北斗介绍

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）》。