北斗一代卫星导航系统
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颗地球同步卫星颗卫星的赤道角距约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°。航卫星为准同步轨道，绕地球一周11小时58分。
3、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。
4、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。
5、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。
6、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。
此外，"北斗一号"卫星导航系统也有一些自身的特点：
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"定位精度一点二米。
3. "北斗"终端价格两万元左右。
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。
工作原理
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
北斗卫星导航系统示意图
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。
短报文通信：一次可传送多达120个汉字的讯息。
精密授时：精度达10纳秒。
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。
系统容量：每小时540000户。
优势
●和美国的GPS、俄罗斯的GLONASS相比，增加了通讯功能；
●全天候快速定位，与GPS精度相当；
●同时具备定位与通信功能，无需其他通信系统支持；
●覆盖中国及周边国家和地区，24小时全天候服务，无通信盲区；
●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。
劣势
●北斗一号系统属于有源定位系统，系统容量有限，定位终端比较复杂。
●北斗一号系统属于区域定位系统，目前只能为中国以及周边地区提供定位服务。
未来发展
较之目前仍在运行的“北斗一号”，“北斗二号”在诸多方面具有优势，包括可以有效避免遭受电磁干扰和攻击，实现无源定位，在精确度方面大大提高，“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。
正在建设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和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。
用户端产品
一．北斗手持型用户机——个人〔单兵〕掌控的北斗用户产品
●功能介绍
◇全天候的定位、授时和双向报文通信功能，支持基于文本/航迹
图/指南针等多种方式的移动导航；
◇提供移动条件下的优化信号捕获和处理策略，充分利用建筑物遮
挡间隙进行导航和定位信息处理；
◇预留标准RS232串行数据接口，支持多种数据协议，兼通多种
独立外设，如各类外设PDA、掌上电脑、商务通、手提电脑、加
固电脑设备等；
◇超大容量的信息处理和存储能力，可存储和管理定位信息100
条、通信电文100条可全部锁定航线10条、路标数据100个、
地址薄信息100条、常规短语30条；
◇支持全屏手写识别功能；自主研制的数字按键输入法，输入信息
更快捷、更方便，使用环境更广泛；
◇配备基于标准串口的职能数据维护和程序升级软件，确保维护设
备和备份数据更轻松、更安全；
◇配备独创的基于地图的智能导航信息管理软件，实现可视化的导
航信息编辑、维护和同步下载；
◇特殊功能：用户机频偏可调，用户机零值可调；
●技术指标
主要功能介绍
定位功能
接收到定位信息时,根据用户设定给出声音或符号提示，实时显示定位信息。用户机对接收到的CRC校验出错的定位信息不处理，同时给出CRC错误提示。接收到定位信息为多值解时，具有多值解提示功能。具有紧急定位功能。每次定位信息用一屏显示，内容为：L（经度，度分
秒）、B（纬度，度分秒）、H（正常高，米）、T（时间，h:m:s:ms）,并具有大地高与正常高的显示转换功能。按先进先出的原则动态存储100个最新定位点信息。
导航功能
能方便地按大地坐标,高斯平面直角坐标或麦卡托平面直角坐标输入,查询和编辑航线,航路
点信息。用户可选择自动和手动两种定位方式获得当前位置信息,自动定位频度为用户机的最高服务频度。在自动定位工作方式下，可正常进行通信服务。坐标采用符合国家军用标准，可根据需要进行坐标转换。
通信功能
能进行电文键入,编辑,发送,接收和显示。用户机一次发射通信电文长度≤120个汉字（或420个代码）接收到通信信息〔含CRC校验出错的通信信息〕时,根据用户设定能给出声音或符号提示,实时显示通信时间,发信地址和通信电文，CRC出错时给出错误提示。接收通信信息后自动发送通信回执。通信电文输入和显示有汉字和代码(BCD)两种方式,汉字输入为全拼方式,机内汉字库为国标GB2321-80一级汉字(3755个)；汉字编码为区位码。按先进先出的原则动态存储通信信息,通信信息含通信时间,发信地址和通信电文，接收的通信信息可人为锁定存储、解锁和删除。固定存储能力为30条电文，锁定存储能力为9条电文。具有接收通信信息调阅功能，调阅方式可按通信时间、发信地址两种方式进行。用户可向中心控制系统查询其他用户发给本用户的通信电文和通信回执。具有20条待发送的通信电文的存储能力。
初始化参数，状态设定和整机监测功能
开机自检和整机工作状况巡检,在显示器上给出整机工作状况指示。设有初始化参数(已知高程数据、天线高、坐标及坐标系选择等)默认值和输入提示,可方便更改。实时给出故障告警和功能状态提示（信号失锁、信号被抑制、需换电池、设备故障类型等）。
安全保护功能
过流、过压、欠压或偶然极性反接时自动保护设备。设备断开电源后,具有内部数据掉电保护功能。
信源保密功能
用户机通过保密卡由中心控制系统保密系统配合实现信源保密功能，保密级别为机密级。数据接口功能（RS－232接口）
通过数据接口接收外设输入的定位和通信申请等有关信息。通过数据接口向外设输出接收和发射的有关数据信息。通信协议详见《“北斗一号”用户机数据接口要求（2.1版）》。
* 注：必须使用本产品所配专用串口线。
差分功能
用户机具备北斗与GPS差分定位功能，定位精度小于等于5米。
主要技术参数
定位精度：20米1σ（无标校机区域100米1σ）
信号功率：
动态范围：
接收通道数：首次捕获时间：信号误码率：天线波束宽度：C≥-157.6dBW(天线口面I支路信号功率) ≤300公里/小时
信息通道1个，时差通道1个
≤2s
≤1×10－5
水平方向0°～360°
垂直方向10°～75°
发射EIRP：
天线波束宽度：15dBW
水平方向0°～360°垂直方向10°～75°
定位申请服务频度：平均功耗：
整机重量：
天线与主机电缆长度：≥1s(由用户卡级别决定)
≤6W（按2分钟发射1次）≤2.5Kg
3米
冲击
振动
湿度
工作环境温度：
车外天线工作温度：存储环境温度：6g/s
0.1g/(20～100Hz) 98％(45℃)
－40℃～＋55℃
－40℃～＋55℃
－55℃～＋70℃
外接直流电源电压：9 ～32V，配有交、直流两种充电器。组合电池自带直流充电器，可用9～32V的直流进行充电，也可用交流充电器对组合电池单独充电。
二．北斗指挥型用户机——小集团用户必备的北斗监控管理产品
北斗指挥型用户机是用于对集团用户群进行管理指挥的特殊用户机，是北斗一号系统通信和位置报告功能的体现。指挥型用户机一般作为指挥调度网络的中心使用，也可以作为多级指挥网络的中心信息环节。
●主要组成
指挥型用户机由天线、主机及计算机三部分组成。
天线：含收发天线，前置放大器及功率放大器等功能模块并且配备3~20m各种长度的连接电缆。主机：含收发通道、信号信息及供电等功能模块，+220交流电或10V~32V两种供电模式
计算机：北斗信息的顶层处理中心，可配备普通显示器或大屏显示器
北斗指挥型用户机
主要技术参数
定位精度20米1σ（无标校机区域100米1σ）
信号功率:
动态范围：
接收通道数：首次捕获时间：信号误码率：天线波束宽度：C≥-157.6dBW(天线口面I支路信号功率) ≤300公里/小时
6通道
≤7s
≤1×10－5
水平方向0°～360°
垂直方向10°～75°
发射指标发射EIRP：15dBW
天线波束宽度：
天线与主机电缆长度：水平方向0°～360°垂直方向10°～75°20米
冲击：
振动：
湿度：
工作环境温度：
车外天线工作温度：存储环境温度：6g/s
0.1g/(20～100Hz) 98％(45℃)
－20℃～＋55℃
－40℃～＋55℃
－55℃～＋70℃
外接直流电源电压：9 ～32V
主要功能
-> 具备普通用户机的点对点通信、定位导航和定时功能；
-> 可以接收所有出站波束的信号，获取数据信息（4~6个波束）；-> 可以监测所辖用户机的所有定位、通信和定时信息；
-> 可以对所辖用户机进行单个、部分或全部的指挥调度；
-> 具有友好的图形人机界面、数字地图及强大的信息处理和存贮能力。
北斗指挥型用户机型号：
主要技术参数
定位精度20米1σ（无标校机区域100米1σ）
信号功率:
动态范围：
接收通道数：首次捕获时间：信号误码率：天线波束宽度：C≥-157.6dBW(天线口面I支路信号功率) ≤300公里/小时
6通道
≤7s
≤1×10－5
水平方向0°～360°
垂直方向10°～75°
发射指标发射EIRP：15dBW
天线波束宽度：
天线与主机电缆长度：水平方向0°～360°垂直方向10°～75°20米
冲击：
振动：
湿度：
工作环境温度：
车外天线工作温度：存储环境温度：6g/s
0.1g/(20～100Hz) 98％(45℃)
－20℃～＋55℃
－40℃～＋55℃
－55℃～＋70℃
外接直流电源电压：9 ～32V
具有交、直流两种充电器，组合电池自带直流充电器，可用9～32V的直流进行充电，也可用
交流充电器对组合电池单独充电。ν
主要功能
指挥调度
?通过IC卡注册下辖用户；
?监收下辖用户机的定位和通信信息；
?数字地图功能，可显示、查询下辖用户的地理位置；
?对所辖用户机发送通播信息，统一下发命令或其他信息；
?存储、调用下辖用户机的相关信息
?管理下辖用户数≤100个；λ
?本机定位功能
?接收到定位信息时,根据用户设定给出声音或符号提示，实时显示定位信息。用户机对接到的CRC校验出错的定位信息不处理，同时给出CRC错误提示。
?具有紧急定位功能。
?具有多值解提示功能。
本机通信功能
?能进行电文键入、编辑、发送、接收和显示。
?用户机一次发射通信电文长度≤120个汉字（或420个代码），根据所用IC卡的通信等级确定；
?接收到通信信息〔含CRC校验出错的通信信息〕时,根据用户设定能给出声音或符号提示,实时显示通信时间,发信地址和通信电文，CRC出错时给出错误提示；
?接收通信信息后自动发送通信回执；
?具有接收通信信息调阅功能，调阅方式可按通信时间、发信地址两种方式进行。
?用户可向中心控制系统查询其他用户发给本用户的通信电文和通信回执。
?本机导航功能
?能方便地按大地坐标,高斯平面直角坐标或麦卡托平面直角坐标输入,查询和编辑航线,航路点信息。
?用户可选择自动和手动两种定位方式获得当前位置信息,自动定位频度为用户机的最高服务频度。在自动定位工作方式下，可正常进行通信服务。
?坐标采用符合国家军用标准，可根据需要进行坐标转换。
初始化参数，状态设定和整机监测功能?
?开机自检和整机工作状况巡检,在显示器上给出整机工作状况指示。
?设有初始化参数(已知高程数据、天线高、坐标及坐标系选择等)默认值和输入提示,可方便更改。
?实时给出故障告警和功能状态提示（信号失锁、信号被抑制、需换电池、设备故障类型等）。
信源保密功能?
?用户机通过保密模块由中心控制系统保密系统配合实现信源保密功能。
数据接口功能（RS－232接口）
?通信协议按照《“北斗一号”用户机数据接口要求（2.1版）》实现。（注：必须使用本产品所配专用串口线。）
北斗时校正功能
?用户机主机用北斗系统时进行校对监控计算机时钟。
“永久关闭”功能
?紧急情况下，北斗系统可永久关闭本用户机。
三、NS-TTS-BG BD2/GPS信号转发系统
功能与用途：
NS-TTS-BG BD2/GPS信号转发系统的功能是接收室外GPS L1、BD2 B1信号，经滤波、放大、转发等环节，将室外天线收到的有效GPS、BD2信号转入室内。
室内GPS、BD2接收机直接接收GPS、BD2信号转发器发出的信号，即可实时定位定时。
适用范围：
◆GPS、北斗实验室、教室、生产线、车间、商场等需要间接接收GPS、BD2信号的场合。
特点：
◆NS-TTS-BG BD2/GPS信号转发系统的特点是设备少（只有三个独立设备）、接线简单（请索取接线图）、不用将GPS、BD2信号电缆引接到每台接
收机上、对室内接收机数量没有限制、系统免
维护。
四、NS-T09 授时测量型GPS天线
作用与功能：
◆授时测量型GPS天线是一种具有优越性能的GPS信号接收放大天线，适用于实验室、基站、塔台、野外测量等对GPS信号接收能力要求较高的场合。
产品特点：
◆信号接收性能卓越，适应范围广，信号增以和馈线长度可选、灵活的安装与放置。
中国北斗卫星导航系统（COMPASS，中文音译名称BeiDou，北斗政府网站：https://www.doczj.com/doc/f515128652.html,），作为中国独立发展、自主运行的全球卫星导航系统，是国家正在建设的重要空间信息基础设施，可广泛用于经济社会的各个领域。 北斗卫星导航系统能够提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，具有导航和通信相结合的服务特色。通过１９年的发展，这一系统在测绘、渔业、交通运输、电信、水利、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域得到应用，产生了显著的经济效益和社会效益，特别是在四川汶川、青海玉树抗震救灾中发挥了非常重要的作用。 中国北斗卫星导航系统是继美国ＧＰＳ、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略之后，全球第四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统２０１２年将覆盖亚太区域，２０２０年将形成由３０多颗卫星组网具有覆盖全球的能力。高精度的北斗卫星导航系统实现自主创新，既具备ＧＰＳ和伽利略系统的功能，又具备短报文通信功能。 北斗卫星导航系统的建设目标是：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。 按照“三步走”的发展战略，北斗卫星导航系统将于２０１２年前具备亚太地区区域服务能力，２０２０年左右建成由２０余颗卫星、地面段和各类用户终端构成的、覆盖全球的大型航天系统。 北斗卫星导航系统的建设历程我国建设北斗导航检测认证体系 “三步走”计划 第一步即区域性导航系统，已由北斗一号卫星定位系统完成，这是中国自主研发，利用地球同步卫星为用户提供全天候、覆盖中国和周边地区的卫星定位系统。中国先后在２０００年１０月３１日、２０００年１２月２１日和２００３年５月２５日发射了３颗“北斗”静止轨道试验导航卫星，组成了“北斗”区域卫星导航系统。北斗一号卫星在汶川地震发生后发挥了重要作用。 第二步，即在“十二五”前期完成发射１２颗到１４颗卫星任务，组成区域性、可以自主导航的定位系统； 第三步，即在２０２０年前，有３０多颗卫星覆盖全球。北斗二号将为中国及周边地区的军民用户提供陆、海、空导航定位服务，促进卫星定位、导航、授时服务功能的应用，为航天用户提供定位和轨道测定手段，满足导航定位信息交换的需要等。北斗闪耀星空照亮国人 之路——访中国航天科技集团公司总经理马兴瑞
北斗系统设计及其关键技术 朱联军 （重庆邮电大学，重庆市，400065） 中文摘要：北斗卫星导航系统是中国正自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。本文中，对北斗系统的系统架构、信号结构、信号检测、关键技术以及取上述其他系统的区别做了一定程度的介绍。 中文关键词：北斗卫星导航系统；系统架构；信号结构；信号检测；关键技术 The design of Beidou system and it’s key technologies zhulianjun （Chongqing University of Posts and Telecommunications，Chongqing，400065） Abstract: As a global satellite navigation system,the Beidou satellite navigation system is being developed by our country and it can run independently. The GPS of the United States,the Russia's GLONASS, the European Galileo satellite navigation system and the Beidou system said consist the world's top four satellite navigation system. In this paper, we will introduce the Beidou system’s architecture, the structure of the signal, the signal’s detection, key technologies ,and the different with the other’s satellite navigation system. the other of the above key technologies and systems to do a certain degree of Key words：System’s architecture; signal’s structure; signal’s detection; Beidou satellite navigation system key technologies 0.引言 北斗卫星导航系统(BeiDou 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。第一代北斗导航系统已于2003年建成并开通运行，目前在建设的是第二代北斗导航系统。第二代系统建设目标是：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。不同于GPS，北斗的指挥机和终端之间可以双向交流。在2008年5月12日四川大地震发生后，北京武警指挥中心和四川武警部队运用“北斗”进行了上百次交流，通过北斗导航系统独有的报文功能发送了50多万条的短信，使外界在地震灾区各项通信中断的情况下了解到灾区的具体信息，为抗震救灾带来了巨大的便利。截止目前，北斗二代导航系统已发射了16颗导航卫星，服务范围基本涵盖了我国及亚太周边地区。预计到2020年，将基本建成服务范围涵盖全球的新一代北斗导航系统。
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。
中国北斗卫星导航系统发展历程 相信在座的大部分都只知道北斗时中国的导航系统，但并没有深入的了解，那中国北斗卫星导航系统是如何发展到如今的地步呢？ 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。 2017年11月5日，中国第三代导航卫星顺利升空，它标志着中国正式开始建造“北斗”全球卫星导航系统。 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。为了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。 2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版1.0正式公布，北斗导航业务正式对亚太地提供无源定位、导航、授时服务。 2013年12月27日，北斗卫星导航系统正式提供区域服务一周年新闻发布会在国务院新闻办公室新闻发布厅召开，正式发布了《北斗系统公开服务性能规
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
卫星通信与导航大作业（二） 题目：北斗系统关键技术及应用 班级：021212 学号：02121128 姓名：文威威
目录 目录...................................................I 第一章北斗系统概述.. (1) 第一节北斗系统工作原理 (1) 第二节北斗系统组成 (1) 第三节北斗系统功能 (2) 第二章北斗系统授时技术及应用 (3) 第一节北斗系统授时原理 (3) 第二节北斗系统授时应用 (3) 第二章北斗系统导航定位技术及应用 (5) 第一节北斗系统导航定位系统基本原理 (5) 第二节北斗系统导航定位技术的应用 (5) 第三章北斗系统短报文通信技术及应用 (7) 第一节北斗系统短报文通信概述 (7) 第二节北斗系统短报文通信应用 (7) 第四章发展与展望 (8)
第1章北斗系统概述 第1节北斗系统工作原理 “北斗”是中国独立自主设计、建没的卫星导航系统．也是联合国有关机构认定的全球卫星导航定位四大核心供应商之一。按照“先区域，后全球”的总体建设规划，中国在2003年正式开通的北斗卫星导航试验系统即北斗一代，成为继GPS、GLONASS之后，能够独立提供服务的三大卫星导航系统之一。 北斗一号系统定位采用三球交会测量原理进行定位，地面控制中心根据用户设备主动发送的定位申请信号，结合大地高程数据解算出用户所在位置的坐标。 北斗二号系统定位将采用多颗卫星组成卫星阵列，用户设备根据接收到的4颗以上卫星的星历数据解算出所在位置的坐标，实现无源定位。 第2节北斗系统组成 北斗卫星导航定位系统由导航通信卫星、地面控制中心和用户终端三部分组成。其中，导航通信卫星主要执行地面控制中心和用户终端间信号传递的中继服务；地面控制中心主要负责信号的发送、接收、信息处理以及整个系统的监控管理；用户终端是直接由用户使用的设备，主要用于接收地面控制中心经卫星转发的出站信号以及经卫星转发向地面控制中心发送服务申请。
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
中国北斗卫星导航系统 （2016年6月） 中华人民共和国 国务院新闻办公室 目录 前言 一、发展目标与原则 二、持续建设和发展北斗系统 三、提供可靠安全的卫星导航服务 四、推动北斗系统应用与产业化发展 五、积极促进国际合作与交流 结束语
前言 北斗卫星导航系统（以下简称北斗系统）是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。 20世纪后期，中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路，逐步形成了三步走发展战略：2000年年底，建成北斗一号系统，向中国提供服务；2012年年底，建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务；计划在2020年前后，建成北斗全球系统，向全球提供服务。 随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。 卫星导航系统是全球性公共资源，多系统兼容与互操作已成为发展趋势。中国始终秉持和践行“中国的北斗，世界的北斗”的发展理念，服务“一带一路”建设发展，积极推进北斗系统国际合作。与其他卫星导航系统携手，与各个国家、地区和国际组织一起，共同推动全球卫星导航事业发展，让北斗系统更好地服务全球、造福人类。 一、发展目标与原则 中国高度重视北斗系统建设，将北斗系统列为国家科技重大专项，支撑国家创新发展战略。 （一）发展目标 建设世界一流的卫星导航系统，满足国家安全与经济社会发展需求，为全球用户提供连续、稳定、可靠的服务；发展北斗产业，服务经济社会发展和民生改善；深化国际合作，共享卫星导航发展成果，提高全球卫星导航系统的综合应用效益。 （二）发展原则 中国坚持“自主、开放、兼容、渐进”的原则建设和发展北斗系统。 ——自主。坚持自主建设、发展和运行北斗系统，具备向全球用户独立提供卫星导航服务的能力。 ——开放。免费提供公开的卫星导航服务，鼓励开展全方位、多层次、高水平的国际合作与交流。 ——兼容。提倡与其他卫星导航系统开展兼容与互操作，鼓励国际合作与交流，致力于为用户提供更好的服务。
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
迄今为止我读过的最权威最技术的一篇北斗技术访谈 许教授的每一句话都有巨大的信息量，也不用隐瞒啥，把北斗为什么要同步轨道卫星和倾斜同步轨道卫星、我国原子钟受制于人、我们的广域差分等问题讲得非常清楚。 以下为章为原文 感谢大会给我这样一个机会，来宣传一下北斗。 为什么说这样话呢？这两年我接触一些业务圈以外的人士，包括用户。好像他们对整个北斗系统的了解不是特别多，或者说不是特别系统，存在了很多问题，所以我觉得宣传是一方面，建设也很重要，让客户以及更多的人了解北斗，这样才可以使用。 我主要向大家宣传卫星导航系统，也就是北斗系统。因为在座很多都是产业界的人士，我尽量联系一下产业方面的情况和思路。 我是学校工作的，通俗讲叫做“书呆子”这个跟产业不大沾边，有讲的不到位的希望大家理解，同时也请批评。 产业的发展是成败的标志，我指的是卫星导航系统。卫星导航系统成功在于广泛的应用，并且取得效益。这个效益不仅仅是芯片制造商的效益，也不仅仅是整机的提供商的效益，还有应用在铁路上，对铁路性能的提高产生什么样的效益，对大坝监测上以及水力发电有什么效益，我理解这个是有广
义的。 另外就是相关产业的发展是广泛应用的标志，作为卫星导航系统，应用的方面很多。但是相关产业的发展，标志着广泛应用的程度如何。比如说卡片相机用的很多，这个说明数字摄影取得很大的应用。现在很多人提出这样的问题，当然可能不是会议的，会议的时候不提，现在GPS已经占领了市场，北斗产业究竟怎么发展？说的更直接了当一点，不说我的身价性命，就是这点家当投进去保险吗？这样的问题我不能回答。我提供北斗的情况，请大家自己做结论。 关于GPS占领市场，北斗到底有没有出路的问题，使我想到彩电的问题。80年代是日本的彩电占领我们国家的市场，那个时候只要看彩电不是东芝就是夏普的，到了90年代国产彩电占领了市场，短短的10年，我们靠什么夺回的市场？一个是相对优越的性能，我说的相对优越，不是整个系统的性能完全超过日本，是说在我们中国显示的更优越。 日本彩电因为日本发射台离的都比较近，接受机灵敏度不需要很高，信号强度够了。但是在80、90年代的时候，我们国家还不是数字电视，信号并不是很强，距离也比较远，因此就出现一个信号。日本的彩电有雪花，我们国产的彩电没有。优越不优越？优越，老百姓就认这个，其实这个就是局部的优越，就是灵敏度提高了。 所以相对优越的性能是可以做到的，还有一个就是相对低廉
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
北斗卫星导航系统中国导航卫星及其应用导航卫星的问世，使导航技术发生了革命性的飞跃。它相当于运行在太空的无线电导航台，本身做为空间基准点，目的是增加导航信号的覆盖范围。导航卫星系统在国防和国家安全、经济安全及经济建设中具有重要作用，因此主要航天国家和组织纷纷倾力加以建设。目前已经投入运行的导航卫星系统有美国GPS、俄罗斯GLONASS和中国“北斗”导航卫星试验系统，正在建设的有欧洲“伽利略”和中国“北斗”导航卫星系统。 中国“北斗”导航卫星系统 中国于2000年建成了由2颗“北斗”导航试验卫星组成的第一代导航卫星系统。与国外的导航卫星系统相比，“北斗”导航卫星试验系统的优点是投资少，组建快，尤其是具有通信功能，所以特别适用于需把导航与通信相组合的用户。为了使导航卫星系统的性能有实质性的提高，中国已开始研制组建第二代导航卫星系统——“北斗”导航卫星系统，计划首先建成“北斗”导航卫星系统的区域系统，然后扩展为全球系统。2004年9月，“北斗”导航卫星系统建设正式启动，目前已发射4颗组网卫星，并正在按计划稳步进行。“北斗”导航卫星系统提供开放服务和授权服务。其中:开放服务面向全球范围，定位精度10米，授时精度20纳秒，测速精度0.2米/秒;授权服务包括全球范围更高性能的导航定位服务，以及亚太地区的广域差分服务和短报文通信服务，广域差分服务精度为1米，短报文通信服务能力为每次120个汉字。 “北斗”导航卫星星座示意图 “北斗”卫星导航试验系统组成 车辆运输监控 港口船舶导航
“北斗”卫星导航系统应用示意图 “北斗”的应用 “北斗”导航卫星试验系统的建成，使中国成为继美国、俄罗斯之后第3个拥有自主导航卫星系统的国家。2007年，联合国有关机构正式确认中国“北斗”为全球卫星导航四大核心系统之一，“北斗”成为让世界关注、让中国骄傲的民族品牌。经过多年的开拓实践，“北斗”已经在国防和经济社会建设中发挥了显著作用。 BDG,MF,07型“北斗”/GPS定位通信终端 “北斗”墒情监测终端 ——监测道路安全 由于不受通视条件的限制，“北斗”导航卫星系统在监测公路边坡(滑坡、崩塌)和桥梁变形上具有选点灵活的特点，可根据监测需要将监测点布设在对变形体的形变比较敏感的特征点上。此外，导航卫星定位系统静态相对定位具有很高的定位精度和较强的作业自动化程度。上述特点和优点使“北斗”在公路边坡等地质灾害及桥梁变形监测上有着广阔的应用前景。 ——中国时间保障电力畅通 电网是一个巨大的系统工程，要确保电厂、变电站的设备运转同步进行，必须首先要确保设备内部时钟的一致性。基于中国“北斗”的“北斗电力全网时间同步管理系统”，解决了电力系统时间同步应用中的三大难题—可靠的时钟源、全网时间同步管理和远程集中实时监测维护，有效保障了中国电力安全和国家安全。——灾害救援显身手 “北斗”导航卫星试验系统在近年来多次成功运用于灾害监测与救援行动，尤其在2008年的汶川地震救灾中发挥了突出作用。汶川地震发生后，国家有关部门迅速将北斗,1终端机配备给一线救援部队。该终端机不但能接收“北斗”卫星的
北斗卫星导航系统 ——世界第三套全球卫星导航系统 工程总投资：100亿元 工程期限：1994年——2020年 北京时间2007年2月3日凌晨零时28分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第四颗北斗导航试验卫星送入太空。 北斗卫星导航定位系统是由中国自行研发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），
是继美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）定位系统之后世界第三个成熟的卫星导航系统。 该系统分为“北斗一代”和“北斗二代”，分别由4颗（两颗工作卫星、两颗备用卫星）和35颗北斗定位卫星、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，定位精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，其精度与GPS相当。中国在2000年至2007年先后发射了四颗“北斗一号”卫星，这种区域性(中国境内)的卫星导航定位系统，正在为中国陆地交通、航海、森林防火等领域提供着良好服务。 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： 日期火箭卫星轨道 2000年10月31日长征三号甲北斗-1A 地球静止轨道140°E 2000年12月21日长征三号甲北斗-1B GEO 80°E 2003年05月25日长征三号甲北斗-1C GEO 110.5°E 第三颗是备用卫星 2007年02月03日长征三号甲北斗-1D GEO 86°E 第四颗是备用卫星 2007年04月14日长征三号甲北斗-2A 中地球轨道(21500KM) 北斗二代首颗卫星
军用新型北斗卫星导航手持机 北斗卫星导航系统的历史 我国早在60年代末就开展了卫星导航系统的研制工作，但由于多种原因而夭折。在自行研制“子午仪”定位设备方面起步较晚，以致后来使用的大量设备中，基本上依赖进口。70年代后期以来，国内开展了探讨适合国情的卫星导航定位系统的体制研究。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够得到实现。 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，这一系统被称为“双星定位系统”。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”。 双星定位导航系统是一种全天候、高精度、区域性的卫星导航定位系统，可实现快速导航定位、双向简短报文通信和定时授时3大功能，其中后两项功能是全球定位系统(GPS)所不能提供的，且其定位精度在我国地区与GPS定位精度相当。整个系统由两颗地球同步卫星(分别定点于东经80度和东经140度36000公里赤道上空)、中心控制系统、标校系统和用户机4大部分组成，各部分间由出站链路(即地面中心至卫星至用户链路)和入站链路(即用户机至卫星
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 1 和监测站等，而用户端既包括北斗用户终端，也包括与其它导航系统兼容的 终端。北斗卫星导航系统分三阶段组网，目前已成功完成北斗-1 的试验和北
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
美国恨之入骨的中国北斗卫星1 美国恨之入骨的中国北斗卫星1 中国北斗卫星，为何令美国恨之入骨？ 美国恨之入骨的中国北斗卫星1 这是一篇内容全面、表述正确、通俗易懂、篇幅最长、读起来轻松愉快的北斗科普文章，您只要读了开头，就一定会读到结尾，只要读到结尾。 国际上有一个高大上的俱乐部，它只有四个会员，却吸引了各国首脑的关注和众多顶级科学家工程师的研究，这个俱乐部就是GNSS（全球导航卫星系统），四个会员分别是美国GPS、欧洲伽利略GALILEO、俄罗斯格洛纳斯GLONASS、中国北斗COMPASS。 关于北斗，学术期刊上的文章有很多了，但专业文章的术语太多，普通人读不懂，而且也不会有兴趣去读。 一、从GPS说起，GPS的原理1957年10月4日，苏联发射了全世界第一颗人造地球卫星，开创了人类的空间世纪。美国对此密切关注，有一位名叫比尔.盖伊和数学家和一位叫乔治.威芬巴赫的物理学家，他们在霍普斯金的应用物理实验室里发现了一个现象，那就是这颗卫星的频率出现了偏移，
经研究发现是相对运动引起的多普勒频移效应。这两位科学家对此进行了实验研究，发现如果在地面上架设多部接收机，就可以根据接收到的信号的不同频差推算出这个卫星的具 体位置，他们很高兴地把这个研究成果告诉了实验室主任弗兰克.麦克卢尔，说他们已经实现了对苏联卫星的多普勒定位跟踪。弗兰克主任当时在做海军的一项研究，研究内容是五角大楼如何知道茫茫大海中军舰的具体位置，听到两位科学家的汇报后他眼前一亮，既然你们能够发现卫星在哪里，如果把问题反过来，卫星就能发现你们在哪里，海军军舰定位的问题有思路了！GPS系统就按这种思路启动了，方案中需要解决的第一个问题就是：卫星该采用低、中、高哪种轨道？如果采用低轨道的话，发射成本比较低，精度比较高，但若覆盖全球的话则需要200颗卫星，这样浩大工程实在是负担不起。如果采用高轨道，理论上三颗卫星就能覆盖全球，但除了高轨道卫星的发射难度大之外，更主要的是定位精度会很低，原因有两个：一是轨道太高会导致测量误差大，二是静止轨道与地面物体的相对速度很小，不利于使用多普勒频移的解算方法。中轨道是比较折衷的方案，覆盖全球只需要24-36颗卫星，由于轨道是运动的，即使地面的物体不动，但相对卫星的速度也很大，这就可以充分利用多普勒频移方法了。基于以上综合考虑，美国选择了24颗卫星的中轨道 星座，1978年发射了第一颗，全系统在1995年投入运行，