北斗卫星导航定位系统应用现状分析概要
北斗卫星导航定位系统应用现状分析
唐金元, 于潞, 王思臣
(海军航空工程学院青岛分院, 山东青岛266041
摘要:北斗卫星导航定位系统是国家信息基础设施之一, 是实现社会信息化的重要工
具。北斗系统的应用涉及到国家各个领域。分析了北斗卫星导航定位系统的应用特点和应用现状, 指出了制约该系统应用发展的主要因素, 并对如何推进该系统在民用领域的产业化发展提出了一些具体建议。
关键词:北斗卫星; 导航定位; 应用; 现状; 发展; 建议中图分类号:P228文献标志码:A2(205
1前言
我国自行研制的“(简称“年、全面对民
用用户开放至今, 工作状态良
好, 已在测绘、电信、水利、交通运输、勘探和国家安全等诸多领域开始逐步发挥重要作用。北斗系统作为一种新的卫星导航定位系统, 有明显的技术优势, 但也有一定的应用缺陷和不足。该系统在推广应用过程中受到了许多因素的制约, 在很多领域中的用途还未被认知。目前, 北斗系统的应用水平与国外卫星导航定位系统(如GPS 系统相比, 还明显处于劣势; 在民用方面, 还远远未达到产业化、市场化的水平。这与该系统作为世界上第三个投入实际应用服务的卫星导航定位系统的地位不相称。须采取有力措施, 推进北斗系统应用, 使北斗系统更好地为我国的国防和国民经济建设服务, 改变国外的卫星导航定位系统独占我国卫星定位导航应用市场的局面。
本文分析了北斗卫星导航定位系统的应用特点和应用现状, 指出了制约该系统应用发展的主要因素, 并对如何推进该系统在民用领域的产业化发展提出了一些具体建议。
2北斗系统应用特点
北斗卫星导航定位系统由空间卫星、地面主控站(控制中心与标校站和用户终端设备三大部分
、双向简短报文通信和
精密授时三大基本功能。该系统基于“二球交会”原理进行定位, 即以2颗卫星的已知位置坐标为圆心, 各以测定的本星至用户机的距离为半径, 形成2个球面, 用户机必然位于这2个球面交线的圆弧
上。地面控制中心存储的电子高程地图库提供1个以地心为球心, 以球心至用户机的距离为半径的球面。求解圆弧线与该球面的交点, 并根据用户在赤道平面北侧的实际情况, 即可获得用户的二维位置坐标[1]。北斗卫星导航定位系统主要应用特点如下[2-4]:
1 系统覆盖我国全部国土及周边区域
北斗系统是覆盖我国本土及其周边地区的区域性卫星导航定位系统, 覆盖范围为东经70°～145°, 北纬5°～55°, 可以无缝覆盖我国全部国土和
周边海域, 在中国全境范围内具有良好的导航定位可用性。
2 系统定位、授时精度能满足导航定位需要
北斗系统的二维水平定位精度(1
σ 为20m (不设标校站区域100m , 双向授时精度20ns (单向授时精度100ns , 与GPS 系统的民用精度基本相当, 能满足用户导航定位和授时要求。北斗系统的注册
用户分为3个服务等级, 对应的定位响应时延分别为:一类用户5s , 二类用户2s , 三类用户1s 。北斗系统具有单向和双向2种授时功能, 根据不同的精度要求, 定时传送最新授时信息给用户端, 供用户完成与北斗卫星导航定位系统之间时间差的修
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3收稿日期:2007212213
正。
3 系统双向报文通信功能应用优势明显北斗系统具有用户与用户、用户与地面控制中心之间的双向报文通信能力。系统一般用户1次可传输36个汉字, 经核准的用户利用连续传送方式1次最多可传送120个汉字。这种简短双向报文通信服务, 可有效地满足通信信息量较小、但即时性要求却很高的各类型用户应用系统的要求。这很适合集团用户大范围监控管理和通信不发达地区数据采集传输使用。对于既需要定位信息又需要把定位信息传递出去的用户, 北斗卫星导航定位系统将是非常有用的。需特别指出的是, 北斗系统具备的这种双向简短通信功能, 目前已广泛应用的国外卫星导航定位系统(如GPS 、G LONASS 系统并不具备。
4 时性较差, 用户容量受限
统, 。北斗了无线电隐蔽性, 这在军事上是不利的。另外, 北斗系统对地面控制中心的依赖性大, 一旦其地面中心控制系统受损, 系统就不能继续工作了; 用户设备必须包含发射机, 因此其在体积、重量、功耗和价格方面远比GPS 接收机来得大、重、耗电与贵。
北斗系统从用户发出定位申请, 到收到定位结果, 整个定位响应时间最快为1s , 即用户终端机最快可在1s 后完成定位。这1s 的定位时延对飞机、导弹等高速运动的用户来说时间嫌长。北斗系统适合为车辆、船舶等慢速运动的用户提供服务。北斗系统导航定位实时性较差, 对于高动态载体(如飞机、导弹等 , 该缺陷是显而易见的。
北斗系统是主动双向测距的询问—应答系统, 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, 北斗系统的用户设备工作容量是有限的。北斗系统可为以下用户机每小时提供54万次的服务:一类用户机(适合于单人携带使用 10000～20000个, 5～10min 服务一次; 二类用户机(适合于车辆、舰船使用 5500个,10～60s 服务一次。
“北斗”系统的上述应用特点, 决定了该系统适合在中国全境范围内, 在测绘、电信、水利、交通运输、勘探等使用要求相对较低的民用领域进行导航定位、报文通信和授时服务等应用。目前该系统在
军事领域的应用, 受到了一定的制约。
3北斗系统应用现状与主要制约因素
3. 1北斗系统应用现状
北斗卫星导航定位系统运营以来, 在军民用领
域上发挥了重要作用, 迄今为止, 已为用户提供定位服务超过亿次, 通信服务超过千万条, 在森林防火、水利防汛、交通运输等民用、军用领域产生了显著的社会效益。所研制的黑龙江大兴安岭森林防火信息系统、澜沧江上湄公河船舶调度管理系统和郑州铁路局铁路机车到站报点系统等北斗系统应用示范工程, [5-6]。
、具有鲜, 总的来说, 目前。主要表现在:
系统应用不充分, 与世界上第三个投入实际应用的卫星导航定位系统的地位不相称
北斗系统工作容量可达百万户, 而目前注册在线的终端用户却不足千分之一, 卫星资源闲置严重。该系统的“快速定位、双向报文通信和精密授时”功能, 特别是双向报文通信功能未得到充分应用, 该导航定位系统在许多民用领域中的用途还未被认知。中国工程院戚发韧院士经过对北斗系统进行详实的调研后提出:中国研制成功的第一个拥有自主知识产权的北斗卫星导航系统, 目前在民用领域资源利用并不充分, 几近闲置。他在调研报告中明确写到:北斗系统本应拥有上百万用户的能力, 目前却只有几千个用户, 国家投入几十亿元, 但利用很不充分, 造成了资源的严重浪费[7]。北斗卫星导航定位系统目前在民用领域应用不充分、未形成产业化的现状, 与该系统作为世界上第三个投入实际应用的卫星导航定位系统的地位很不相称。
2 用户终端设备价格偏高, 在市场上无法与GPS 系统形成竞争
北斗系统目前的有源定位技术体制决定了其用户终端设备需能收能发, 在技术应用上有通信功能, 应用优势明显, 这是无可怀疑的。但这种体制也使用户终端制造成本增加, 加上终端设备用户少, 所以目前市场价格偏高, 多数用户难以接受。用户终端设备价格昂贵的北斗系统在市场上是无法与GPS 系统进行竞争的。
3 用户终端设备研制开发滞后, 跟不上应用需求
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北斗系统用户终端设备研制开发严重滞后于系统建设。究其原因, 一是用户终端设备研制起步较晚, 没有做到与系统建设同步研发; 二是用户终端研制难度大, 没有集中力量对其重点进行攻关, 各研制单位各自为战, 技术上不交流, 形不成合力; 三是国内器件、部件生产基础差, 而进口芯片价格昂贵。在2002年北斗系统开始试
运行时, 系统民用终端设备尚不成熟。至今国内仍有十几家单位在投入资金研制北斗用户终端, 但提高性能价格比的成效并不大, 有的单位甚至不得不退出研发。目前能生产北斗系统民用终端的厂商有五、六家, 产品价格较高, 各有优缺点。北斗系统民用终端设备生产厂商各自为战的研制生产方式, 在当前用户量不大、生产批量上不去的情况下, 成本下不来; 而成本下不来, 市场用户就上不去, 形成一个恶性循环系统推广应用的问题之一。
4 , 影响了市场准入机制, 市场完全是无序的自由竞争, 一些企业单位对北斗系统市场认识和估计过于乐观, 为早日抢到市场, 自发投入不少资金开发北斗民用终端。到目前为止, 真正获得成功、设备产品质量较好的厂家只有几个。有一些企业单位在产品技术质量还不成熟的情况下, 就急于推销自己的产品收回投资, 采用低价竞争方式抢占市场, 结果是实际运行故障频发用户服务又跟不上, 动摇了用户选用或继续使用北斗系统的信心, 增加了对北斗系统应用的怀疑情绪, 影响了北斗系统健康发展和推广应用。3. 2北斗系统应用主要制约因素
目前, 影响、制约北斗系统在民用领域获得广泛应用的因素主要是:
1 系统用户终端设备价格昂贵前面已分析到, 造成北斗系统用户终端设备价格昂贵的主要原因, 一是目前系统本身所采用的有源定位技术体制, 二是终端设备生产量少、关键元器件依赖进口使生产成本居高不下。
关于北斗系统的技术体制改进和完善问题, 已在中国第二代卫星导航系统的研制计划中基本得到了考虑。在后续分析的推动北斗系统民用产业化发展的对策与建议中, 提出国家应投入资金, 组织有关部门联合攻关, 解决北斗系统用户终端设备关键元器件国产化问题。
2 系统应用缺乏国家政策的有力支持
北斗系统是国家花费巨资建设起来的的军、民两用区域性卫星导航定位系统。作为一个新兴产业, 北斗系统要发展壮大, 与国家政策的支持是分不开的。但是, 我国至今缺少一个对国家安全有着重要意义的有关卫星导航定位产业的国家级政策,
当然更缺少相应的管理办法和运营措施。这影响了企业和科研部门对北斗导航系统应用的投入, 直接导致了用户终端产品品种少、水平低、价格贵。卫星导航应用产业已成为全球信息化产业中发展最快的产业之一, 者, 。
北斗卫星已经升空5年, 可它作为一种新技术新业务, 很少有人大力去普及推广, 广大用户特别是信息化人员, 对其知之甚少, 在各种媒体和市场上, 也难以找到相关的宣传资料。很多企业和用户, 甚至不知道谁是民用卫星导航产业的主管部门。北斗系统在应用系统的开发试验上, 需要大量的资金投入, 开发运营企业难以在资金上长久维持, 用户就更做不到花费巨资, 为自己建设应用小平台。没有国家资金的介入, 公司的资金杯水车薪。
4推动北斗系统民用产业化发展的
几点对策与建议
目前北斗卫星导航定位系统在民用领域应用不充分、未形成产业化的状况, 引起了卫星研制、管理、应用诸多部门的忧心和关注。中国宇航学会卫星应用工作委员会(筹于2003年、2004年、2005年和2006年连续4年召开了“北斗导航系统
应用论坛”, 对此进行了专题探讨。
本文综合北斗系统不同专家学者的观点, 结合自己的分析与思考, 提出如下几点推动北斗系统民用产业化发展的对策与建议[7-8]:
1 制定中国北斗系统定位导航和授时政策国家政策引导是产业发展的关键。美国政府为促进GPS 的应用, 曾两次以总统令的形式, 颁布了国家关于GPS 应用的政策, 在保证其军方使用的前提下, 大力鼓励民用、商用和科学应用。制定中国北斗系统的定位导航和授时政策, 应包括建设
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管理和应用政策, 引导我国北斗系统产业化发展的方向, 规范和繁荣北斗应用市场。
北斗系统定位导航和授时政策应包括如下主要内容:
a. 阐明北斗系统在国民经济和国防建设中的地位;
b. 明确北斗系统的建设管理和应用方针及主管部门;
c. 规划我国北斗系统的发展和推广应用目标以及和国外的卫星导航定位系统的关系;
d. 明确一些鼓励和支持北斗系统研制开发应用的经济和技术措施;
e. 明确北斗系统的对外关系处理原则等。2 制定中国卫星定位导航产业化的政策的同时, 业化的政策, 化工业。要内容:
a. 地位;
b. 总结分析当前卫星定位导航应用市场和产业化各相关环节中存在的问题;
c. 明确国外先进卫星定位导航系统和我国北斗系统相互之间的关系;
d. 明确卫星导航定位和授时的发展目标和方向;
e. 制定推进卫星导航定位和授时产业化的技术政策;
f. 建立卫星导航定位服务的市场准入机制, 规
定准入门槛, 制定服务标准等。
3 加强和完善卫星导航定位应用协会
为了推进我国卫星导航定位应用事业的健康发展, 有必要建立一个跨部门、跨行业、有广泛基础的卫星导航定位应用协会致力于进行卫星导航定位应用知识的科
学普及, 推动各行业卫星导航应用交流, 组织编制和评审有关卫星导航应用的标准, 研讨、探索、开拓卫星导航应用市场和国际合作, 推动实现卫星导航定位为国民经济建设、国防建设和社会发展服务。同时, 在市场竞争中, 他们将为导航卫星应用管理部门、运营服务商、设备制造商、应用集成商等有关部门、单位和人员, 提供完善、准确的信息渠道和交流平台。
4 实施北斗系统应用典型示范工程
根据北斗导航系统既能提供导航定位, 又有短信通信服务的特点, 首先推广北斗导航系统在通信薄弱又急需的行业中进行应用。选择若干有北斗导航系统应用需求、又有信息化基础的行业, 如交通、森林防火、边防、铁路、气象等作为示范, 由他们向行业主管部门和国家发改委提出申请, 由国家发改委批准立项, 出资支持北斗导航系统应用示范工程建设。投入一定的资金, 启动和实施典型示范工程, 既可为推动北斗导航系统的广泛应用产生良好的经济和社会效益, 又可为北斗二代系统应用奠定良好的基础。
5 列入国家发展计划, 投入资金, 组织有基础的部门联合攻关, 以解决系统用户机主要元部件依赖进口、用户设备价格居高不下的局面, 使系统用户机的关键元器件与北斗系统一样拥有自主知识产权。只有这样, 才能研制出性能好、价格廉的终端用户机, 也只有这样才能使北斗系统在与国外卫星导航定位系统应用的竞争中取胜。
5结束语
卫星导航定位系统是国家信息基础设施之一, 是实现社会信息化的重要工具, 也是国家科技水平和经济实力的象征。北斗卫星导航定位系统的建成并投入使用, 打破了美国等发达国家垄断卫星导航定位技术的局面, 提高了我国经济社会的信息化水平。北斗系统的应用涉及到国家各个领域。我们期望政府高度重视北斗系统的生存发展, 采取有力措施推进系统应用, 社会各界携起手来共同努力, 打破目前北斗系统在应用上的困局, 建设具有中国特色的北斗卫星导航定位产业化工业, 使北斗系统更好地为我国的国民经济建设服务。参考文献:
[1]唐金元, 尚新强, 刘水. 卫星导航系统机载接收设备
[M ].青岛:海军航空工程学院青岛分院,2005:72-86.
[2]唐金元, 王翠珍, 尚新强. “北斗一号”系统与GPS 系
统的应用比较[J].船用导航雷达,2007, (1 :1-7.
[3]杨军, 曹冲. 我国北斗卫星导航系统应用需求及
9
22008. 2/全球定位系统
效益分析[J].武汉大学学报(工学版 ,2004, 29(9 :
775-778.
[4]边少锋, 李文魁. 卫星导航系统概论[M ].北京:电子
工业出版社,2005:169-175.
[5]周露, 刘宝忠. 北斗卫星定位系统的技术特征分析
与应用[J].全球定位系统,2004,29(4 :12-16. [6]杨振荣. 北斗导航应用进入关键阶段[J].中国航天,
2006, (3 :4-5.
[7]陈建成. 北斗卫星定位导航系统的发展应用关键在政
府政策[J].卫星应用,2007,15(2 :18-25.
[8]窦长江. 北斗导航卫星应用产业化研究[J].全球定位
系统,2006,31(5 :46-48.
Applying Current Situation Analysis of Beidou Satellites
N avigation Positioning System
TANG Jin 2yuan ,YU Lu , WANG Si 2chen
(Qing dao B ranch of N aval A eronautical Engineering I nstitute , Qing dao 266041, China
Abstract :Beidou satellites navigation po sitioning system is one of our count basic information establishment s. It also is an important facility of realizing information The usage of Beidou system concerns our country ’s many fields. Applying of Beidou sat
2ellites navigation po sitioning system are analyzed in t , of rest ricting system ’s de
2veloping are pointed out , and advices of developing in civil fields are also p ut forward.
K ey w ords :Beidou po sitioning ; application ; current sit uation ; developing ; ad 2vice
作者简介:(1965- , 男, 海军航空工程学院青岛分院教授。现从事航空通信与导航领域的教学和科研工作。(上接第15页
An Adaptive Blind Beam 2forming Algorithm in GPS R eceiver
ZHANG H u a , GU O H ai 2xia
(X i ’an Research I nstitute of N avi gation Technology ; X i ’an S hanx i 710068
Abstract :An adaptive blind beam -forming algorit hm in GPS receiver is st udied in t his paper. The algorit hm is based on a new despreader and t he one 2stage constant modulus array. The beam 2former aims at t he GPS signal of interest and reject s jammers wit hout explicit direction of arrival (DOA infor 2mation of any of t hese signals.
A comp uter simulation illust rates t he anti 2jam performance.
K ey w ords :GPS ; beam 2forming ; anti 2jam
作者简介:张骅(1978- , 男,2006年12月博士毕业于西北工业大学电子信息学院, 现在西安导
航技术研究所博士后工作站从事智能抗干扰天线方面的研究。
郭海侠(1977- , 女, 工程师, 现在西安导航技术研究所天线室从事卫星导航抗干扰天线
方面的研究。
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北斗卫星导航定位系统简介
北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是除美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后，第三个成熟的卫星导航系统。卫星导航系统是重要的空间基础设施，它综合了传统天文导航定位和地面无线电导航定位的优点，相当于一个设置在太空的无线电导航台，可带来巨大的社会经济效益。在测绘、电信、水利、公路交通、铁路运输、渔业生产、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域会逐步发挥重要作用。 世界上第一个全球卫星导航系统是美国从1973年开始实施的GPS系统，军民两用。但长期以来，美国对本国军方提供的是精确定位信号，对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号――也就是说，地球上任何一个目标的准确位置，只有美国人掌握，其他国家只知道个“大概”。为打破美国的垄断，俄罗斯耗资30多亿美元建起了自己的全球卫星导航系统GLONASS。2002年，欧盟启动了伽利略（Galileo）全球卫星导航定位系统计划，将在2008年投入运营，预计投资36亿欧元。2003年，我国与欧盟签署了有关伽利略计划的合作协定，目前双方合作项目已有14个。我国自上世纪80年代引进首台GPS接收机以来，已成为GPS应用大国。作为一个拥有广阔领土和海域的国家，中国有能力也有必要拥有自己的全球定位系统。 北斗卫星导航定位系统的系统构成有：由两颗地球静止卫星(800E和1400E)、一颗在轨备份卫星(110.50E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，定位精度可达20纳秒的同步精度，水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。其精度与GPS相当。工作频率为2491.75MHz，系统容纳的最大用户数达每小时540000户，短报文通信一次可传送多达120个汉字的信息（GPS不具备此项功能），精密授时的精度达20纳秒。 2007年2月3日，第四颗试验“北斗星”在西昌成功发射。 这一系统目前共有四颗导航定位卫星，其发射时间分别为： 2000年10月31日； 2000年12月21日； 2003年5月25日，第三颗是备用卫星。 2007年2月3日，北斗导航试验卫星升空。 中国向着努力开发一个堪与美国GPS系统和欧洲伽利略系统(Galileo)媲美的定位系统又迈进了一步。“北斗”导航卫星通过“长征三号甲”运载火箭成功发射，凸显中国政府发展航天工业的决心。此前数周，中国用一种由导弹发射的“动能拦截器”击毁了一颗老化气象卫星，美国对此表示担忧。 北斗卫星导航定位系统——英文名为“Compass”——的计划一直处于保密状态，官方一再拒绝透露意图。不过，最近的卫星发射，似乎是要加强一个相对不很精确的系统，该系统以2000年至2003年发射的三颗北斗卫星为基础。今年初将发射两颗地球静止卫星，使北斗卫星导航系统到2008年能够覆盖中国全境和邻近国家部分区域。北斗卫星导航系统最终将通过由30颗非静止轨道卫星组成的卫星“星座”，扩展到覆盖全球。它将类似于美国的GPS系统（全球定位系统）和欧洲的伽利略卫星网络。 更为精确的定位，对于中国军队来说将是一项重大财富。扩展后的北斗卫星导航系统，将使用与伽利略系统相同的无线电频率，可能也会与GPS系统相同，在战时使敌方更难以干扰网络。 北斗卫星导航系统的开发，可能会对伽利略系统的商业成功构成挑战。虽然中国是伽利略项目的合作方之一，中国政府和企业在相关设施及商业应用研究方面投入了2亿欧元（合2.6亿美元），但中国正成为该 项目的一个潜在竞争者。
最新北斗卫星导航系统详解
北斗卫星导航系统详 解
北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号两代系统，是中国研发的卫星导航系统。北斗一号是一个已投入使用的区域性卫星导航系统，北斗二号则是一个正在建设中的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统、欧盟伽利略定位系统被联合国确认为全球4个卫星导航系统核心供应商。 北斗一号 北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。美国的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。。北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥“双保险”作用。北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。 系统工作原理 “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。 北斗系统三大功能 快速定位：北斗系统可为服务区域内用户提供全天候、高精度、快速实时定位服务，定位精度20—100m；
北斗卫星导航系统定位原理及应用
xxxx导航系统定位原理及其应用 北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。美国的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。。 北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。四颗导航定位卫星的发射时间分别为： 2000年10月31日； 2000年12月21日； 2003年5月25日， 2007年4月14日，第三、四颗是备用卫星。2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥?双保险?作用。北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。北斗二代卫星定位系统的英文为Compass（即指南针），在ITU登记的无线电频段为L波段。北斗一号系统的基本功能包括： 定位、通信（短消息）和授时。北斗二代系统的功能与GPS相同，即定位与授时。 其工作原理如下： ?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
北斗卫星导航系统常识简介
北斗卫星导航系统常识 简介 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
北斗卫星导航系统常识简介一、北斗卫星导航系统现状 中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，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10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星（又称24小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象等方面）和30颗非静止轨道卫星组成，2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。中国正在实施北斗卫星导航系统建设，截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。 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。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°。北斗
北斗二号卫星导航系统介绍与应用.
北斗二号卫星导航系统介绍及应用 南京工业大学工业工程 北斗二号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 10m ,授时精度优于 100ns 。 2012年 12月 27日,北斗二号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。 北斗二号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 GLONASS 、欧盟 GALILEO 等其他卫星导航系统兼容的终端组成。 北斗二号卫星导航系统是在北斗一号的基础上建设的卫星导航系统, 但其并不是北斗一号的简单延伸, 完整构成的北斗二号卫星导航系统是一个类似于 GPS 和GLONASS 的全球导航系统。 一.研发背景 1. 重要的战略意义 战略意义一:建设北斗卫星导航系统, 是提高我国国际地位的重要载体战略意义二:是促进和推动经济社会发展的强大动力。战略意义三:是推动我国信息化建设的重要保证。战略意义四:是应对重大自然灾害的生命保障。战略意义五:是增强武器效能,维护国家安全的根本命脉 v 战略意义七:是我国履行航天国家国际责任的需要。战略意义八:对提升中国航天的能力, 推动航天强国建设意义重大。 2. 北斗一号卫星导航系统及其不足
《“北斗卫星导航系统”》阅读练习及答案
阅读下面的文字，完成各题。 材料一： 材料二： 2005年，当时正在建设的北斗二号系统的“原子钟”突遇问题。 原子钟就如同一块“手表”，为卫星导航用户提供精确的时间信息服务。事实上，高精度的时间基准技术是卫星导航系统最核心的技术， 直接决定着系统导航定位精度，对整个工程成败起着决定性作用，其重要性如同人的心脏。 当时还想引进，但人家就不给你。因为这是个高精度的东西，他 们要对我们进行技术控制。没有原子钟，这个系统基本上就是空中楼阁。 国外的技术封锁，坚定了科研人员自力更生的信念。大家有了一 个共识，核心关键技术必须要自已突破，不能受制于人。当时北斗人 有一句话，“六七十年代有原子弹，我们北斗人一定要有我们自己的原子钟”。 他们成立了三支队伍同时开展研发，并在基础理论、材料、工程 等领域同步推进。就这样，仅仅用了两年的时间，科研团队就攻克了
原子钟这个最大技术屏障。不仅如此，现在用在北斗三号上的原子钟，已提升到每300万年才会出现1秒误差的精度，完全满足了我国的定位精度要求。 （摘编自“央视网”）材料三： 2018年7月29日9时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火费，以“一箭双星”的方式成功发射第33、34颗北斗导航卫星。 这是北斗三号全球组网卫星的第四次发射。两颗卫星均属于中圆 地球轨道卫星，是我国北斗三号系统第9、10颗组网卫星。 根据计划，2018年年底前将建成由18颗北斗三号卫星组成的基本系统，为“一带一路”沿线国家提供服务。从这次发射开始，北斗 卫星组网发射进入前所未有的高密度期。 （摘编自“新华网”）材料四： 据俄罗斯《劳动报》网站2018年8月26日报道，中国已与美国的全球定位系统（GPS）和俄罗斯的“格洛纳斯”全球卫星导航系统 展开激烈竞争。今年北斗系统将开始向“一带一路”沿线国家和地区 提供基本导航服务。两年之后，北斗将向全球提供导航服务。 报道认为，中国对太空领先地位的积极争夺令美国等太空强国感 到不安。尽管中国每年对太空项目的60亿美元投入与美国的400亿美元相差甚远，但中国发射的卫星数量却与美国不相上下。此外，中
北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统- 简介 北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国独立发 展、自主运行，并与世界其他卫星导航系统兼容互用的全球卫星导航系统。 北斗卫星导航系统既能提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，还具备短报文通信、差分服务和完好性服务特色，是中国国家安全、经济和社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施。 北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号两代导航系统。其中北斗一号用于中国及其周边 地区的区域导航系统，北斗二号是类似美国GPS的全球卫星导航系统。[1] 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、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的中国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。[2] 三步走 按照“质量、安全、应用、效益”的总要求，坚持“自主、开放、兼容、渐进”的发展原则，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。[3][4] 北斗卫星导航系统- 系统组成
北斗导航卫星应用战略图 北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号的2代系统，由空间段，地面段，用户段三部分 组成。 空间段 空间段包括五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星。地球静止轨道卫星分别位于东经5 8.75度、80度、110.5度、140度和160度。非静止轨道卫星由27颗中圆轨道卫星和3颗同步 轨道卫星组成。 地面站 地面段包括主控站、卫星导航注入站和监测站等若干个地面站。 主控站主要任务是收集各个监测站段观测数据，进行数据处理，生成卫星导航电文和差分完好性信息，完成任务规划与调度，实现系统运行管理与控制等。 注入站主要任务是在主控站的统一调度下，完成卫星导航电文、差分完好性信息注入和有效载荷段控制管理。 监测站接收导航卫星信号，发送给主控站，实现对卫星段跟踪、监测，为卫星轨道确定和时间同步提供观测资料。 用户段 用户段包括北斗系统用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。系统采用卫星无线电测
北斗卫星导航系统常识简介
北斗卫星导航系统常识简介 一、北斗卫星导航系统现状 中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，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10米，测速精度米/秒，授时精度10纳秒。 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星（又称24小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象等方面）和30颗非静止轨道卫星组成，2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。中国正在实施北斗卫星导航系统建设，截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。 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。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°。北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖。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。 北斗产业应用前景广阔，预计到2020年，仅北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币，年复合增长率达到40%以上。”中国科学院院士、中国工程院院士、著名测量与遥感学家李德仁介绍说 二、卫星定位原理 北斗卫星导航系统35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫
北斗卫星导航系统常识简介
北斗卫星导航系统常识简介一、北斗卫星导航系统现状 中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，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10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星（又称24小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性 空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对 保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象 等方面）和30颗非静止轨道卫星组成，2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。中国正在实施北斗卫星导航系统建设，截止2016年10月已成功发射16颗北斗导航卫星。
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。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°。北斗卫星系统已经对实现全覆盖。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，产生显着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。 北斗产业应用前景广阔，预计到2020年，仅北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币，年复合增长率达到40%以上。”中国科学院院士、中国工程院院士、着名测量与遥感学家李德仁介 绍说 二、卫星定位原理 北斗卫星导航系统35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而
北斗卫星导航系统概述
北斗卫星导航系统概述 00钟恩彬 引言 自从 1960 年美国发射第一颗导航卫星并于1964年组成美国海军导航卫星系 统(NNSS)以来，导航卫星经过了从多普勒定位技术到伪码扩频测距定位，从间断、部分覆盖导航到全天候、全天时、全覆盖导航，从单纯广播式导航到通信导航融合 技术的发展，其中运行了近二十年的美国 GPS 系统是卫星导航技术发展 的结晶。随着卫星导航系统应用价值的不断扩展， GPS 也暴露了一些不足，比如，GPS 能够解决单一用户的精确定位导航问题，但由于它是广播式的导航，用户不能与导航卫星建立通信，定位信息不能传输给用户中心，这一缺点使得它若在战场上运用时虽然能给导弹导航，但不能向指挥中心回传打击效果。我国充分吸收 GPS 的经验，于上世纪 80 年代开始研究设计自己的卫星导航系统—北斗卫星导 航系统。截至目前，我国已经发射了 16 颗组网卫星，基本实现了亚太区域覆盖，我们很快就将用上国产的北斗终端设备了。在此背景下，本文将主要从北斗卫星导航系统的基本原理、与其它系统的比较两个方面简要介绍北斗卫星导航系统。 一、北斗卫星导航系统的基本原理 卫星定位说白了就是测出几颗卫星到定位点的距离，然后在建立的三维空间坐标系中以这些距离为半径画几个球，球的交点即为定位点的坐标，至于导航就是选定一个参考点，测算出它的坐标，引导用户到该参考坐标点就是导航。 关键的问题是如何测量出实时的距离，这就需要利用电磁波在卫星与用户之间的来回传播来测算。不过实际的系统远不止这么简单，例如必须保证发射和接受同步，这就好比要使卫星和用户接收机同时开始播放同一首歌，这时站在接收机旁的人会停到两个版本的歌声，滞后的就是来自卫星的歌声，这个时延乘上光速 c 即为卫星到定位点的距离，当然，这个时延的测量也必须用精准的时钟。为了保证这些，电磁波上必须加载复杂的导航电文。导航电文不是由卫星单独产生的，而要有地面主控站来控制完成，所以为了不受制于人，我国决定开发自己的卫星导航系统。 北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端组成，空间端包括 35 颗组网卫星，其中 5 颗为静止轨道 (GEO)卫星，地面端主要有主控站、注入站
北斗卫星导航系统主要应用领域
北斗卫星导航系统主要应用领域 1、交通运输重点运输监控管理、公路基础设施、港口高精度实时定位调度监控； 2、海洋渔业船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理； 3、水文监测多山地域水文测报信息的实时传输； 4、气象监测气象测报型北斗终端设备，大气监测预警系统应用解决方案； 5、森林防火定位、短报文通信； 6、通信时统开展北斗双向授时，研制出一体化卫星授时系统； 7、电力调度基于北斗的电力时间同步； 8、救灾减灾提供实时救灾指挥调度、应急通信、信息快速上报、共享； 9、军工领域定位导航；发射位置的快速定位；搜救、排雷定位等。 国家积极推动北斗民用化进程，一系列的鼓励政策，为北斗的应用发展提供了广阔的空间。北斗卫星导航系统解决了精准定位的问题，靠一个北斗终端就能走遍大江南北。北斗系统的定位服务将在未来智慧生活中发挥巨大作用。 如今的北斗卫星导航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，北斗卫星导航系统在使用中产生显着的经济效益和社会效益。 在气象行业，北斗卫星导航系统广泛应用于气象观测、灾害监测和气象信息的收集与发布，包括大气风向风速、水汽含量、海风海浪、雷电观测和预警等，极大提升气象观测、预报和灾害预警发布水平，增强气象领域防灾减灾能力。 中国海洋渔业水域面积300多万平方公里，现有渔船100多万艘、渔业人口2000多万，海洋渔业涉及渔民生命安全、国家海洋经济安全、海洋资源保护和海上主权维护，现已成为北斗民用规模最大的行业。北斗卫星海洋渔业安全生产信息服务系统的应用极大地保障了渔船的出海安全，巩固和发展了渔业生产，推动了“平安渔业”建设。以赴南沙生产作业的渔船为例。农业部南海区渔政局建立了“南沙渔船船位监控指挥管理系统”，系统建成后，监控中心能随时获知渔船方位，大大方便了相关职能部门对渔业生产的管理，实现看得见的管理调度。当渔民在海上遇险时，可以通过渔船上的卫星导航通信系统向监控中心发送遇险报告，监控中心收到报告时就可以根据卫星定位确定距离遇险渔船最近的船只，
北斗星定位系统
北斗星定位系统 刘佳奇长春理工大学光电工程学院090211233 长春吉林130002 摘要：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。目前全世界有4套卫星导航系统：中国北斗、美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”、欧洲“伽利略”卫星导航系统是重要的空间基础设施，为人类带来了巨大的社会经济效益。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6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重要作用。本文通过课本以及在图书馆的资料阅读中，了解北斗星定位系统的意义，作用，发展历程，工作原理以及未来的发展前景。使得对系统有一个初步的了解。 对于步入二十一世纪的中国来说，信息的需求已经达到了空前的境界。然而，中国对信息的采集以及信息的处理技术都非常的落后。较发达国家相比，中国的很多信息都已经暴露在他国的监视之下，此时，北斗星定位系统应运而生。2000年以来，中国已成功发射了6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重要作用。可见北斗星定位系统已经成为我国重要的卫星系统之一，它可以随时勘测我国地理，位置信息等。[2] 首先，说一下北斗星定位系统的发展历程。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
北斗卫星导航系统与应用综述
北斗卫星导航系统及应用综述 0引言 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。 1 北斗卫星导航系统基本信息介绍 中国在2003年完成了具有区域导航功能的北斗卫星导航试验系统，之后开始构建服务全球的北斗卫星导航系统，于2012年起向亚太大部分地区正式提供服务，并计划至2020年完成全球系统的构建。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统及欧盟伽利略定位系统一起，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 1.1 北斗卫星导航系统的定位原理 “北斗一号”卫星导航系统的定位原理与GPS系统不同,GPS采用的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的三维定位数据,而“北斗一号”卫星导航定位系统则采用主动式双向测距二维导航, 由地面中心控制系统解算供用户使用的三维定位数据。“北斗”卫星是中国“北斗”导航系统空间段组成部分,由两种基本形式的卫星组成,分别适应于GEO和MEO轨道。“北斗”导航卫星由卫星平台和有效载荷两部分组成。卫星平台由测控、数据管理、姿态与
轨道控制、推进、热控、结构和供电等分系统组成。有效载荷包括导航分系统、天线分系统。GEO卫星还含有RDSS有效载荷。因此,“北斗”卫星为提供导航、通信、授时一体化业务创造了条件。“北斗”导航卫星分别在1559MH z～1610MH z、1200MH z～1300MH z两个频段各设计有两个粗码、两个精密测距码导航信号, 具有公开服务和授权服务两种服务模式[1]。 “北斗二号”导航卫星系统体制第二代导航卫星系统与第一代导航卫星系统在体制上的差别主要是: 第二代用户机可免发上行信号,不再依靠中心站电子高程图处理或由用户提供高程信息,而是通过直接接收卫星单程测距信号来自己定位, 系统的用户容量不受限制,并可提高用户位置隐蔽性。 图1.1北斗卫星导航定位系统定位原理图 1. 2 北斗卫星导航系统的系统组成 北斗双星导航系统主要由空间部分、地面中心控制系统和用户终端3个部分组成。空间部分由轨道高度为36000km 的2颗工作卫星和1颗备用卫星组成(一个轨道平面), 其坐标分别为(80°E, 0°, 36000km)、(140°E, 0,°36000km)、(110. 5°E, 0°, 36000km)。卫星不发射导航电文, 也不配备高精度的原子钟, 只是用于在地面中心站与用户之间进行双向信号中继。卫星电波
全方位系统介绍卫星终端之北斗终端
目录 一、什么是卫星终端 (2) 二、什么是北斗终端 (2) 三、北斗终端分类 (3) 3.1北斗短报文通讯终端 (3) 3.1.1北斗短报文通讯终端优势及应用 (3) 3.2北斗导航定位终端 (4) 3.2.1北斗导航定位终端工作原理及组成部分 (5) 3.2.2北斗导航定位终端现状 (5) 四、北斗终端介绍 (5) 4.1北斗短报文开发一体机 (5) 4.2北斗便携终端 (6) 4.3北斗短报文船载一体机 (6) 4.4北斗短报文车载一体机 (7) 4.5卫星上网设备 (7) 4.6北斗手机 (8)
全方位系统介绍卫星终端之北斗终端一、什么是卫星终端 在移动卫星通信系统中，用户段需要通过地面段接入移动卫星通信网络中进行移动通信。 代表用户段的通信终端，可以有不同的表现形式，如手持终端或车载终端等，用户终端作用是通过安装有无线收发天线实现终端用户对通信状态的设置、获取，完成通信。对于不同频段的移动卫星通信网络，体现之一就是用户终端使用的频率不同，采用不同频段进行通信的用户终端，具有不同的通信功能和设计方法。 二、什么是北斗终端 北斗终端，即利用北斗卫星导航系统进行定位及导航的终端设备。 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。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统及欧盟伽利略定位系统一起，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。
中国发展北斗卫星导航系统的重要性
美国的GPS占据着全球导航应用市场的绝对份额，在中国国内导航市场，GPS更是占据了95%以上的市场份额。那么，既然天上有GPS，为什么中国要耗费巨资建设北斗卫星导航系统?因为，事情远非人们想象的那么简单。建设北斗卫星导航系统，对于提高我国的国际地位，促进经济社会的发展，保障国家安全等许多方面，都具有十分重大特殊的意义。 1．建设北斗卫星导航系统，是促进和推动经济社会发展的强大动力。 卫星导航系统是服务于众多国民经济领域，带来巨大经济利益的"助推器"。比如，在金融和贸易工作中，时间的一致性极其重要，往往是差之分秒，损失无数。因此，在金融和贸易这种特殊的领域，时间的掌握必须由我们国家自己的系统来保障，仅此一点，就不难理解建设独立自主的卫星导航系统的重要性。 另一方面，从卫星导航系统产业的应用效益看，卫星导航系统的广泛应用正在向人们提供这样的信息，卫星导航产业已成为继移动通信和互联网之后，全球第三个发展最快的电子信息产业，正在带来巨大的经济价值，如果没有独立的卫星导航系统，其中的利润也将拱手送人。 2．建设北斗卫星导航系统，是增强武器效能，维护国家安全的根本命脉。 迄今为止的卫星导航系统，虽然都能发挥民用效益，但追根溯源，初始动机都在于军事用途。美俄(苏)的两代卫星导航系统都是冷战条
件下的产物，欧洲的"伽利略"系统本身就是"欧洲独立防务计划"的一部分;日本的卫星导航计划，既可以看成是日本军事"复兴"计划的一部分，也可以视为美国战略重心东移的一个辅助性计划;印度的卫星导航计划是由空军推动的。 3．建设北斗卫星导航系统，是提高我国国际地位的重要载体。 卫星导航系统的建设不仅需要雄厚的技术实力为依托，同时，还需要雄厚的经济实力作保障。也就是说，有技术没钱或有钱没技术，都是无法实施如此宏大的航天工程的，这也就是为什么目前世界上仅有三大卫星导航系统，为什么欧洲"伽利略"系统举步艰难的原因了。 我国建设独立的北斗卫星导航系统，展示了综合国力和技术实力，不仅可以从根本上摆脱受制于人的局面，而且对于提升我国的国际地位，提升我国的国际影响力具有重大意义。 4．：建设北斗卫星导航系统，是推动我国信息化建设的重要保证。 用信息化推动产业化、现代化，是建设现代化强国的必由之路。建设空间信息基础设施，是推动国家信息化建设的基础。随着社会和经济的发展，卫星导航系统越来越渗透到社会和人们的生活之中，如果没有自主可控的卫星导航系统，国家信息安全将缺少可靠的保障。 北斗卫星导航系统作为国家重要的空间信息基础设施，是国家的战略性新兴产业，对于转变经济发展方式、促进国家信息化建设、调整产业结构、提高社会生产效率、转变人民生活方式、提高大众生活质量，都具有重要意义。 5．建设北斗卫星导航系统，对提升中国航天的能力，推动航天强
全球四大卫星定位系统
全球四大卫星导航系统简介 一、美国的GPS系统： 美国的GPS系统，由24颗(3颗为备用卫星)在轨卫星组成。 GPS的信号有两种C/A码，P码。 民用：C/A码的误差是29.3m到2.93米。一般的接收机利用C/A码计算定位。美国在90代中期为了自身的安全考虑，在信号上加入了 SA(Selective Availability)，令接收机的误差增大，到100米左右。在2000年5月2日，SA取消，所以，咱们现在的GPS精度应该能在20米以内。 军用：P码的误差为2.93米到0.293米是C/A码的十分之一。但是P码只能美国军方使用，AS(Anti-Spoofing)，是在P码上加上的干扰信号。 二、中国的“北斗”卫星导航定位系统： “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，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。 另外，“北斗一号”还可以提供用户的双向通讯功能，用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信。通过“北斗”系统，用户一次最多可以传输120个字符【汉字】。 在国产的GPS——“北斗二号”投入使用后，会不会取代GPS呢？曹冲研究员的答案是否定的。“北斗二号”和GPS以后将形成竞争，对于普通消费者来说是一个好消息，另外，中国的“北斗二号”车载导航仪将兼容GPS，这样，使用者将非常方便。 三、俄罗斯的“格洛纳斯”卫星导航系统： 俄罗斯从前苏联时期的1976年就开始推进和美国GPS相抗衡的“格洛纳斯”系统，但随着20世纪90年代初期陷入经济危机，计划被迫中断，只运营了一半，也就是16颗卫星。格洛纳斯系统系统单点定位精度水平方向
北斗卫星导航系统详解
北斗卫星导航系统包括和两代系统，是中国研发的。北斗一号是一个已投入使用的区域性卫星导航系统，北斗二号则是一个正在建设中的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统和、、被确认为全球4个卫星导航系统核心供应商。 北斗一号 北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。美国的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。。北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥“双保险”作用。 北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。 系统工作原理 “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。 北斗系统三大功能 快速定位：北斗系统可为服务区域内用户提供全天候、高精度、快速实时定位服务，定位精度20—100m； 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；
北斗卫星导航系统简介
资料来源：http: 北斗卫星导航系统简介 （一）概述 北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，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。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。 （二）发展历程 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。 （三）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：
1、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。 2、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。 3、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。 4、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。 （四）发展计划 目前，我国正在实施北斗卫星导航系统建设。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。 （五）服务 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。
中国北斗卫星导航系统介绍
中国北斗卫星导航系统介绍 1、人造地球卫星特点及种类 用途广、种类繁多，有太空“信使”通信卫星、太空“遥感器”地球资源卫星、太空“气象站”气象卫星、太空“向导”导航卫星、太空“间谍”侦察卫星、太空“广播员”广播卫星、太空“测绘员”测地卫星、太空“千里眼”天文卫星等，组成一个庞大的“卫星世家”。 2、人造地球卫星飞 行原理 人造地球卫星能在 地球轨道上运行，首 先是因为它具有第 一宇宙速度（7.9千 米／秒），还有就是 因为地球的引力（向 心力）一直拉着它， 正向细绳子拉着石 子一样。如果卫星飞 行速度快，离心力超 过地球引力时，卫星 聚会脱离地球飞向 远方的太空。 3、北斗卫星导航系 统工作原理 北斗卫星导航系统 ﹝BeiDou（COMPASS） Navigation Satellite System﹞ 是中国自行研制开 发的区域性有源三 维卫星定位与通信 系统（CNSS），是除 美国的全球定位系 统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。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，其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性这4项原则。2017年4月10日4时47分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭，成功将第八颗北斗卫星送入太空预定转移轨道。2017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，成功将第九颗北斗卫星送入预定转移轨道。 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