北斗全球信号射频基带一体化集成芯片第二阶段项目测评结束

北斗基带芯片北斗基带芯片（Beidou Baseband Chip）是指用于处理北斗卫星信号的一种集成电路芯片。

北斗导航系统是由中国自主研发的全球卫星导航定位系统，它可以为全球用户提供高精度、高可靠的导航、定位和授时服务。

而北斗基带芯片则是北斗导航系统中的核心组件之一，它负责将接收到的卫星信号处理成可用的导航、授时等相关信息。

北斗基带芯片的主要功能有以下几个方面：1. 卫星信号接收与解调：北斗基带芯片能够接收北斗卫星发射的信号，并对其进行解调。

它可以提取出信号中的导航、定位和授时等基本信息，并将其传递给其他模块进行进一步处理。

2. 导航计算与定位：北斗基带芯片通过对收集到的卫星信号进行计算和分析，能够确定接收器所处的位置和速度。

它可以通过多普勒效应、时差测量等技术来实现高精度的导航和定位功能。

3. 数据处理与通信：北斗基带芯片还具备数据处理和通信的能力。

它可以将处理得到的导航、定位等信息进行编码和解码，并与其他设备进行数据传输和通信。

这样，在车辆导航、物流追踪等应用场景中，北斗基带芯片可以与其他设备相互配合，实现信息的传递和交互。

4. 兼容性与多模态支持：北斗基带芯片通常具备兼容多种导航系统的能力，包括GPS、GLONASS等。

它能够同时接收多个导航系统的信号，并提供多模态的导航和定位服务。

这样，用户可以根据实际情况选择最适合的导航系统，并获得更加准确和可靠的定位结果。

在北斗基带芯片的应用方面，主要有以下几个领域：1. 车载导航与车联网：北斗基带芯片可以用于车辆导航和车联网系统中，提供高精度的定位和导航服务。

它可以帮助车辆准确掌握自己的位置和行驶路线，提供实时的交通信息和导航引导，提高驾驶安全性和行程效率。

2. 物流追踪与供应链管理：北斗基带芯片可以用于物流追踪和供应链管理系统中，实现货物的实时定位和追踪。

通过北斗导航系统，货物可以随时被监控和追踪，提高物流运输效率和货物安全性。

3. 农业与渔业应用：北斗基带芯片可以用于农业和渔业应用中，为农民和渔民提供导航、定位和天气等信息。

组合导航系统是将载体( 飞机、舰船等) 上的导航设备组合成一个统一的系统，利用两种或两种以上的设备提供多重信息，构成一个多功能、高精度的冗余系统。

组合导航系统有利于充分利用各导航系统进行信息互补与信息合作, 成为导航系统发展的方向。

在所有的组合导航系统中，以北斗与惯性导航系统INS 组合的系统最为理想, 而深组合方式是北斗与惯性导航系统( INS) 组合的最优方法。

鉴于GPS 的不可依赖性，北斗卫星导航系统与INS 的组合是我国组合导航系统的发展趋势，我国自主研制北斗/INS深组合导航系统需要解决的关键技术。

1 北斗/惯导深组合导航算法深组合导航算法是由INS导航结果推算出伪距、伪距率，与北斗定位系统观测得到的伪距、伪距率作差得到观测量。

通过卡尔曼滤波对INS的误差和北斗接收机的误差进行最优估计，并根据估计出的INS误差结果对INS进行反馈校正, 使INS保持高精度的导航。

同时利用校正后的INS 速度信息对北斗接收机的载波环、码环进行辅助跟踪, 消除载波跟踪环和码跟踪环中载体的大部分动态因素, 以降低载波跟踪环和码跟踪环的阶数，从而减小环路的等效带宽, 增加北斗接收机在高动态或强干扰环境下的跟踪能力。

其组合方式如图 1所示，图中只画出了北斗的一个通道，其他通道均相同。

图 1 深组合方式框图组合导航参数估计是组合导航系统研究的关键问题之一。

经典Kalman滤波方法是组合导航系统中使用最广泛的滤波方法，但由于动态条件下组合导航系统状态噪声和量测噪声的统计信息的不准确，常导致滤波精度的下降，影响组合导航的性能。

滤波初值的选取与方差矩阵的初值对滤波结果的无偏性和稳定性有较大的影响，不恰当的选择可能导致滤波过程收敛速度慢，甚至有可能发散。

另外系统误差模型的不准确也会导致滤波过程的不稳定。

渐消记忆自适应滤波方法通过调节新量测值对估计值的修正作用来减小系统误差模型不准确对滤波过程的影响。

当系统模型不准确时，增强旧测量值对估计值的修正作用，减弱新测量值对估计值的修正作用。

一、2016年中国北斗产业发展规模现状分析北斗卫星导航系统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，可为用户提供高精度、全天时、全天候的定位、导航、授时和通信服务，是国家信息化基础建设的重要组成部分，是国家安全和现代国防的重大技术支撑系统，也是国家经济安全的重要保障。

2015年，中国相继发射4颗新一代北斗导航卫星，积极推进北斗全球系统工程建设。

预计在2020年前后将实现5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星全球组网，实现全球区域覆盖。

（一）北斗导航产业进入高速增长期2015年是北斗系统正式服务亚太地区的第三年，北斗在我国交通运输、气象、公安、民政、农业、国土等涉及国家安全的关键领域得到广泛应用。

目前，北斗产业初具规模，已构建起集芯片、模块、板卡、终端和运营服务为一体的北斗产业链，第一代国产北斗芯片模块等核心技术产品，性能价格比已经接近国际水平，销售量已突破了千万规模，功耗更低、体积更小、性能更优、集成度更高的新一代北斗芯片已经突破了关键技术，即将投放市场，可以满足智能手机、平板电脑、穿戴式设备等方面的应用需求，高精度的板卡、天线等产品已在国内市场上占领了相当份额，改变了中国高精度卫星导航核心产品完全依赖进口的局面。

图表2013-2015年中国北斗产业规模与增长率资料来源：产研智库（二）北斗导航系统加快全球化布局2015年3月，中国首颗新一代北斗导航卫星在西昌卫星发射中心发射升空，顺利进入预定轨道，标志着北斗导航系统由亚太区域运行向全球拓展。

截至2015年9月，中国共发射4颗新一代北斗导航卫星，北斗全球系统工程建设积极推进。

预计在2020年前后将实现5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星全球组网，实现全球区域覆盖。

北斗系统将于2018年形成“一带一路”沿线国家全球初始服务的基本能力，到2020年形成全球的服务能力。

目前，北斗系统已在东盟各国逐步打开局面，泰国、马来西亚、印度尼西亚等国都将逐步引入该系统。

编者按：2020年11月23日，第十一届中国卫星导航年会在成都召开。

在年会开幕式上，中国卫星导航系统管理办公室副主任杨军作了《北斗卫星导图1 北斗三号全球卫星导航系统星座组网图优于0.2m/s，授时精度优于20ns；亚太地区定位精度优于5m，测速精度优于0.1m/s，授时精度优于10ns。

交通运输方面，北斗系统广泛应用于重点运输过程监控、公路基础设施安全监控、港口高精度实时定位调度监控等领域，使综合交通管理效率和运输安全水平显著提升。

截至2020年10月底，有近700万辆道路营运车辆已经安装使用北斗系统，占运营车辆的96%；3.14万辆邮政快递车辆安装使用北斗系统，占比88%；约1400艘公务船舶安装使用北斗系统，占比75%；约300架通用飞行器安装使用北斗系统，占比11%。

特别是在运输航空器上成功实现了北斗首次应用。

此外，北斗在中欧班列运输、京张高铁建设运营、浩吉和沪昆等铁路测试监测等方面也得到大量应用，为铁路运输高质量发展赋能赋智。

农业领域，基于北斗的农机自动驾驶系统推广应用近4.5万台套，节约50%的用工成本；基于北斗的农机作业监管平台和物联网平台为近40万余台套农机设备提供服务，极大提高了作业管理效率。

林业领域，北斗定位与短报文通信功能广泛应用于森林防火、天然林保护、森林自然调查、病虫害防治等。

渔业领域，为渔业管理部门和渔船提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务。

减灾救灾方面，基于北斗的导航、定位、短报文通信功能，提供实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等服务，显著提高了灾害应急救援的快速反应能力和决策能力。

已建成部、省、市 （县）三级平台，实现六级业务应用，推广北斗终端超过4.5万台。

湖南、江苏、贵州、广西、四川等地利用北斗/GNSS高精度技术建立地质灾害监测预警系统，在2020年抗击南方洪灾期间，多次成功预报山体滑坡等灾害事件发生，保障了人民生命财产安全。

北斗芯片级模块化组件设计方案周航帆;王雪娇;吴小鸥;刘昊;王佳环【摘要】本文阐述了集定位与通信于一体的北斗芯片级模块化组件设计思路及具体方案设计.【期刊名称】《数字通信世界》【年(卷),期】2018(000)008【总页数】2页(P15,20)【关键词】北斗;定位;通信;定位与通信组件化【作者】周航帆;王雪娇;吴小鸥;刘昊;王佳环【作者单位】国网思极神往位置服务(北京)有限公司,北京 100085;国网思极神往位置服务(北京)有限公司,北京 100085;国网思极神往位置服务(北京)有限公司,北京100085;国网思极神往位置服务(北京)有限公司,北京 100085;国网思极神往位置服务(北京)有限公司,北京 100085【正文语种】中文【中图分类】TN961 引言面向北斗区域系统信号和北斗卫星导航规模化应用需求，研制性能指标满足实际应用需求的北斗芯片级模块化组件，为北斗系统在各领域大规模推广应用提供基础产品；同时形成北斗芯片级模块化组件的技术要求和测试方法规范，为各行业卫星导航装备的互通互用打下基础。

基于本方案设计的北斗芯片级模块化组件具有以下特点：小型化、低功耗、具备抗干扰能力、接口统一；提供基本定位与通信功能，支持码差分、广域差分和原始观测量输出以兼顾低端高精度和组合导航应用，满足北斗向嵌入式、集成式方向发展的要求。

2 基本原理北斗芯片级模块化组件基于OTrack-128基带芯片开发，由硬件和软件两部分组成。

输入的射频信号先经过功分器分别送至RDSS、GPS、F1、B1 和B3射频通路，再由OTrack-128并行处理RNSS和RDSS基带信号。

2.1 RNSS工作原理卫星导航定位的基本原理是距离交会，即通过测量接收机（天线）到各颗卫星的距离，来求得接收机（天线）的位置坐标。

如图1所示：图1 卫星导航定位原理图设接收机（天线）的位置坐标为（x，y，z），卫星Sn的位置坐标为（x（n），y（n），z（n）），卫星 Sn到接收机（天线）R 的伪距测量值经电离层、对流层等延迟校正及卫星钟差修正后的值为ρc（n），可得方程：ρc（n）=r （n）+δtu+ερ（n）（1）式中，为接收机（天线）到卫星的实际距离；δtu为接收机钟差与光速的乘积；ερ（n）为其他误差项。

北斗基础产品认证目录（第一批）序号产品类别产品描述认证依据1芯片类产品双频多系统高精度射频基带一体化芯片该产品为面向各类低成本高精度应用的射频基带一体化集成芯片，支持BDS B1I/B1C/B2a、GPS L1/L5、GalileoE1/E5等导航信号，具有一定的抗多径、抗干扰能力，可实现双频多模高精度联合定位。

BDS-JSCS-2021-002《北斗卫星导航系统民用全球信号双频多系统高精度射频基带一体化芯片产品技术要求和测试方法》2RNSS射频基带一体化芯片该产品为面向各类低成本普通导航应用的射频基带一体化集成芯片，支持BDS B1I/B1C、GPS L1C/A等导航信号，支持差分增强、组合导航、多音干扰消除等功能，可实现单系统定位和多系统联合定位。

BDS-JSCS-2021-001《北斗卫星导航系统民用全球信号RNSS射频基带一体化芯片产品技术要求和测试方法》3多模多频宽带射频芯片该产品为面向各类高精度导航应用的多模多频宽带射频芯片，可支持BDS、GPS、Galileo、GLONASS等系统所有民用频点信号的宽带接收，具有集成度高、带宽和中心频点可灵活配置等特点。

BDS-JSCS-2021-003《北斗卫星导航系统民用全球信号多模多频宽带射频芯片产品技术要求和测试方法》4北斗三号短报文通信SIM卡该产品为面向北斗短报文通信终端入网认证应用的SIM卡产品，支持北斗卫星导航系统民用短报文终端进行接入北斗网络的用户身份鉴权认证和信息加解密功能，包含芯片和片内操作系统（COS）。

GB/T22186《信息安全技术具有中央处理器的IC卡芯片安全技术要求》GB/T20276《信息安全技术具有中央处理器的IC卡嵌入式软件安全技术要求》5天线类产品多模多频高精度天线该产品为面向各类低成本高精度应用的小型化多模多频高精度天线，支持BDS、GPS、Galileo、GLONASS等系统所有民用频点信号的接收，在较小的外形尺寸下提供良好的相位中心稳定性和增益性能。

一、发展规划1．发展目标北斗卫星导航系统致力于为全球用户提供连续、稳定、可靠的定位、导航、授时服务；满足国家安全和经济社会发展对定位、导航、授时的需求，促进国家信息化建设和经济发展方式转变，提升经济和社会效益；与世界其他卫星导航系统共同合作，服务全球、造福人类。

2．基本原则开放：面向全球用户免费提供开放服务。

自主：独立自主发展和运行北斗系统。

兼容：致力于实现与其他卫星导航系统的兼容与互操作，使用户获得更好的服务。

渐进：依据国家的技术和经济发展实际，循序渐进地建设北斗系统。

3．发展步骤按照“三步走”的发展路线，“先区域、后全球，先有源、后无源”的发展思路分步实施，形成突出区域、面向全球、富有特色的北斗系统发展道路。

第一步：1994～2000年，形成区域有源服务能力第二步：2004～2012年，形成区域无源服务能力；第三步：2013～2020年，形成全球无源服务能力。

4．系统组成北斗系统由空间段、地面控制段、用户段组成，空间段包括5颗静止轨道（GEO）卫星、3颗倾斜同步轨道（IGSO）卫星和27颗中圆轨道（MEO）卫星；地面控制段包括主控站、注入站、监测站等30余个地面站；用户段包括北斗终端、与其他导航系统兼容的终端。

北斗系统提供授权、公开、广域差分和短报文四种服务，定位精度优于10m，授时精度优于20ns，测速精度每秒0.2m。

5．基本政策北斗系统为用户免费提供开放服务。

持续进行系统维护和完善，不断提升服务性能，为用户提供更高质量的服务。

按计划发布公开服务规范，发挥政府和市场的作用，推动北斗/GNSS应用的创新、普及与国际化，打造国家战略性新兴产业的基础。

秉承发展、合作、共赢的理念，实现北斗与其他GNSS系统的兼容共用，充分发挥系统效能，提升用户效益。

二、最新进展1．系统建设（1）保持系统稳定运行北斗系统自2012年12月27日正式提供区域服务以来，系统连续稳定运行，服务性能指标稳中有升。

通过覆盖亚太地区的服务信号监测评估表明，系统服务性能满足指标要求，部分地区服务性能优于10m。