方面遥遥领先,GLONASS正在恢复建设中,Galileo遭遇资金困境,北斗系统若要抢占市场,在系统部署方面面临挑战。 

  二、卫星性能的竞争。导航卫星设计和研制水平决定着系统的性能,目前北斗卫星设计已经达到国外导航卫星水平,在未来发展中要不断自主创新,争取在国际导航卫星研制领域处于领先地位。

  三、系统发展的博弈。未来卫星导航系统需要持续的发展建设,以满足用户要求;需要国家持续的经费投入、人才培养、产业推广,以确保我国北斗卫星导航系统在未来发展与国际竞争中占据优势地位。 

  

合作交流

 为使北斗卫星导航系统为全球提供高质量的定位、导航和授时服务,推动世界卫星导航领域技术和应用的发展,我国在频率协调、兼容与互操作、卫星导航标准等方面积极开展了国际交流与合作。

  目前,我国正在开展与GPS、GLONASS和GALILEO等其他卫星导航系统的频率协调,参与国际电信联盟(ITU)工作组、研究组和世界无线电通信大会(WRC)的各项活动。

  北斗卫星导航系统作为全球导航卫星系统国际委员会(ICG)的重要成员,参加了ICG历届大会和供应商论坛,与有关国家、区域机构和国际组织开展了广泛交流,推动了卫星导航系统及其应用的发展。2007年,北斗卫星导航系统成为ICG确定的四大全球导航卫星系统核心供应商之一。2009年第四届ICG大会期间,我国全面介绍了北斗卫星导航系统的建设、应用与发展情况,并表达了主办2012年第七届ICG大会的意愿。

  作为拥有自主卫星导航系统的国家,中国希望通过ICG等国际多边和双边渠道,积极探讨在兼容与互操作、卫星导航标准制定、卫星导航性能增强、时间空间基准、应用开发、科学研究等方面开展国际合作的可能,以推动世界卫星导航事业的蓬勃发展。 

  

战略意义

 北斗当年论证的时候,国家地震局地震研究所的一位研究员出了论证报告就谈这个问题的,北斗系统将成为一个生命线工程,就和人类生存活动相关的一些工程,比如说大地震,地震后我们所有的有线系统都可能失去功能,而北斗系统作为一个卫星监视系统既可以有及时的位置报告,又可通信,比如说海啸,实际上是由地震引起的,北斗去做救援是非常有用的,它可以及时地发送位置和与位置有关的相关信息,我们可把信息发送给有关部门。价格问题,随着用户业务的开展,成本一定会降下来。所以说"北斗"是平民化的。 

  北斗一号"的潜力所在,主要在定位通信综合领域上,对这种综合功能有需求的领域都会得到充分的应用,现在仅有定位需要的客户,对北斗的需要不迫切。但是对于既需要位置又需要把位置传递出去的用户,北斗卫星导航定位系统是非常有用的。

相比GPS

GPS简介

 GPS 英文全称为Global Positioning System,中文翻译为全球定位系统,又称全球卫星定位系统,是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区(98%)提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。系统由美国国防部研制和维护,可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。该系统包括太空中的24颗GPS卫星;地面上的1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。最少只需其中4颗卫星,就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度;所能联接到的卫星数越多,解码出来的位置就越精确。

  

短报文服务

2012年12月27日上午,北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其表示,北斗系统在继续保留北斗卫星导航试验系统有源定位、双向授时和短报文通信服务基础上,向亚太大部分地区正式提供连续无源定位、导航、授时等服务。这是北斗系统建设和应用的一个里程碑。​

  

覆盖范围

 北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统,覆盖范围东经约70°-140°,北纬5°- 55°。GPS是覆盖全球的全天候导航系统,能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗)。 

  

数量轨道

 北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星,卫星的赤道角距约60°。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星,轨道赤道倾角55°,轨道面赤道角距60°。GPS导航卫星轨道为准同步轨道,绕地球一周11小时58分。 

  

定位原理

 北斗导航系统是主动式双向测距二维导航,地面中心控制系统解算,供用户三维定位数据。GPS是被动式伪码单向测距三维导航,由用户设备独立解算自己三维定位数据。“北斗一号”的这种工作原理带来两个方面的问题,一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性,这在军事上相当不利,另一方面由于设备必须包含发射机,因此在体积、重量上、价格和功耗方面处于不利的地位。 

  

定位精度

 北斗导航系统三维定位精度约几十米,授时精度约100ns。GPS三维定位精度P码目前已由16m提高到6m,C/A码目前已由25-100m提高到12m,授时精度目前约20ns。 

  

用户容量

 北斗导航系统由于是主动双向测距的询问--应答系统,用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号,还要求用户设备向同步卫星发射应答信号,这样,系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。因此,北斗导航系统的用户设备容量是有限的。GPS 是单向测距系统,用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位,因此GPS的用户设备容量是无限的。 

  

实时效果

 “北斗一号”用户的定位申请要送回中心控制系统,中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户,其间要经过地球静止卫星走一个来回,再加上卫星转发,中心控制系统的处理,时间延迟就更长了,因此对于高速运动体,就加大了定位的误差。此外,“北斗一号”卫星导航系统也有一些自身的特点,其具备的短信通讯功能就是GPS所不具备的。 

  

终端配套

 2012年12月27日,国家正式宣布北斗卫星导航系统试运行启动,标志着我国自主卫星导航产业发展进入崭新的发展阶段。其中,卫星导航专用ASIC硬件结合国产应用处理器的方案,成为北斗卫星导航芯片一项重大突破。该处理器由我国本土IC设计公司研发,具有完全自主知识产权并已实现规模应用,一举打破了电子终端产品行业普遍采用国外处理器局面。

  卫星导航终端中采用的导航基带及射频芯片,是技术含量及附加值最高的环节,直接影响到整个产业的发展。在导航基带中,一般通过导航专用ASIC硬件电路结合应用处理器的方案来实现。此前的应用处理器多选用国外公司ARM处理器芯片核,需向国外支付IP核使用许可费用的同时,技术还受制于人,无法彻底解决产业安全及保密安全问题。

  而通过设立重大专项应用推广与产业化项目等方式,北斗多模导航基带及射频芯片国产化现已实现,中国人自己的应用处理器也在北斗多模导航芯片中得到规模应用。

  目前的BD/GPS多模基带芯片解决方案中,卫星导航专用ASIC硬件结合国产应用处理器打造出了一颗真正意义的“中国芯”。该应用处理器为国内完全自主开发的CPU/DSP核,包括指令集、编译器等软件工具链以及所有关键技术,均拥有100%的中国自主知识产权。其拥有国际领先水平的多线程处理器架构,可共享很多硬件资源,并在提供相当多核处理器处理能力的同时,节省芯片成本。

  而基于该国产处理器卫星导航芯片方案的模块,是目前全球体积最小的BD/GPS双模模块,具有定位精度高、启动时间快及功耗低等特点。

频道之争编辑本段回目录


 中欧这场卫星定位系统频道之争,源于欧盟于2002年起决定以伽利略定位系统(Galileo Positioning System),来打破美国的全球定位系统(GPS)在民用导航领域的垄断局面,并于来年邀请中国加入伽利略计划,让中国成为第一个非欧盟的参与国。  根据中欧双方合作协议,中方承诺投入2.3亿欧元的巨额资金。但进入2005年,据中通社报道,德国总理默克尔及法国总统萨科奇等亲美政治人物上台,美国同意在技术上支持伽利略的开发,继之欧盟排挤中国,投入巨额资金,中国进不到伽利略计划的决策机构,在技术合作开发上也被欧洲航天局故意设置阻挡。 

  中国遂开始把注意力转移到沉寂数年的北斗卫星导航定位系统上。中国于2006年11月对外宣布,将开发自己的全球卫星导航和定位系统,到2007年底,覆盖全球的北斗二号系统计划浮出水面。但欧盟却直至2008年,伽利略系统的第二颗实验卫星才升空,比最初计划推迟整整五年。 

  此外,北斗卫星导航定位系统技术上比伽利略更先进,定位精度甚至达到0.5公尺级。但由于北斗卫星导航定位系统的频道与伽利略计划重叠,引发欧盟官员抗议。按照国际电信联盟通用的程序,中国已经向该组织通报了准备使用的卫星发射频率,这一频率正好是伽利略系统准备用于公共管理服务的频率。中国航空技术专家指出,按照“先用先赢”的国际法原则,中国和欧盟成了此频率的竞争者。

其他系统编辑本段回目录


 全球定位系统(GPS) 

  格洛纳斯系统(ГЛОНАСС/GLONASS)

  伽利略卫星定位系统(GALILEO) 

  准天顶卫星系统(QZSS)

检测认证

试运行

  2011年12月27日,国务院新闻办公室举行“北斗卫星导航系统试运行情况”新闻发布会,会上北斗卫星导航系统新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其宣布,从2011年12月27日开始,向中国及周边地区提供连续的无源导航、定位和授时服务。

  北斗系统的建设经费投入由我国政府重大专项支持,到目前为止,建设总经费约几百亿元,与其他卫星导航相比还要略低一点。​

  

启动建设

 2012年8月3日,解放军总参谋部与国家认证认可监督管理委员会在北京举行战略合作协议签约仪式。我国将用3年时间建立起一个“法规配套、标准统一、布局合理、军民结合”的“北斗”导航检测认证体系,以期全面提升“北斗”导航定位产品的核心竞争力,确保“北斗”导航系统运行安全。​

  “北斗”导航定位系统已经有11颗卫星在轨运行,拥有12万军民用户。到2020年前,“北斗”导航定位系统卫星数量将达到30颗以上,导航定位范围也将由区域拓展到全球,其设计性能将与美国第三代GPS导航定位系统相当。​

  随着“北斗”导航定位系统的建设发展,“北斗”导航应用即将迎来“规模化、社会化、产业化、国际化”的重大历史机遇,也提出了新的要求。按照军地双方签署的协议,我国将在2015年前完成“北斗”导航产品标准、民用服务资质等法规体系建设,形成权威、统一的标准体系。同时在北京建设1个国家级检测中心,在全国按区域建设7个区域级授权检测中心,加快推动“北斗”导航检测认证进入国家认证认可体系,相关检测标准进入国家标准系列。​

  建立起“北斗”导航检测认证体系,既是“北斗”系统坚持军民融合式发展的具体举措,也对创建“北斗”品牌,加速推进“北斗”产品的产业化、标准化起到重要作用。 

  2012年9月11日,中国北斗卫星导航产业的重要基础支撑:北斗(上海)位置综合服务平台和上海北斗导航及位置服务产品检测中心(筹)正式启动建设。目标是建成一个以北斗卫星导航定位系统为核心,兼容GPS,融合移动通信网络、互联网,为用户提供导航定位、精确授时、数字报文通信服务和基于位置的增值信息服务。到2020年,中国北斗系统将有能力参与全球竞争。​

  根据规划,2013年北斗导航卫星没有发射任务,2014年开始后续组网的卫星发射。为此,卫星的研制生产和准备工作已经开始启动。​

  

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