北斗IGSO 轨道六根数

北斗系统
1.北斗卫星导航系统简称北斗系统（BDS）,空间星座有5颗地球静止轨道（GEO）卫星、27颗中圆地球轨道（MEO）卫星、3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星组成。

2.信号结构：
B1信号有I、Q两个支路的”测距码加导航电文“正交调制在载波上构成。

B1I信号载波频率为1561.098MHZ。

卫星发射信号的调制方式为QPSK,信号复用方式为CDMA.
3.B1I 信号测距码（以下简称CB1I 码）码速率为2.046 Mcps，码长为2046。

CB1I 码由两个线性序列G1 和G2 模二和产生平衡Gold 码后截短1 码片生成。

G1 和G2 序列分别由两个11 级线性移位寄存器生成，通过对产生G2 序列的移位寄存器不同抽头的模二和可以实现G2 序列相位的不同偏移，与G1 序列模二和后可生成不同卫星的CB1I 码。

4.。

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。

北斗导航卫星可视化系统用户手册“北斗导航卫星可视化系统”是一个可在网络（局域网或国际互联网）上运行的网站，用户可通过支持WebGL的网络浏览器（如最新版本的Google Chrome, Firefox, Edge, Opera或Internet Explorer 11）访问这个网站，完成相应的操作、任务。

系统使用HTML、CSS以及JavaScript进行开发，系统架构在Linux操作系统上，可以在局域网或国际互联网环境下运行。

一、系统主界面1.1系统主界面系统正确安装以后，用户可在浏览器中输入系统所在的网址（如：http://39.98.197.60/LinuxBds_C/index.php），即可打开系统。

首先出现的是如下主界面，视图中间部分是数字地球以及卫星轨道显示，其中不同颜色表示不同类型的卫星。

右上角的图标分别对应着不同的功能模块，右下角显示的是比例尺和经纬度。

界面最下方是时间轴。

图1. 系统主界面二、系统菜单2.1 北斗卫星星座轨道可视化点击左侧的“展开”图标，可以对页面显示的卫星进行自定义设置。

选择“北斗卫星”栏，可对界面显示的卫星进行设置，数字表示卫星数量。

（1）针对不同的轨道类型，如GEO、IGSO或MEO，进行卫星轨道显示。

（2）根据不同的系列来选择，如“北斗二号“、”北斗三号“。

（3）根据卫星运行状态，如“正常”、“不正常”。

（4）设置“全部隐藏”或者“全部显示”。

图2. “北斗卫星”栏对于“北斗卫星”栏下方的单颗卫星，左侧显示的是卫星二维图标，右侧第一行显示的卫星名，轨道类型，运行状况，卫星所属系列；用户可分别对每颗卫星设置是否显示2D图标、3D模型、标注、轨迹、星下点、轨道设置（见2.2）。

图3. 单颗卫星显示设置选择“测控站”栏，可对测控站进行设置。

北斗卫星导航任务轨道可视化软件系统显示了喀什、佳木斯、三亚和圣地亚哥四个测控站。

用户可以对测控站的二维图标、文字标注和跟踪卫星连线的显示进行设置。

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。

北斗卫星导航系统覆盖范围：全球功能：北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量定位、导航和授时服务，包括开放服务和授权服务两种形式。

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。

管理机构：中国卫星导航系统管理办公室。

空间段：北斗卫星导航系统由空间星座、地面控制和用户终端三大部分组成。

空间星座部分由5颗地球静止轨道（GEO）卫星和30颗非地球静止轨道（Non-GEO）卫星组成。

GEO 卫星分别定点于东经58.75度、80度、110.5度、140度和160度。

Non-GEO卫星由27颗中圆地球轨道(MEO)卫星和三颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星组成。

其中，MEO卫星轨道高度21500千米，轨道倾斜角55度，均匀分布在3个轨道面上;IGSO卫星轨道高度36000千米，均匀分布在3个倾斜同步轨道面上，轨道倾斜角55度，3颗IGSO卫星星下点轨迹重合，交叉点经度为东经118度，相位差120度。

地面控制部分由若干主控站、注入站和监测站组成。

主控站主要任务是收集各个监测站的观测数据，进行数据处理，生成卫星导航电文、广域差分信息和完好信息，完成任务规划与调度，实现系统运行控制与管理等；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、广域差分信息和完好信息注入，有效载荷的控制管理；监测站对导航卫星进行连续跟踪监测，接收导航信号，发送给主控站，为卫星轨道确定和时间同步提供观测数据。

用户段：有各类北斗用户终端，以及与其卫星导航系统兼容的终端组成，能够满足不同领域和行业的应用需求。

服务区：东经84度到160度，南纬55度到北纬55度之间的大部分区域。

服务方式：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。

北斗科普知识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. 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。

北斗卫星导航系统建设计划第一步：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，并试运行，在小部分范围提供测试性服务。

截止到2012 年底，在轨工作卫星有5颗地球静止轨道（GEO）卫星、4 颗中圆地球轨道（MEO）卫星和5 颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星。

第三步：2020年左右，北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力，并完成全球的定位与服务工作。

到时空间星座部分将由5颗地球静止轨道（GEO）卫星和30 颗非地球静止轨道（Non-GEO）卫星组成。

北斗1号：“北斗1号”卫星定位系统由两颗地球静止卫星（2000年发射）、两颗在轨备份卫星（2003、2007年发射）、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。

覆盖范围：北纬5°一55°，东经70°一140°之间。

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)。

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。

优势：北斗1号导航系统具有卫星数量少、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。

缺点：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，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码己由16m提高到6m，C/A码己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。

GNSS卫星导航系统概述作者：孙娟娟王永来源：《科技资讯》2018年第31期摘要：卫星导航系统能为用户提供定位、测速和授时服务，在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。

近年来，各国的卫星导航系统都在飞速建设和发展中，其中北斗系统是中国自主研发的卫星导航系统，GPS是目前最成熟的卫星导航系统。

本文选取GPS系统和北斗系统，分别对二者在空间星座、空间信号和服务性能等方面进行了介绍，为从事相关领域的研究工作人员提供一定参考。

关键词：卫星导航系统北斗 GPS中图分类号：P228 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（a）-000-04在目前所有的全球卫星导航系统中，美国的GPS发展最早，技术最为成熟。

北斗卫星导航系统简称北斗系统，是中国自主研发并实施的全球卫星导航系统，于1994年起步，目前已经实现区域覆盖能力，为亚太地区提供服务。

GPS和北斗系统二者结合，可以得到性能更加优秀的组合导航系统，因此兼容GPS和北斗系统的双模定位终端也越来越成为趋势。

1 定位原理目前卫星系统进行定位的原理，普遍基于“四星定位”的原则，即至少通过4颗当前可见卫星与本地接收机的距离公式来求得本地接收机的位置坐标。

定位功能的实现需要解决以下两个问题：（1）当前各颗可见卫星的空间坐标；（2）当前各颗可见卫星到本地接收机的距离[1]。

问题1的解决方法是对接收到的卫星信号进行解调获得星历参数，根据星历参数计算得到每颗卫星的空间坐标，问题2的解决方法是利用卫星信号在空间中的传播时间差乘以光速得到卫星与本地接收机的距离。

如图1所示，本地接收机的位置坐标（x，y，z）的求取方法见公式（1），（xi，yi，zi）为卫星i的空间三维坐标，ti为卫星i信号的发射时间（i=1，2，3，4），这些参数由于可以从星历参数中得到，可视为已知量，tu为卫星信号的接收时间，为未知量，因此在公式（1）中有4个未知量x，y，z，tu，这也是至少需要4颗卫星才能达到定位目的的原因。

6月23日，第55颗北斗导航卫星在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射成功，标志着北斗全球卫星导航系统（北斗三号）星座部署全面完成。

北斗三号系统由24颗中圆地球轨道（MEO）、3颗地球静止轨道（GEO）和3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）共30颗卫星组成。

在30颗组网卫星中，24颗MEO卫星是北斗三号系统的核心星座，确保全球均匀覆盖；3颗GEO卫星，运行于地球静止轨道，在星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务上发挥关键作用；3颗IGSO卫星，运行在倾斜地球同步轨道，可有效增加亚太地区卫星可见数，为亚太地区提供更加优质的定位导航授时服务。

北斗三号的短报文通信能力显著提升，信息发送能力从一次120汉字提升到一次1200个汉字。

北斗三号系统突破多项关键技术：采取星间、星地传输功能一体化设计，实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通；采用铷原子钟，同时还配置了性能更高的新研国产氢原子钟；采取了多项可靠性措施，使卫星的设计寿命达到12年。

北斗三号系统全球定位服务精度优于5m。

北斗卫星导航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、独立运行的全球卫星导航系统，北斗系统自提供服务以来，已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信时统、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用，融入国家核心基础设施，产生了显著的经济效益和社会效益。

云影_摘编
卫星应用 2020年
第 7 期
北斗全球卫星导航系统。