下载文档原格式
北斗导航卫星系统1. 简介北斗导航卫星系统（Beidou Navigation Satellite System）是中国自主研发的全球导航卫星系统，具有全天候、全天时、全球覆盖的导航能力。
北斗系统的建设始于1994年，目前已经进入第三代，由于其在精准定位、精确授时等方面的优势，被广泛应用于交通运输、气象灾害预警、资源勘探等领域。
2. 系统结构北斗导航卫星系统的基本结构包括北斗卫星、地面控制系统和用户终端设备三个主要组成部分。
2.1 北斗卫星北斗卫星是北斗导航卫星系统的核心组成部分，由多颗卫星构成。
目前，北斗系统由地球同步轨道（GEO）卫星、倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星和中圆地球轨道（MEO）卫星组成，总共有多颗卫星进行地球覆盖。
2.2 地面控制系统地面控制系统是用于控制北斗卫星运行、数据计算、导航信息发布等功能的控制中心。
地面控制系统由多个地面测控站、核心站和数据处理中心组成，通过与北斗卫星的通信，实现对卫星的监控和控制。
2.3 用户终端设备用户终端设备是指北斗导航系统的使用者通过设备获取导航信息的设备，包括导航接收机、车载导航设备、手持终端等。
用户终端设备可以接收北斗卫星发送的导航信号，并进行位置定位、导航导向等功能。
3. 功能特点北斗导航卫星系统具有以下几点功能特点：•全球覆盖：北斗系统可在全球范围内提供导航、定位、授时等服务，实现全球导航覆盖能力。
•高精度定位：北斗系统能够实现米、厘米级的高精度定位，满足不同行业领域的精确定位需求。
•多模式导航：北斗系统支持不同的导航模式，包括车载导航、船舶导航、航空导航等，满足不同行业的导航需求。
•无线通信功能：北斗系统可提供短报文通信功能，实现北斗卫星之间、北斗卫星与用户终端之间的数据通信。
•应急救援功能：北斗系统可支持应急救援功能，为灾害救援、海上搜救等提供及时的位置定位和救援指引。
4. 应用领域北斗导航卫星系统已经在多个领域得到了广泛应用，包括但不限于以下领域：4.1 交通运输北斗系统在交通运输领域中发挥着重要的作用，可以实现车辆定位、路径规划、导航引导等功能，提高交通运输的效率和安全性。
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。
北斗导航卫星系统引言北斗导航卫星系统，也称作北斗卫星导航系统，是中国自主研发和运营的全球卫星导航系统。
北斗系统的发展始于上世纪90年代初，于2000年正式进入开发阶段，目前已经进入全球服务历程。
北斗导航卫星系统是我国重要的空间基础设施之一，不仅为国内提供卫星导航定位服务，同时也为全球用户提供高精度、高可靠的导航定位服务。
一、发展历程北斗导航系统的发展历程始于上世纪90年代初，当时中国国内对全球卫星导航系统意识到了迫切需要。
1994年，中国政府正式成立北斗卫星导航系统工程办公室，并开始着手研发工作。
经过多年的技术攻关和系统优化，北斗导航卫星系统于2000年正式进入开发阶段。
在发展的初期，北斗导航卫星系统主要面向国内应用需求，包括交通运输、渔业、农业、测绘、天文等领域。
随着系统性能的不断提升和覆盖范围的扩大，北斗导航卫星系统逐渐获得了更多国际认可和应用需求。
二、核心技术北斗导航卫星系统的核心技术包括星座构型设计、信号发射与接收、基于导航电文的接收机处理、导航数据与星历广播、测时与导航数据处理等方面。
北斗导航卫星系统采用多星座构型，包括地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆轨道卫星。
通过多星座的组合，北斗系统可以提供全球覆盖和动态定位的能力。
信号发射与接收是北斗导航卫星系统的重要组成部分。
北斗导航卫星通过发射一系列的导航电文，以无线电波的形式传输信息到地面接收机。
地面接收机接收到信号后，通过解码与处理，可以获得卫星的导航信息。
导航数据与星历广播是北斗导航卫星系统的核心功能之一。
北斗卫星通过广播导航电文，实时提供卫星的导航数据和星历信息。
用户通过接收这些广播信息，可以进行精确的导航定位。
测时与导航数据处理是北斗导航卫星系统的关键环节。
北斗系统通过使用精确的原子钟，提供高精度的测时服务。
同时，系统还会对接收到的导航数据进行处理和计算，以提供用户所需的定位信息。
三、应用领域北斗导航卫星系统在多个领域具有广泛的应用。
北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统是我国自主研发的卫星导航系统，可以提供全球导航、定位和时间服务。
北斗系统由卫星部分和地面部分组成。
卫星部分是指在太空中运行的一系列北斗卫星。
北斗系统采用三层星座布局，包括了地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中地球轨道卫星。
这些卫星可以覆盖全球范围，提供高精度的导航定位服务。
地面部分主要包括了导航控制中心、测量处理中心和用户终端。
导航控制中心负责进行卫星的控制、监视和管理工作，保证卫星的正常运行。
测量处理中心负责对卫星信号进行处理和解算，提供高精度的导航定位服务。
用户终端包括了手机、汽车导航、船舶、飞机等各类终端设备，可以通过北斗系统获取导航、定位和时间信息。
北斗卫星导航系统的主要功能包括了导航定位、时间服务、短报文通信和搜索救援等。
导航定位功能可以为用户提供准确的导航和定位服务，帮助用户确定自身位置，并进行导航引导。
时间服务功能可以提供高精度的时间信号，满足各类时间应用需求。
短报文通信功能可以实现短距离的数据传输和通信功能，方便用户之间的信息交流。
搜索救援功能可以在遇险时提供求救信号，协助搜救机构进行救援工作。
北斗卫星导航系统具有多种应用领域。
在交通运输领域中，北斗系统可以为汽车、船舶和飞机等提供导航定位服务，帮助驾驶员确定行车路线和位置。
在农业领域中，北斗系统可以为农民提供农田管理和精准农业服务，实现农业生产的精确化管理。
在气象领域中，北斗系统可以提供气象观测和预警服务，帮助人们更好地了解和应对天气变化。
在测绘和航空航天领域中，北斗系统可以为测绘人员和飞行员提供导航定位和飞行控制服务，提高工作效率和安全性。
总之，北斗卫星导航系统是我国自主研发的卫星导航系统，可以为用户提供全球导航、定位和时间服务。
它的广泛应用领域和丰富功能使得北斗系统在现代社会中起到了重要的作用。
北斗导航系统介绍北斗导航系统由空间段、地面段和用户终端组成。
空间段由北斗卫星组成，这些卫星在轨运行，以提供导航信号。
地面段由控制中心、监测站、差分站和用户服务站等组成，负责卫星管理、导航信号的处理和用户服务等任务。
用户终端包括手机、车载设备、船载设备等，可以接收导航信号并进行导航、定位等操作。
1.全球覆盖：北斗导航系统覆盖全球，包括陆地、海洋和空域，能够提供全球范围内的导航和定位服务。
2.独立运行：北斗导航系统采用自主研发的导航卫星，不依赖其他导航系统，可以独立运行，确保数据的安全性和可靠性。
3.高精度定位：北斗导航系统提供的定位精度可达米级，对于需要高精度定位的应用场景非常适用，如车辆导航、测绘和航空航天等。
4.多种服务：除了导航定位功能外，北斗导航系统还提供增强型导航、速度测量、授时服务等多种功能，满足用户在不同应用场景下的需求。
5.多频多制式：北斗导航系统支持多频多制式的导航信号，能够适应不同地域和不同需求的用户。
1.车辆导航与交通管理：北斗导航系统可以为车辆提供实时导航和定位服务，帮助司机规划最佳行车路线，减少行程时间和燃料消耗，同时可以通过密集监控和实时交通信息，提高道路交通的管理和安全性。
2.海洋渔业和船舶导航：北斗导航系统可以为渔船提供定位和导航服务，帮助渔民和海航人员准确定位和规划航线，提高渔业的效率和安全性。
3.矿山勘探和测绘：在矿山勘探和测绘领域，北斗导航系统可以为工程师和测绘人员提供高精度的定位和导航服务，使勘探和测绘的结果更准确和可靠。
4.精准农业和水资源管理：利用北斗导航系统的高精度定位功能，可以为农民提供精准的农作物种植方案，减少土地和水资源的浪费，提高农业生产的效率和质量。
5.物流和运输管理：北斗导航系统可以为物流和运输行业提供实时的物流追踪和定位服务，帮助物流公司和运输企业提高物流管理的效率和可靠性。
综上所述，北斗导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，具有全球覆盖、独立运行、高精度定位等功能特点，广泛应用于车辆导航、船舶导航、矿山勘探、精准农业等领域，为用户提供全方位、高效率的导航、定位和授时服务。
北斗卫星导航系统一、北斗的概念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，定位精度优于20m ，授时精度优于100ns 。
二、国内北斗应用现状1、渔船上安装北斗目前北斗导航系统已在交通、渔业、水文、气象、林业、通信、电力、救援等行业都有了一定的应用。
北斗一代自2003年底正式运行以来，到现在已注册用户数大约在10万，其中渔业应用最广，占比超过60%。
渔政部门已通过北斗向渔民发送了12500条气象警报。
还根据北斗反馈的定位信息，救助了渔船6艘，旅游船1艘，救助渔民27人，游客6人，危重病人1人。
2、军用领域随着“北斗”系统及其配套设施的逐渐成熟，解放军必将成为最主要的受益者。
如果说中国军方特别是“二炮”部队此前还依赖国外卫星信号，那么国产接收机一旦投入批量生产并与现有装备相结合，则能在较短的时间内生产出大量同美制JDAM “联合直接攻击弹药”相仿的低成本制导武器；此外，“北斗”系统所特有的短信息通讯功能，也会给解放军三军的信息化作战能力带来提高。
三、市场应用份额统计数据显示，2010年我国卫星导航系统产值约为500亿元，其中北斗系统仅占5%的市场份额。
截至2011年年底，我国北斗一代终端社会持有量为10万余套；而同一时期，GPS 导航终端2011年的总销售量突破4500万台。
世界范围内，手机GPS 的集成率超过80%9月初发改委发布消息，已经制定了“2014~2016年北斗导航产业重大应用示范发展专项”。
受政策扶植，北斗导航产业正在加速发展，各路企业也纷纷涌入这个行业，积极分享盛宴图 1 渔船上的北斗卫星通信系统图 2 军用手持北斗接收终端。
北斗卫星导航系统介绍资料北斗卫星导航系统，是中国自主研发的全球卫星导航系统。
它是由一系列卫星、地球站以及用户设备组成，能够为全球用户提供全天候、全天时、高精准度的导航、定位和授时服务。
北斗系统主要包括北斗卫星导航系统、北斗增强系统和北斗国际系统三个方面。
首先，北斗卫星导航系统由一组北斗卫星组成，这些卫星以地球同步轨道、倾斜地球同步轨道和中地球轨道等不同轨道形式运行，能够覆盖全球范围的导航需求。
目前，北斗系统已经成功发射了40颗卫星，预计到2024年将建成全球40颗卫星的导航网络。
这些卫星通过与地面的用户设备进行通信，实现了对用户的导航、定位和授时服务。
北斗卫星导航系统的主要特点是具备高可靠性、高精度和全球覆盖的能力。
其次，北斗增强系统是为了满足用户对高精度、高可靠性的导航需求而开发的系统。
该系统通过增加卫星数量、地面网络改进、扩大覆盖范围等手段来提高导航精度和可用性。
北斗增强系统可以提供高精度的导航定位服务，其定位精度可在米级范围内实现，具备了适合交通运输、物流、环境监测等领域的高精度导航应用能力。
最后，北斗国际系统是北斗卫星导航系统在国际领域的应用，通过与其他国际卫星导航系统建立协同合作关系，实现了对国际用户的导航服务。
目前，北斗系统已与俄罗斯的格洛纳斯系统、欧洲的伽利略系统等国际卫星导航系统进行了合作，实现了跨区域、跨系统的导航覆盖。
这种国际系统间的合作，提高了北斗系统的导航可用性和精度，为用户提供了更好的导航服务。
总之，北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，具备高可靠性、高精度和全球覆盖的能力。
它通过一系列卫星、地球站和用户设备的配合，为用户提供全天候、全天时的导航、定位和授时服务。
北斗系统还包括北斗增强系统和北斗国际系统，通过增加卫星数量、改进地面网络以及与国际系统合作，进一步提高了系统的精度和覆盖范围。
北斗卫星导航系统在交通运输、物流、环境监测等领域具有广泛的应用前景。
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
斗-2 区域定位导航系统的组网，接下来将在2020 年左右完成北斗-2 全球定位导航系统的组网，
届时北斗定位精度将由于10 米，测速精度由于0.2 米每秒，授时精度20 纳秒。
北斗-1 是有源定位导航，即用户主动向卫星发送信号请求服务，它只覆
[1]首先由中心控：1) )，它的解算原理工作过程是盖我国领土范围(包括钓鱼岛经卫星转发器向服务区内的用户广同时发送询问信号, 1和卫星 2 制系统向卫星经并同时向两颗卫星发送响应信号, 2)用户响应其中一颗卫星的询问信号,播。
然后根, 卫星转发回中心控制系统。
3)中心控制系统接收并解调用户发来的信号中心控制系,据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。
对定位申请
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。
4)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二颗卫星的距离,从而知道用户处于两颗卫星为球心的一个球面,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。
北斗-2 是无源定位导航，它包括区域系统和全球系统，它的基本定位原
[2]：以高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数大体相同理与美国的GPS据，卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后采用空间距离后方交会的方法，计算求出接收机的三维位置、三维方向以及
运动速度和时间信息。
对于需定位的每一点来说都
包含有4 个未知数：该点
三维地心坐标和卫星接收机的时钟差，故定位至少需要4 颗卫星的观测来进行[3]，两者结合可得到计算。
一般来说，接收机的解算值包括伪距和载波相位
用户的位置。
在计算位置坐标时，四颗卫星的位置必须要知道，以这四颗卫星为球心画四个球，四个球的交点即为用户位置。
若采用一个接收机确定卫星位采用两个以上接收机确定卫星位置的-2 置，误差会比较大，所以北斗
2
方法即相对定位，这样可大大减小误差。
二、北斗与其它卫星导航系统的比较
目前世界上最成熟的卫星定位导航系统是美国的
全球定位系统-GPS，所以这里主要比较一下北斗与GPS。
相较于GPS，我们的北斗最大的优势是
它除了具备与其它系统一样的定位、导航与授时功能外，还保留了通信功能，
即短报文通信（北斗一次最多可双向传输120 个汉字），而GPS 要靠地面通信网或其它卫星进行通信。
这得益于北斗采用主动双向导航，就是前面讲的
有源定位和无源定位相结合的方式，由于美苏争霸时期论证不够完整，GPS 放弃了很有民用应用价值的保留通信式导航方式，而选择了主动式导航方式即无源定位方式，所以目前GPS 靠一个辅助系统即A-GPS 来完善通信功能。
北斗导航系统由于是主动双向测距系统，用户设备不仅要通过地球同步卫星向地面中心站发射申请信号，而且还要接收地面中心站返回的信号，因此系
统的用户容量取决于卫星的可用频带宽度、信号的调制和编码方式以及地面中心站的运算速度，它的用户容量是有限的。
而GPS 是单向测距系统，用户设备只要能接收从导航卫星发出的导航电文就可进行测距定位，因此的用户
[4]。
容量是无限的
北斗还有一个优势，就是与其它卫星导航系统的兼容。
所谓兼容就是在
同一台接收机上处理来自不同系统的导航电文，实现联合定位。
不同的卫星
定位系统有特定的坐标基准和时间基准，北斗采用的是CSCS2000国家大地
坐标系统和北斗时间系统（BeiDou T）；GPS 采用的是WGS-84 坐标系统和
GPS 时间系统（GPST）。
在北斗和GPS 联合解算时，应将二者的坐标基准
[5]
和时间基准进行转换和统一。
当然，北斗也有不足之处，北斗的精度不如
GPS，这主要是由于两者用于同步的原子钟精度不同，这导致卫星在向用户
发送含有同步信息的导航电文时产生的时延误差
会比较大，从而影响卫星到
用户端距离的测算。
北斗-1 采用有源定位导航也有对原子钟精度不高的考
虑，不过随着我国科研工作者在这方面研究的深入，相信更高精度的原子钟
将运用在北斗组网卫星上。
结束语
卫星定位导航系统是一个很复杂的系统，本文只
是很粗略地描述了一下
3
北斗的定位原理，对诸如导航电文的信号结构等没有深入分析，不过可以作为一篇大致了解北斗卫星
导航系统的参考文章。
北斗卫星导航系统工程发展至今已将近30 年，随着我国卫星导航技术的日臻成熟与完善，相信不久的将来，北斗必然会在未来的卫星导航市场竞争中争得一席之地。
参考文献
[1]周露、刘宝忠 .《北斗卫星定位系统的技术特征分析与应用》
[2]易鸣镝、顾洪夫、陈广飞 .《GPS 定位原理浅析及误差分析》
[3]王权 .《全球定位系统-GPS 定位原理及应用》
[4]魏武财 .《北斗导航系统与GPS 的比较》
[5]高星伟、过静珺、丁志刚等 .《基于时空系统的北斗与GPS融合定位》
4。
