新一代北斗三号信号体制的高精度导航定位芯片正式发布

doi:10.3969/j.issn.1003-3106.2023.05.002引用格式:金天,苏雨,纪永亮,等.基于北斗B1C 信号的DPE 方法定位性能分析[J].无线电工程,2023,53(5):1007-1014.[JIN Tian,SU Yu,JI Yongliang,et al.Analysis of Positioning Performance of DPE Method Based on BDS B1C Signal [J].RadioEngineering,2023,53(5):1007-1014.]基于北斗B1C 信号的DPE 方法定位性能分析金㊀天,苏㊀雨,纪永亮,鞠㊀易(北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100083)摘㊀要:城市峡谷环境的高精度定位是全球卫星导航定位系统亟待解决的重要问题之一㊂近年来提出的直接位置估计(Direct Position Estimation,DPE)方法是基于 导航域 实现位置的最优估计,现有研究集中于全球定位系统(GlobalPositioning System,GPS)信号进行分析验证,缺乏新体制信号的对比和抗多径原理分析,并且计算量过大不易实现㊂针对以上问题,基于北斗卫星导航系统(BDS)B1C 信号,设计了一种快速DPE 软件接收机,并基于城市峡谷环境下的真实信号验证了BDS B1C 新体制信号DPE 软件接收机的实际性能㊂实际试验表明,相同信号相干积分长度和卫星几何精度因子情况下,DPE 接收机使用二进制偏置载波调制(Binary Offset Carrier,BOC)新体制信号相较于二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)信号在城市峡谷环境下定位精度具有显著提升㊂关键词:最优估计;B1C 信号;直接位置估计;抗多径中图分类号:TN967.1文献标志码:A开放科学(资源服务)标识码(OSID ):文章编号:1003-3106(2023)05-1007-08Analysis of Positioning Performance of DPE Method Based onBDS B1C SignalJIN Tian,SU Yu,JI Yongliang,JU Yi(School of Electronic and Information Engineering ,Beihang University ,Beijing 100083,China )Abstract :High-precision positioning in urban canyon environment is one of the important issues that need to be solved urgently inthe global satellite navigation and positioning system.The direct position estimation (DPE)method proposed in recent years is theoptimal estimation of position based on the navigation domain .Existing research focuses on the analysis and verification of Global Positioning System (GPS)signals,lacks the comparison of new system signals and the analysis of anti-multipath principles,and thecalculation is too large to be implemented.To solve the above problems,a fast DPE software receiver based on BeiDou NavigationSatellite System (BDS)B1C signal is designed,and the practical performance of BDS B1C new system signal DPE software receiver based on the real signal in the urban canyon environment is verified.The experimental results show that under the same signal coherent integration length and satellite geometry accuracy factor,DPE receivers using new Binary Offset Carrier (BOC)system signals have asignificant improvement in positioning accuracy in the urban canyon environment as compared to the Binary Phase Shift Keying(BPSK)signals.Keywords :optimal estimation;B1C signal;DPE;anti-multipath收稿日期:2022-12-25基金项目:国家自然科学基金(62071020)FoundationItem:NationalNaturalScienceFoundationofChina(62071020)0㊀引言全球导航卫星系统(Global Navigation SatelliteSystem,GNSS)在城市峡谷环境下,因受到卫星可见性差㊁几何精度因子低和附近建筑物的信号反射等影响[1],反射或其他非视距(Non Line of Sight,NLOS)信号叠加在直达视距(Line of Sight,LOS)信号之上[2],限制了独立GNSS 导航终端的定位精度[3]㊂近年来,直接位置估计(Direct Position Estima-tion,DPE)方法为城市峡谷等复杂环境下使用GNSS 信号进行定位服务提供了一种新方法㊂DPE 接收机与传统GNSS 接收机分别对接收的卫星信号进行跟踪㊁再进行导航解算的两步法不同,其将码/载波跟踪环路和导航解算集成到一个步骤当中,通过对接收信号进行一步估计获取位置㊁速度和时间(Position,Velocity,and Time,PVT)信息[4]㊂2007年, Closas等[5]分别推导了传统两步法定位方法和DPE 定位方法的克拉美罗下界(Cramér-Rao Lower Bound,CRLB),证明了DPE方法定位性能不弱于传统定位方法㊂Closas等[6]提出了基于DPE方法的GNSS接收机结构设计与实现方法,通过仿真分析证明了这种接收机结构能够在多径传播和弱信号等复杂场景提供PVT信息㊂Gusi-Amigo等[7]对传统定位方法与DPE定位方法在加性高斯白噪声信道下的定位性能进行理论分析,并推导了DPE方法的近似Ziv-Zakai边界,理论结果表明DPE方法在低信噪比场景下具有更好的鲁棒性㊂Axelrad等[8]提出了一种 集体检测 的辅助GPS技术来实现快速捕获和直接定位,其通过正确组合卫星相关值来降低位置解算所需的载噪比,室外实验显示当使用1ms数据时其水平定位精度约为50m㊂Ng等[9]使用自主研发的软件平台Py-GNSS实现了利用NLOS 全球定位系统(Global Positioning System,GPS)信号进行城市导航的DPE方法,通过实验证明DPE方法在水平方向的定位误差比传统标量跟踪方法减少了40m㊂现有的基于DPE方法的接收机研究主要集中于GPS系统的二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)调制信号进行,并未考虑二进制偏置载波调制(Binary Offset Carrier,BOC)新信号体制对DPE接收机性能的影响㊂北斗卫星导航系统(BDS)B1C信号作为北斗三号最主要的公开服务信号为全球用户提供高质量的定位㊁导航及授时服务[10]㊂不少学者对北斗三号的数据质量和定位性能进行了分析与评估[11-15]㊂然而上述分析均基于传统接收机结构进行理论和实验分析,缺乏DPE方法的性能评估㊂基于此,本文从B1C信号应用于DPE方法在弱信号㊁抗多径2个方面的优势进行分析,评估了其在城市峡谷环境下的定位性能㊂1㊀接收信号模型B1C信号是北斗三号系统导航定位服务主用新体制信号[16],载波频率为1575.42MHz,带宽为32.736MHz㊂由于其载波频率与GPS L1C/A㊁伽利略卫星导航系统(GALILEO)E1OS相同,与上述2个频点的导航信号能够实现兼容与互操作㊂B1C 信号为复合包络信号,包含2个正交分量:数据分量和导频分量㊂其中,数据分量采用BOC(1,1)调制;导频分量采用QMBOC(6,1,4/33)调制[17],由低频子载波BOC(1,1)和高频子载波BOC(6,1)组成㊂目前B1C信号支持宽带接收和窄带接收2种测量方法[18]㊂B1C接收信号经过射频前端滤波㊁放大㊁下变频和AD转换后,其中频信号可以表示为: r(tk)=ðN i=1{r i B1C_data(t k)+j r i B1C_pilot(t k)}+n(t k),(1) r i B1C_data(t k)=12D i B1C_data(t k,τi,f d i,t k)C i B1C_data(t k,τi,f d i,t k)㊃sc i B1C_data(t k,τi,f d i,t k,θi,0,f IF),(2) r i B1C_pilot(t k)=32C i B1C_pilot(t k,τi,f d i,t k)㊃sc i B1C_pilot(t k,τi,fd i,t k,θi,0,f IF),(3)式中:r i B1C_data(t k)为第i颗星的数据分量, r i B1C_pilot(t k)为第i颗星的导频分量,N为可见星总数量,t k为采样时间,τi为第i颗星的传播延时,f di,t k 表示t k时刻的多普勒频移,θi,0表示第i颗星的初始载波相位,f IF为信号中频载波频率,D i B1C_data表示第i颗星数据支路导航电文数据,C i B1C_data为第i颗星数据支路测距码,sc i B1C_data为第i颗星数据支路子载波,C i B1C_pilot表示第i颗星导频支路测距码,sc i B1C_pilot 表示第i颗星导频支路子载波㊂采用直接位置估计方法进行导航参数估计时需要将所有可见星的信号在导航域进行能量累加,之后通过一步估计得到导航解㊂城市峡谷弱信号环境下,所有可见星一个码周期的能量累加值难以实现精确的位置估计㊂为了减少算法计算量和复杂度,本文仅使用信号导频支路进行信号能量累加㊂一方面,B1C信号数据信道和导频信道功率比为1ʒ3;另一方面,B1C信号导频支路有10ms码周期,具有更大的相干积分增益㊂综上所述,B1C信号相比其他GNSS信号在DPE接收机城市峡谷环境应用中具有更明显的优势㊂根据以上分析,中频信号可以简化为:㊀㊀r(t k)=ðN sat=1{j A i C i B1C_pilot(t k,τi,f d i,t k)㊃sc i B1C_pilot(t k,τi,f d i,t k,θi,0,f IF)}+n(t k),(4)式中:A i为导频支路信号幅度㊂2㊀直接位置估计方法2.1㊀极大似然估计基于导航域的直接定位方法可以实现导航参数的最优估计[19]㊂DPE的导航域待求解是一个七维的状态矢量χ=[P T,v T,δt]T,P=[x,y,z]表示接收机在ECEF坐标系下的三维位置坐标向量,v=[v x, vy,v z]表示接收机地心地固(Earth-Centered Earth-Fixed,ECEF)坐标系下三维速度向量,δt表示时钟偏差㊂DPE方法的核心思想是建立用户接收机位置坐标与用户接收机接收信号中所有卫星的传输时延和多普勒频率之间的联系㊂DPE方法可以看作传统方法的逆过程㊂传统方法通过分别在不同信号处理通道最大化接收信号和本地产生的卫星PRN序列之间的相关性来估计不同可见星的传输时延和多普勒频率㊂DEP方法通过定义一组候选位置集,将候选位置集中的每一个位置元素与时间延迟紧密联系起来,以联合方式计算所有候选位置元素处的相关能量㊂本地复制信号可以看作是可见星信号的联合信号㊂最后,通过代价函数选择最大化相关性的候选位置元素作为估计位置㊂代价函数是从接收信号中获取PVT参数的最大似然估计,可以表示为:χ^=argmaxχ{ðM i=1Λi(τi(χ),f d i(χ))},(5)式中,M表示可见星数量,Λi(τi(χ),f d i(χ))表示候选位置χ处第i个可见星的预测信号和接收信号的相关值,该相关值大小由预测码相位和多普勒频率共同决定㊂2.2㊀2层网格搜索方法式(5)所示为七维的非凸函数优化问题,为了降低直接求解庞大的计算量,本文将其问题降阶为求解三维的非凸函数优化问题㊂钟差作为先验信息添加到预测信号的生成过程中㊂导航域的状态矢量简化为:χ=[x,y,z]T㊂(6)将式(6)带入式(5)可得简化后的代价函数为:χ^=argmaxχ{ðM i=1Λi(x,y,z)}㊂(7)因此,代价函数的求解仅与待求解位置相关㊂传统的DPE接收机使用二分搜索算法[20]或稀疏度不同的离散网格搜索算法[21]实现快速位置估计㊂城市峡谷环境下根据传统定位方法获取的先验位置预测值受多径影响具有较大误差,采用传统搜索方法对式(7)进行求解时存在定位精度差㊁计算复杂度高和局部收敛等问题㊂本文使用2层网格搜索算法对式(7)进行求解,具体步骤如下:①把传统定位方法获得的定位结果χ-=[x-,y-,z-]T作为当前接收机导航状态量的先验预测值㊂②以γ-为中心,生成第一层等间隔的离散网格点[χ-1,χ-2, ,χ-N]㊂综合考虑搜索范围和计算复杂度,本文选择网格间隔为10m,网格范围为ʃ100m㊂③将2中生成的离散网格点带入式(7),得到第一层网格的粗略位置估计值χ㊃=[x㊃,y㊃,z㊃]T㊂④以第一层网格搜索位置估计结果χ㊃为中心,生成第二层精细化等间隔的离散网格点[χ㊃1,χ㊃2, ,χ㊃M]㊂考虑到参数估计更高的分辨率,本文选择网格间隔为1m,网格范围为ʃ10m㊂⑤将4中生成的精细化离散网格点带入式(7),可以得到搜索范围内的全局最优解χ^=[x^, y^,z^]T㊂2层网格搜索算法具有以下3点优势:①第一层全局粗略搜索能够有效避免传统二分搜索算法在多径误差下由先验预测值误差引起的局部最优收敛;②第二层精细化网格搜索相较于稀疏度不同的离散网格搜索算法在先验预测值存在较大多径误差情况下能够有效提高参数估计精度;③相较于全局精细化搜索,2层网格搜索算法极大减小了搜索网格点数㊂为方便理解,以x㊁y二维搜索为例,2层网格搜索算法的原理如图1所示㊂图1㊀2层网格搜索算法原理Fig.1㊀Principle of two-level grid search algorithm3㊀多径误差分析影响GNSS接收机定位精度的误差主要包括电离层延迟㊁对流层延迟㊁卫星时钟误差㊁相对论误差和多径误差等㊂其中,卫星时钟误差㊁对流层延迟㊁电离层延迟和相对论误差等可以通过理论模型㊁差分技术来抑制或者消除㊂多径误差由于其与接收机周边环境的强相关性,是目前最难消除的误差之一㊂城市峡谷环境下,天线接收信号是直射信号与多个反射信号产生干涉后的合成信号㊂多径信号对传统接收机信号处理的影响主要体现在两方面:一方面,伪码跟踪环跟踪的是合成信号的伪码相位,合成信号与本地信号的相关函数会发生畸变,从而导致延迟锁相环(Delay Loop Lock,DLL)跟踪误差;另一方面,载波跟踪环通过利用本地载波与接收信号载波直接的相位差来动态调整本地载波相位,当接收信号为合成信号而不是直射信号时,二者之间存在偏差㊂多径信号对载波跟踪的影响远小于对伪码跟踪的影响,伪码跟踪误差可以达到百米量级,载波相位误差为厘米级㊂DPE方法根据相关能量直接进行位置估计㊂本地复制伪码与合成信号的相关运算,可以看作是伪码分别与直射信号和反射信号的相关值累加结果㊂根据式(4)可以得到B1C合成信号的自相关函数:㊀㊀RΣ(τ)=R(τ)+R M(τ)=R(τ)+ðM i=1αi R(τ-τi)cosϕi,(8)式中:R(τ)表示本地复制伪码与直射信号的相关函数,R M(τ)表示本地复制伪码与反射信号的相关函数,αi㊁τi㊁ϕi分别为第i个反射信号相对于直射信号的幅值㊁延时和相位㊂由于QMBOC(6,1, 4/33)信号绝大部分功率是由BOC(1,1)组成,为了减少相关时的计算量,本文使用BOC(1,1)信号相关函数进行后面的分析㊂一方面,BOC(1,1)信号相关函数如图2所示,相对于相同码速率的GPS L1BPSK调制信号更加陡峭,具有更好的多径分辨能力[22];另一方面,直接位置估计方法本身的抗多径性能相比传统定位方法更加优异,具体建模分析如下㊂本文以直射信号存在情况下,只有1条反射路径下的信号进行叠加为例进行数学建模㊂首先对相关函数进行归一化处理,可以将式(8)中相关函数分别表示为分段函数:R(τ)=-1-τ,τɪ[-1,-0.5)3τ+1,τɪ[-0.5,0)-3τ+1,τɪ[0,0.5)τ-1,τɪ[0.5,1)ìîíïïïï,(9)RM(τ)=-α1㊃(τ-τ1)㊃cosϕ1-α1㊃cosϕ1,τɪ[τ1-1,τ-0.5)3㊃α1㊃(τ-τ1)㊃cosϕ1+α1㊃cosϕ1,τɪ[τ1-0.5,τ1)-3㊃α1㊃(τ-τ1)㊃cosϕ1+α1㊃cosϕ1,τɪ[τ1,τ+0.5)α1㊃(τ-τ1)㊃cosϕ1-α1㊃cosϕ1,τɪ[τ+0.5,τ+1)ìîíïïïï,(10)式中:ϕ1ɪ[0,2π),α1ɪ[0,1]㊂当τ1小于0.5个码片时组合信号的相关函数可以表示为:RΣ(τ)=-1-τ,τɪ[-1,τ1-1)(-1-α1㊃cosϕ1)㊃τ+α1㊃cosϕ1㊃(τ1-1)-1,τɪ[τ1-1,τ1-0.5)(3+3㊃α1㊃cosϕ1)㊃τ+(1-3㊃τ1)㊃α1㊃cosϕ1+1,τɪ[τ1-0.5,0)(3㊃α1㊃cosϕ1-3)㊃τ+(1-3㊃τ1)㊃α1㊃cosϕ1+1,τɪ[0,τ1)(-3-3㊃α1㊃cosϕ1)㊃τ+(1+3㊃τ1)㊃α1㊃cosϕ1+1,τɪ[τ1,0.5)(1-3㊃α1㊃cosϕ1)㊃τ+(1+3㊃τ1)㊃α1㊃cosϕ1-1,τɪ[0.5,τ1+0.5)(1+α1㊃cosϕ1)㊃τ-(1+τ1)㊃α1㊃cosϕ1-1,τɪ[τ1+0.5,1)α1㊃(τ-τ1)㊃cosϕ1-α1㊃cosϕ1,τɪ[1,τ1+1)ìîíïïïïïïïïïïï㊂(11)㊀㊀根据式(11),当反射波幅值α1为0.5,延时τ1为0.4码片,相对相位ϕ1为0ʎ时,合成信号的相关函数如图2(a)所示,其他参数相同,相对相位ϕ1为180ʎ时,合成信号的相关函数如图2(b)所示㊂(a)同相(b)反相图2㊀BOC信号多径误差Fig.2㊀BOC signal multipath error由图2可以看出,不论多径信号同相还是反相,合成信号的自相关函数均不再关于0码片偏移量处左右对称㊂传统定位方法通过码环鉴别器不断调整本地复制伪随机码相位,直到超前和滞后相关器输出的相关结果E 与L 相等为止,此时码环跟踪误差等于0㊂多径信号引起的码相位测量误差是以自相关函数值相等的E 和L 水平连线线段中点至0码片偏移量处的水平距离δcp ㊂同相多径信号会使伪距测量值偏大,反相多径信号会使伪距测量值偏小㊂因此,传统两步法定位方法定位结果受多径信号影响较大㊂DPE 方法直接通过对相关峰最高值的位置估计进行位置解算,从图2中可以看出,多径信号的存在情况下合成信号的自相关函数峰值与直射信号的自相关函数峰值均位于同一相位处㊂因此DPE 方法能够有效抑制多径信号对定位精度的影响㊂4㊀实验结果及分析为了对BDS B1C 信号直接定位方法在城市峡谷环境的定位性能进行评估,本文搭建了基于DPE 方法的软件接收机性能评估平台,包括天线㊁功分器㊁多通道信号采集器㊁GNSS 软件接收机㊁DPE 软件接收机和数据分析模块㊂性能评估平台工作流程如图3所示㊂图3㊀性能评估平台半实物原理Fig.3㊀Semi-physical schematic diagram of performance evaluation platform㊀㊀为了模拟更加接近真实的城市峡谷环境,选择位于环形楼宇中心的实际信号采集点,数据采集环境如图4所示㊂图4㊀实测数据采集场景Fig.4㊀Measured data acquisition scene使用功分器将天线接收信号分为2路,分别通过多通道信号采集器采集中频数据,数据采集参数如表1所示㊂表1㊀数据采集参数Tab.1㊀Data acquisition parameters参数数值中频频率/MHz 27.92采样率/MHz 112前端带宽/MHz 40数据量化位数/b 1GPS GDOP5.61BDS GDOP5.75定位卫星数量5㊀㊀采集后的中频数据,一路数据由GNSS 软件接收机进行处理,另一路数据由DPE 软件接收机进行处理㊂数据分析模块完成2种软件接收机输出结果与标定基准坐标的对比分析㊂信号采集时GPS 卫星分布如图5所示㊂信号采集时刻播发BDS B1C 信号的卫星分布如图6所示㊂分别用传统软件接收机㊁DPE 软件接收机对采集到的实际信号进行处理,相关长度均为10ms㊂图7为BDS B1C 信号和GPS L1C /A 信号使用2种定位方法的定位误差比较㊂图5㊀GPS 卫星几何分布Fig.5㊀Geometric distribution of GPS satellites图6㊀BDS 卫星几何分布Fig.6㊀Geometric distribution of BDSsatellites图7㊀不同定位方法的定位误差Fig.7㊀Positioning errors of different positioning methods表2给出了实测信号2种定位方法定位误差的均值㊁标准差和均方根误差㊂表2㊀不同定位方法定位误差比较Tab.2㊀Comparison of positioning errors of different methods单位:m接收机类型信号类型均值标准差均方根误差SDR 接收机GPS L1C /A18.90 3.5519.24BDS B1C13.16 1.5613.25DPE 接收机GPS L1C /A14.03 2.7114.29BDS B1C10.342.7210.69㊀㊀可以明显看出,在实际城市峡谷环境下,DPE 接收机使用GPS L1C /A 信号和BDS B1C 信号相较于传统接收机均方根误差分别降低了25.7%㊁19.3%㊂因此,DPE 接收机相较于传统接收机在城市复杂环境下具有明显性能优势㊂使用相同相关长度情况下,BDS B1C 信号能够显著提高DPE 接收机的定位精度,相较于使用GPS L1C /A 信号平均误差和均方根误差分别降低了26.3%和25.2%㊂采用2层网格搜索算法在不降低定位精度的情况下,三维搜索位置点数从8120601降低为18522,计算量得到显著降低㊂为了分析实际城市峡谷环境下信号相关长度对定位性能的影响,图8为DPE 软件接收机分别处理BDS B1C 信号和GPS L1C /A 信号使用不同相关长度的定位误差对比㊂图8㊀不同相关长度的定位误差Fig.8㊀Positioning errors of different correlated lengths表3给出了2种信号在不同相关长度下定位误差的均值㊁标准差和均方根误差㊂可以看出,增加信号相关长度可以显著提高定位精度㊂BDS B1C 信号和GPS L1C /A 信号在30ms 相关长度下均方根误差相比10ms 相关长度分别提升约15.4%㊁9.7%㊂BDS B1C 信号在相同相关长度下的均方根误差均小于GPSL1C /A 信号㊂表3㊀不同相关长度定位误差比较Tab.3㊀Comparison of positioning errors of different correlated lengths定位方法信号类型信号相关长度/ms均值/m 标准差/m 均方根误差/mDPEBDS B1CGPS L1C /A1010.34 2.7210.69209.63 2.9710.07308.552.949.041014.03 2.7114.292013.53 2.3613.733012.652.5712.915㊀结束语本文对BDS B1C信号在DPE方法应用中的弱信号优势和抗多径性能进行了分析,设计实现了一种基于BDS B1C信号的快速DPE软件接收机,将BDS B1C信号体制设计的优异多径分辨能力和直接位置估计方法的抗多径原理相结合来提高接收机在城市复杂环境下的定位精度,并且应用提出的2层网格搜索算法在保证全局最优求解前提下极大地降低了全局搜索的计算量㊂在城市峡谷环境中开展的实际信号定位实验结果表明,30ms相关长度下基于BDS B1C信号的DPE接收机静态定位平均误差为8.55m,均方根误差为9.04m㊂城市峡谷环境静态定位时,同等条件下基于BDS B1C信号的DPE接收机定位精度明显优于传统接收机和基于GPS L1C/A信号的DPE接收机㊂验证了基于BDS B1C信号的DPE接收机在城市峡谷环境下的性能优势,具有一定的实际应用前景㊂参考文献[1]㊀XIE P,PETOVELLO M G.Measuring GNSS MultipathDistributions in Urban Canyon Environments[J].IEEETransactions on Instrumentation and Measurement,2015,64(2):366-377.[2]㊀BRAASCH M S.Performance Comparison of Multipath Mit-igating Receiver Architectures[C]ʊ2001IEEE AerospaceConference Proceedings.Big 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江西省分宜中学2023-2024学年高三第二次调研语文试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

1、阅读下面的文字，完成下面小题。

摩洛哥王子徐则臣要不是碰上个卖唱的，这辈子我都不会关心摩洛哥在哪里。

那家伙唱得真不错，嗓子一会儿像刘欢一会儿像张雨生。

模仿田震《自由自在》的时候，我跟上他的那种狭窄、茫然又激越的声音，可以乱真。

当然，跟上之前我给了他十块钱。

给钱的时候我脸是红的。

我心疼，十块钱不是小数目。

但已经掏出来了，哪好意思再塞回兜里呢。

他看出来我喜欢田震的歌，接下来他唱的都是田震的歌，《执着》《干杯朋友》月牙泉》《未了情》。

从地铁的这头唱到那头。

地铁在西直门站停下，我得下车了。

他停下弹奏和歌唱，扭着身子指自己后背。

他的夹克上印着五个字：摩洛哥王子。

回到平房，我跟行健说：“见着摩洛哥王子了。

摩洛哥在哪儿啊？”行健哼了一声：“我还见着西班牙王妃了呢。

”米萝已经从他的百宝箱里翻出了世界地图，旧书摊上花两块钱买的。

“北非，在北非。

头顶上就是西班牙。

”他把地图摊在我们的小饭桌上，我把脑袋也伸过去。

摩洛哥头顶上不仅有西班牙，还有葡萄牙。

左边是浩瀚的大西洋，右边是阿尔及利亚。

边境之南是我只在地理课本.上见过的毛旦塔尼亚。

聊完就洗洗睡了。

很快我们就把摩洛哥和卖唱的小伙子忘到了脑后。

不是记不住，是所有激动人心的事情最终跟我们都没关系。

我们还住在北京西郊的一间平房里，过着以昼伏夜出为主的日常生活。

我依然隔三差五地出没在地铁2号线沿线，逢人不备的时候，鬼鬼祟祟地帮我办假证的姑父洪三万打小广告。

行健和米萝也是，他们帮陈兴多打小广告，偶尔我们会在同一条街或者同一条地铁线上碰头。

2020年4月第2期现代导航·105·北斗三号新体制信号数据质量分析与接收机性能评估戴凯阳1，李保东2，张键1（1 中国电子科技集团公司第二十研究所，西安 710068；中国人民解放军32021部队，北京，100094）摘 要：本文主要对三种不同北斗三号接收机及其新体制信号从完整性、多路径效应、周跳比、信噪比等数据质量指标以及零基线方面进行分析评估，结果表明：北斗三号新体制信号数据质量整体较好；在B2a频点，接收机之间的一致性较高，B1C频点各家接收机还需要在性能方面进一步提升。

关键词：北斗三号；数据质量；北斗三号接收机；零基线中图分类号：TN967 文献标识码：A 文章编号：1674-7976-(2020)-02-105-04New Signal Data Quality Analysis and Receiver Performance Evaluation of BDS-3DAI Kaiyang, LI Baodong, ZHANG JianAbstract: This paper mainly analyzes and evaluates the three BDS-3 receivers and their new system signals from data quality such as integrity, multipath effect, cycle slip ratio, signal-to-noise ratio, and zero baseline tests. The results show that the new signal data of the BDS-3 is qualified. The consistency between receivers is high at the B2a frequency, and the receivers at the B1C frequency need further improvement.Key word:BDS-3; Data Quality; BDS-3 Receiver; Zero-Baseline0 引言随着2019年12月16日第52、53颗北斗导航卫星在我国西昌发射中心发射成功，北斗三号24颗中圆地球轨道卫星（MEO）全部部署完毕。

2018—2019学年第二学期合肥一中合肥六中高二年级期中考试语文试卷现代文阅读论述类文本阅读阅读下面的文字，完成小题。

金庸小说从文化角度构建了中国的民族国家形象，建立了一个磅礴宏伟的“文化中国”，从而赢得了不同政治立场、不同价值观念的大多数读者的喜爱。

这是金庸小说的决定性魅力。

金庸小说对中国传统文化的展示是在两个向度上同时进行的。

一个是从大处着眼，展示中华文化的多样性、综合性、融汇性；再一个是从小处入手，展示中华文化的奇妙性、精巧性和艺术性。

从大的方面来说，金庸小说涉及儒家、墨家、道家、佛家等中国文化思想层面，组成了一部“三教九流”众声喧哗的文化交响乐。

同时，他从地域文化的角度描写了中国东西南北不同地域各具特色、神采各异的文化风貌，并且写出了不同朝代、不同历史时期中国传统文化的起伏演变，从而构成了一幅动态的、立体的中国文化长篇画卷。

在金庸的前期作品中，儒家思想和墨家思想明显占据显要的甚至主导的地位：《书剑恩仇录》和《碧血剑》都对主人公为民请命、为民锄奸的正义行为持赞赏笔调，《射雕英雄传》更是把郭靖所代表的义无反顾、勇往直前的儒墨精神褒扬到了极致。

在金庸的中期作品中，道家思想、游仙思想开始令人注目：《神雕侠侣》可以看做从前期进入中期的一座分水岭，这部作品既有郭靖掷地有声的“为国为民，侠之大者”之举，又有杨过蔑视宗法礼教、为个人爱情不惜与整个武林为敌以及单人独剑四方漂游之行。

在金庸的后期作品中，佛家思想的气息愈来愈浓，在《连城诀》和《侠客行》中，是非善恶已经开始变得扑朔迷离、标准难立，狄云和石破天对于究竟应该如何做人，可以说自始至终也没有找到答案。

金庸的作品涉及几乎所有的中国文化分区，从《雪山飞狐》中的雪山极顶到《天龙八部》中的苍山洱海，从《书剑恩仇录》中的新疆雪莲到《笑傲江湖》中的福建山歌……经常在一些大部头的作品中带领读者进行全方位的中国文化旅游。

金庸不仅描绘出了各地不同的景物、风俗，更写出了各地文化本质上的区别，使读者鲜明地感受到中国文化的“版块构成”。

《科技传播》2019·5（下）199科学普及实践（4）：19.[2]杜闻远.需要对写作下苦功夫——学习邹韬奋勤于写作的优良作风[J].新闻战线，1962（1）：14-15.[3]傅璇琮.我和古籍整理出版工作[M]//唐宋文史论丛及其他.郑州：大象出版社，2004：639.[4]傅璇琮.《我和古籍整理出版工作》[M]//唐宋文史论丛及其他.郑州：大象出版社，2004：642.[5]傅璇琮.闻一多与唐诗研究[M]//治学清历.北京：首都师范大学出版社，2010：363.[6]傅璇琮.我和古籍整理出版工作[M]//唐宋文史论丛及其他.郑州：大象出版社，2004：645.[7]傅璇琮.我和古籍整理出版工作[M]//唐宋文史论丛及其他.郑州：大象出版社，2004：647.[8]傅璇琮.黄庭坚和江西诗派资料汇编[M].北京：中华书局，1978：1004-1005.[9]傅璇琮.学术理性的启示[M]//濡沫集.北京联合出版公司，1997：29.[10]傅璇琮.我和古籍整理出版工作[M]//唐宋文史论丛及其他.郑州：大象出版社，2004：647.[11]傅璇琮.编辑与学届之情谊——编辑工作掇议[M]//治学清历.北京：首都师范大学出版社，2010：346.[12]傅璇琮.我和古籍整理出版工作[M]//唐宋文史论丛及其他.郑州：大象出版社，2004：649.[13]傅璇琮.我和古籍整理出版工作[M]//唐宋文史论丛及其他，郑州：大象出版社，2004：645.[14]罗宗强.唐诗论学丛稿·序[M].唐诗论学丛稿，北京：京华出版社，1999：1.[15]傅璇琮.传统研究与当代意识——陈良运《周易与中国文学序》[J].文史哲，1999（4）：8.[16]傅璇琮.我和古籍整理出版工作[M]//唐宋文史论丛及其他，郑州：大象出版社，2004：650.[17]傅璇琮.治学清历·序[M].北京：首都师范大学出版社，2010：22.[18]傅璇琮.学术理性的启示[M].濡沫集，北京：北京联合出版公司，1997：3.[19]张剑.傅璇琮：只为学界办实事[N].光明日报，2016-12-29（06）.[20]张剑.傅璇琮：只为学界办实事[N].光明日报，2016-12-29（06）.[21]罗容海.那一面大纛永远高悬——《傅璇琮先生纪念集》书里书外[N].光明日报，2017-5-4（16）.[22]张剑.傅璇琮：只为学界办实事[N].光明日报，2016-12-29（06）.[23]邹韬奋，聂震宁.能与为[M].转到光明去，上海：上海交通大学出版社，2017：179.[24]傅璇琮.我和古籍整理出版工作[M]//唐宋文史论丛及其他，郑州：大象出版社，2004：646.国内首个北斗三号全芯片解决方案发布5月22日，在第十届中国卫星导航年会上，广州海格通信集团发布了国内首个支持北斗三号应用的基带+射频全芯片解决方案。

人员安全管理系统解决方案一、建设目标根据企业的管理需求及政策要求，建设基于新一代物联网定位技术的“人员安全管理系统”的目标如下：1、实现外来人员人车行为管理数字化、可视化、信息化；现有的管理方式比较传统，信息流不直观。

2、进一步加强与视频监控系统的关联性；摄像头脱离空间地理信息，调取查看不方便。

3、提升完善数据分析能力，提高信息的准确率；人员违规行为的管理，缺乏统计分析结果，没有发挥数据价值。

4、深入挖掘GIS空间地理信息技术，提升安全管理的智能化；管理手段单一，不能实时监管人员行为。

人员信息、摄像头、各类预警信息等无法在一张图上管理。

事故发生时，指挥调度不够快速。

二、系统总体设计1.系统概述采用我国自主研发的北斗定位技术，实现工厂室内外高精度定位。

实时精确定位员工位置，将外来人员、车辆位置信息、风险分区信息等显示在工厂控制中心监控大屏。

本系统基于位置服务，对厂区进行涉密区域管控、人员位置监管、人员违规行为纠偏，通过精准定位给提高了人员管理的效率，发挥出数据价值。

2.设计原则➢标准化和规范化原则：严格遵循国家有关法律法规和技术规范要求，从业务、技术、运行管理等方面对项目的整体建设和实施进行设计，充分体现标准化和规范化。

➢先进性和成熟性原则：在设计理念、技术体系、产品选用等方面要求先进性和成熟性的统一，以满足系统在很长的生命周期内有持续的可维护性和可扩展性。

➢可靠性：在充分考虑先进性的同时，硬件和软件系统应立足于用户对整个系统的具体需求，应优先选择先进、适用、成熟的技术，确保系统运行的可靠和稳定，达到最大的平均无故障时间。

➢实用性和经济性：系统建设应始终贯彻面向应用，注重实效的方针，坚持实用、经济的原则。

➢安全性和保密性：在系统设计中，既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。

➢开放性：设计遵循开放性和可扩展性原则设计，能够支持扩展，支持数据、服务、软件接口标准，系统可以进行功能的定制开发，能够与其他系统互联互通，具有与其他应用系统进行信息交互和信息共享的能力。

本刊特稿Special Reports2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式举行。

中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席仪式，宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通。

8月3日，北斗三号全球卫星导航系统建成开通新闻发布会召开。

会上介绍了北斗三号全球卫星导航系统建成开通有关情况，发布了相关服务的接口控制文件。

工程建设提前半年完成，彰显中国速度攻坚克难，完美收官。

北斗三号2009年11月启动建设。

10余年来，工程建设历经关键技术攻关、试验卫星工程、最简系统、基本系统、完整系统五个阶段，提前半年完成全球星座部署，开通全系统服务。

建成即开通、开通即服务，工程建设取得巨大成就。

系统功能强大性能一流，展现中国品质追求卓越，世界一流。

建设目标对标国际，迭代升级、实施增量工程，功能性能指标达到世界一流。

一是系统功能强大。

北斗三号具备导航定位和通信数传两大功能，可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务，是功能强大的全球卫星导航系统。

二是性能指标先进。

全球范围定位精度优于10m、测速精度优于0.2m/s、授时精度优于20ns、服务可用性优于99%，亚太地区性能更优。

综合效益显著成果丰硕，凝结中国智慧一是国之重器，利国惠民。

北斗系统已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，融入电力、金融、通信等国家核心基础设施建设。

二是中国北斗，世界北斗。

北斗已是联合国认可的四大全球卫星导航系统之一。

与美国、俄罗斯、欧盟卫星导航系统的兼容与互操作及系统间合作持续深化。

相继进入民航、海事、搜救卫星、移动通信等多个国际组织，多个支持北斗系统的国际标准已发布。

打造综合定位导航授时体系，再续中国创造秉承“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”的发展理念，大力弘扬“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神，2035年前将建成更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系，为未来智能化、无人化发展提供核心支撑，持续推进系统升级换代，融合新一代通信、低轨增强等新兴技术，大力发展量子导航、全源导航、微PNT 等新质能力，构建覆盖天空地海、基准统一、高精度、高智能、高安全、高效益的时空信息服务基础设施。

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、授时效劳,并具短报文通信水平,已经初步具备区域导航、定位和授时水平,定位精度优于20m,授时精度优于100ns. 2021年12月27日,北斗系统空间信号接口限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、授时效劳.1北斗卫星导航系统根本信息介绍中国在2003年完成了具有区域导航功能的北斗卫星导航试验系统,之后开始构建效劳全球的北斗卫星导航系统,于2021年起向亚太大局部地区正式提供效劳,并方案至2021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给商.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〞卫星导航定位系统那么采用主动式双向测距二维导航,由地面中央限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局部,由两种根本形式的卫星组成,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局部组成.卫星平台由测控、数据治理、姿态与轨道限制、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,具有公开效劳和授权效劳两种效劳模式［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 在体制上的差异主要是：第二代用户机可免发上行信号,不再依靠中央站电子高 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,并可提升用户位置隐蔽性.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局部、地面中央限制系统和用户终端3个局部 组成.空间局部由轨道高度为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,只是用于在地面中央站与用户之间进行双向信号中继.卫星电波地面中央站图1.1北斗卫星导航定位系统定位原理图 日星2能覆盖地球外表42%的面积,其覆盖的经度为100°,纬度为N81°其轨道如图1. 2所示. 地面中央限制系统是北斗导航系统的中枢,包括1个配有电子高程图的地面 中央站、地面网管中央、测轨站、测高站和数十个分布在全国各地的地面参考标 校站,主要用于对卫星定位、测轨,调整卫星运行轨道、姿态,限制卫星的丁作,测 量和收集校正导航定位参量,以形成用户定位修正数据并对用户进行精确定位. 用户终端为带有定向天线的收发器,用于接收中央站通过卫星转发来的信号和向 中央站发射通信请求,不含定位解算处理功能.根据应用环境和功能的不同,北 斗用户机分为普通型、通信型、授时型、指挥型和多模型用户机5种,其中,指挥 型用户机又可分为一级、二级、三级3个等级.时间系统和坐标系统:时间系统采 用UTC (世界协调时),坐标系统采用1954年北京坐标系和1985年中国国家高程 系统.未来的北斗卫星导航系统(COMPASS)将由分布在3个轨道面上的30颗中 等高度轨道卫星(MEO)和均匀分布在一个轨道面的5颗地球同步卫星构成.非静 止轨道上,每个轨道面10颗卫星,其中1颗为备用,轨道倾角为56 .卫星轨道半长 轴约为2.7万km .1.3北斗卫星导航系统的工作过程地面限制中央向卫星I 和卫星II 同时发送询问信号,经卫星转发器向效劳区内的用户播送.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,经卫星转发回中央限制系统［2.中央限制系统接收并解调用户发来的信号,然 后根据用户申请的效劳内容进行相应的数据处理.对定位申请,中央限制系统测 出两个时间延迟：即从中央限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S81图1.2北斗双星导航系统卫星轨道央限制系统的延迟；和从中央控制系统发出询问信号,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央限制系统的延迟.由于中央限制系统和两颗卫星的位置均是的, 可以由上述两个延迟量计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；另夕卜,中央限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,又知道用户处于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上.因此,中央限制系统利用数值地图可计算出用户所在点的三维坐标,并与相关信息或通信内容发送到卫星,经卫星转发器传送给用户或收件人.北斗卫星导航定位系统的工作步骤如下：(1)地面限制中央向2颗卫星发送询问信号;⑵卫星接收到询问信号,经卫星转发器向效劳区用户播送询问信号;⑶用户响应其中1颗卫星的询问信号,并同时向2颗卫星发送回应信号;(4)卫星收到用户响应信号,经卫星转发器发送回地面限制中央；(5)地面限制中央收到用户的响应信号,解读出用户申请的效劳内容；(6)地面限制中央利用数值地图计算出用户的三维坐标位置,再将相关信息或通信内容发送到卫星；(7)卫星在收到限制中央发来的坐标资料或通信内容后,经卫星转发器传送给用户或收件人. 2北斗卫星导航系统的功能优势北斗卫星导航系统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效劳的一种全天候、区域性的卫星定位系统.2.1北斗卫星导航系统具有的三大功能(1)快速定位：系统可为效劳区内用户提供全天候、高精度、快速实时定位(可在1秒之内完成)、效劳,定位精度为20〜100m;(2)短报文通信：系统用户终端具有双向数字报文通信功能,注册用户利用连续传送方式可以传送多达120个汉字的信息；(3)精密授时：系统具有单向和双向两种授时功能.根据不同的精度要求,利用授时终端,完成与CNSS之间的时间和频率同步,提供100ns (单向授时)和20ns (双向授时)的时间同步精度.2.2北斗卫星导航系统具备的优势(1)同时具备定位与通信双重功能,无需其它通信系统支持,而GPS、GLONASS只能定位；(2)覆盖范围较大,没有通信盲区.北斗系统覆盖了中国及周边国家和地区, 不仅可为中国、也可为周边国家效劳；(3)特别适合集团用户大范围监控与治理；(4)独特的中央节点式定位处理和指挥型用户机设计.它不仅能使用户知道自己的所处的位置,还可以告诉别人自己的位置所处的地方,特别适用于需要导航与移动数据通信场所,如交通运输、调度指挥、搜索营救、地理信息实时查询等；(5)自主系统,高强度加密设计,平安、可靠、稳定,适合关键部门应用；(6)接收终端不需铺设地面基站,用户终端相对廉价.(北斗卫星导航定位系统的潜力主要表达在定位通信综合领域上.目前仅需要定位的用户,对北斗的需要不迫切；对于既需要定位又需要把位置信息传递出去的用户,北斗卫星导航定位系统是非常有用的.〕3北斗卫星导航系统的应用3.1北斗卫星导航系统的应用范围“北斗〞卫星导航试验系统自2003年正式提供效劳以来,在交通运输、海洋渔业、水文监测、气象测报、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾和国家平安等诸多领域得到广泛应用,产生显著的社会效益和经济效益.特别是在南方冰冻灾害、四川汶川和青海玉树抗震救灾、北京奥运会以及上海世博会中发挥了重要作用.1〕在交通运输方面,基于“北斗〞卫星导航试验系统的“新疆公众交通导航监控系统〞、“公路根底设施平安监控系统〞以及“港口高精度实时定位调度监控系统〞等应用推广工作,取得了良好的示范效果.2〕在海洋渔业方面,基于“北斗〞卫星导航试验系统的海洋渔业综合信息效劳平台,为渔业治理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港治理等效劳.3〕在水文监测方面,基于“北斗〞卫星导航试验系统的水文监测系统,实现多山地域水文测报信息的实时传输,提升灾情预报的准确性,为制订防洪抗旱调度方案提供重要的保证. 4〕在气象测报方面,成功研制一系列气象测报型“北斗〞终端设备,形成实用可行的系统应用解决方案,解决中国气象局和各地气象中央气象站的数字报文自动传输问题.5〕在森林防火方面,“北斗〞卫星导航试验系统成功应用于森林防火系统,其定位与短报文通信具有较好实际应用效果.6〕在通信时统方面,成功开展“北斗〞双向授时应用示范,突破光纤拉远等关键技术,研制出一体化卫星授时系统.7〕在电力调度方面,成功开展基于“北斗〞卫星导航试验系统的电力时间同步应用示范,为电力事故分析、电力预警系统、保护系统等高精度时间应用创造了条件.8〕在救灾减灾方面,基于“北斗〞卫星导航试验系统的导航定位、短报文通信以及位置报告功能,提供全国范围的实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等效劳,显著提升了灾害应急救援的快速反响水平和决策水平.“北斗〞卫星导航系统建成后将为民航、航运、铁路、金融、邮政等行业提供更高性能的定位、导航、授时和短报文通信效劳.3.2北斗卫星导航系统的应用特点北斗卫星导航定位系统由空间卫星、地面主控站〔限制中央〕与标校站和用户终端设备三大局部组成,它具有快速二维定位、双向简短报文通信和精密授时三大根本功能.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.地面限制中央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⑶.北斗卫星导航定位系统主要应用特点如下[4-5]: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外乡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〔16〕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系统的民用精度根本相当,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个效劳等级,对应的定位响应时延分别为:一类用户5s,二类用户2$,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、用户与地面限制中央之间的双向报文通信水平. 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效劳,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治理和通信不兴旺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、GLONASS系统〕并不具备.4〕系统有源定位体制使用户定位的隐蔽性、实时性较差,用户容量受限北斗系统是主动式有源双向测距二维导航系统,在地面限制中央进行用户位置坐标解算.北斗系统的有源定位工作方式使用户定位的同时失去了无线电隐蔽性,这在军事上是不利的.另夕卜,北斗系统对地面限制中央的依赖性大,一旦其地面中央限制系统受损,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效劳.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54万次的效劳:一类用户机〔适合于单人携带使用〕10000〜20000个,5〜10min效劳一次;二类用户机〔适合于车辆、舰船使用〕5500个,10〜60s效劳一次.“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、报文通信和授时效劳等应用.目前该系统在军事领域的应用,受到了一定的制约.3.3北斗卫星导航系统的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, 已为用户提供定位效劳超过亿次,通信效劳超过千万条,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治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,已取得了明显的经济效益［6-7］.但是,北斗系统作为我国自行研制的、具有鲜明应用特点的卫星导航定位系统,总的来说,目前的实际应用并不理想.主要表现在：1〕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缺乏千分之一, 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0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水平,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.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,这是无可疑心的.但这种体制也使用户终端制造本钱增加,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、部件生产根底差,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,但提升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,本钱下不来;而本钱下不来,市场用户就上不去, 形成一个恶性循环.用户终端设备生产方式存在的高本钱是影响北斗系统推广应用的问题之一.4〕北斗民用市场的自由化和无序竞争,影响了北斗系统应用市场的健康开展由于国家没有北斗系统民用开发规划和应用市场准入机制,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熟悉和估计过于乐观,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效劳又跟不上,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疑心情绪,影响了北斗系统健康开展和推广应用. 3.4北斗卫星导航系统应用的主要制约因素目前,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[8]: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本钱居高不下.关于北斗系统的技术体制改良和完善问题,已在中国第二代卫星导航系统的研制方案中根本得到了考虑.在后续分析的推动北斗系统民用产业化开展的对策与建议中,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,北斗系统要开展壮大,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平安有着重要意义的有关卫星导航定位产业的国家级政策,当然更缺少相应的治理方法和运营举措.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开展最快的产业之一,而中国的这项产业目前大多数在经营国外的产品,大量用户成为了外国产品的消费者.北斗系统应用研发与效劳的企业只有寥寥几家,用户少得可怜.3〕政策缺位直接导致系统应用推动乏力北斗卫星已经升空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,广阔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北斗卫星导航系统与GPS功能特点的比拟1.覆盖范围：北斗卫星导航系统主要覆盖我国外乡的区域性、全天候导航系统. 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；2.卫星数量和轨道特性：北斗卫星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°;3.定位原理：北斗卫星导航系统是主动式双向测距二维导航.地面中央限制系统解算,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；4、定位精度：北斗卫星导航系统为三维定位精度约几十米,授时精度约100ns. GPSm维定位精度P码已由16m提升到6m, C/A码已由25〜100m提升至U 12m, 授时精度约20ns;5、用户容量：北斗卫星导航系统由于是主动双向测距的询问一应答系统.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,北斗卫星导航系统的用户容量是有限的.GPS是单向测距系统.用户只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位,。

北斗导航芯片：紫光展锐导航芯片，厘米级定位精度超GPS紫光集团旗下紫光展锐近日宣布推出“春藤2651”四合一导航定位芯片，这是目前国内公开市场上唯一一款同时支持Wi-Fi 2x2 802.11ac、蓝牙5.0、GNSS五模(GPS/GLONASS/Galileo/北斗/北斗三号)、FM调频的四合一芯片，也是全球首批支持新一代北斗三号系统的高精度导航定位芯片。

北斗系统是中国自主建设、独立运行，与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统，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。

2018年12月27日，国务院新闻办公室宣布北斗三号基本系统建成，即日起提供全球服务，标志着北斗系统服务范围由区域扩展为全球，北斗系统正式进入全球时代，成为真正意义上的全球卫星导航系统。

北斗三号的精度和可靠性大幅提高，定位精度达到2.5至5米，测速精度达到0.2米/秒，授时精度为20纳秒，设计寿命也从8年提高到10-12年，并提出了“保证服务不间断”指标。

相对于GPS，北斗三代具有技术上的后发优势，空间段采用三种轨道卫星组成混合星座，与其他卫星导航系统相比，高轨卫星更多，因此抗遮挡能力更强，尤其在低纬度地区性能特点更为明显。

另外，北斗三号可提供多个频点的导航信号，通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。

根据规划，到2020年，北斗三号将拥有35颗卫星，系统全面完成，成为世界上最大的卫星导航系统。

在推进北斗产业化的进程中，紫光展锐是国内首批加入北斗全球信号共建的芯片企业，也是国内首家将北斗导航技术在移动终端上进行大规模应用的供应商。

早在2015年，紫光展锐就推出了自主研发的北斗/GPS/GLONASS、Wi-Fi、蓝牙、FM 四合一低功耗、高集成度北斗定位芯片以及智能手机整体解决方案，这是国内首个大规模量产、支持北斗的移动芯片解决方案，打破了国外厂商在智能手机卫星导航芯片市场的垄断地位。