北斗導航系統(tǒng)

目錄
·系統(tǒng)構成
·工作原理
·系統(tǒng)功能
·應用優(yōu)勢
·未來發(fā)展




北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)是中國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），與美國全球定位系統(tǒng)GPS、俄羅斯格羅納斯（GLONASS）、歐盟伽利略計劃系統(tǒng)并稱全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)服務區(qū)域為中國及周邊國家和地區(qū)，它可以在服務區(qū)域內(nèi)任何時間、任何地點，為用戶確定其所在的地理經(jīng)緯度信息，并提供雙向短報文通信和精密授時服務。北斗系統(tǒng)可廣泛應用于船舶運輸、公路交通、鐵路運輸、海上作業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)、水文測報、森林防火、環(huán)境監(jiān)測等眾多行業(yè)，以及軍隊、公安、海關等其他有特殊指揮調(diào)度要求的單位。


系統(tǒng)構成

該系統(tǒng)由三顆（兩顆工作衛(wèi)星、一顆備用衛(wèi)星）北斗定位衛(wèi)星（北斗一號）、地面控制中心為主的地面部份、北斗用戶終端三部分組成。兩顆工作衛(wèi)星為地球靜止衛(wèi)星(800E和1400E)、一顆備用衛(wèi)星為在軌備份衛(wèi)星(110.50E)。北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)可向用戶提供全天候、二十四小時的即時定位服務，定位精度可達數(shù)十納秒的同步精度，其精度與GPS相當。

北斗衛(wèi)星發(fā)射及使用狀況如下：

日期 火箭 衛(wèi)星 軌道   目前狀態(tài)  系統(tǒng)
2000年10月31日 長征三號甲 北斗-1A 地球靜止軌道 59°E   結束任務 北斗一號
2000年12月21日 長征三號甲 北斗-1B 地球靜止軌道 80°E   正常   北斗一號
2003年5月25日 長征三號甲 北斗-1C 地球靜止軌道 110.5°E  正常   北斗一號
2007年2月3日 長征三號甲 北斗-1D 超同步轉移軌道   失效 ?   北斗一號
2007年4月14日 長征三號甲 北斗-M1 中地球軌道 ~21500km   正常   北斗二號
2009年4月15日 長征三號丙 北斗-G2 地球靜止軌道   失效 ？  北斗二號
2010年1月17日 長征三號丙 北斗-G1 地球靜止軌道 144.5°E  正常   北斗二號
2010年6月2日 長征三號丙 北斗-G3 地球靜止軌道 84°E   正常   北斗二號
2010年8月1日 長征三號甲 北斗-I1 傾斜地球同步軌道 118°E 正常  北斗二號
2010年11月1日 長征三號丙 北斗-G4 地球靜止軌道 160°E   正常  北斗二號
2010年12月18日 長征三號甲 北斗-I2 傾斜地球同步軌道  正常  北斗二號


工作原理
系統(tǒng)的工作過程是：首先由中心控制系統(tǒng)向衛(wèi)星I和衛(wèi)星II同時發(fā)送詢問信號，經(jīng)衛(wèi)星轉發(fā)器向服務區(qū)內(nèi)的用戶廣播。用戶響應其中一顆衛(wèi)星的詢問信號，并同時向兩顆衛(wèi)星發(fā)送響應信號，經(jīng)衛(wèi)星轉發(fā)回中心控制系統(tǒng)。中心控制系統(tǒng)接收并解調(diào)用戶發(fā)來的信號，然后根據(jù)用的申請服務內(nèi)容進行相應的數(shù)據(jù)處理。 對定位申請，中心控制系統(tǒng)測出兩個時間延遲：即從中心控制系統(tǒng)發(fā)出詢問信號，經(jīng)某一顆衛(wèi)星轉發(fā)到達用戶，用戶發(fā)出定位響應信號，經(jīng)同一顆衛(wèi)星轉發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲；和從中心控制發(fā)出詢問信號，經(jīng)上述同一衛(wèi)星到達用戶，用戶發(fā)出響應信號，經(jīng)另一顆衛(wèi)星轉發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲。由于中心控制系統(tǒng)和兩顆衛(wèi)星的位置均是已知的，因此由上面兩個延遲量可以算出用戶到第一顆衛(wèi)星的距離，以及用戶到兩顆衛(wèi)星距離之和，從而知道用戶處于一個以第一顆衛(wèi)星為球心的一個球面，和以兩顆衛(wèi)星為焦點的橢球面之間的交線上。另外中心控制系統(tǒng)從存儲在計算機內(nèi)的數(shù)字化地形圖查尋到用戶高程值，又可知道用戶出于某一與地球基準橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統(tǒng)可最終計算出用戶所在點的三維坐標，這個坐標經(jīng)加密由出站信號發(fā)送給用戶。


系統(tǒng)功能
短報文通信：一次可傳送多達120個漢字的信息。
精密授時：精度達20納秒。
定位精度：水平精度100米(1σ)，設立標校站之后為20米(類似差分狀態(tài))。工作頻率：2491.75MHz。
系統(tǒng)容量：每小時540000戶。


應用優(yōu)勢
同時具備定位與通信功能，無需其他通信系統(tǒng)支持；
覆蓋中國及周邊國家和地區(qū)，24小時全天候服務，無通信盲區(qū)；
特別適合集團用戶大范圍監(jiān)控與管理，以及無依托地區(qū)數(shù)據(jù)采集用戶數(shù)據(jù)傳輸應用；
獨特的中心節(jié)點式定位處理和指揮型用戶機設計，可同時解決“我在哪”和“你在哪”；
自主系統(tǒng)，高強度加密設計，安全、可靠、穩(wěn)定，適合關鍵部門應用。


未來發(fā)展
中國計劃2007年初發(fā)射兩顆北斗導航衛(wèi)星，2008年左右滿足中國及周邊地區(qū)用戶對衛(wèi)星導航系統(tǒng)的需求，并進行系統(tǒng)組網(wǎng)和試驗，逐步擴展為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

正在建設的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)空間段將由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，提供即開放服務和授權服務。開放服務是在服務區(qū)免費提供定位、測速和授時服務，定位精度為10米，授時精度為50納秒，測速精度為0.2米/秒。授權服務是向授權用戶提供更安全的定位、測速、授時和通信服務以及系統(tǒng)完好性信息。

隨著“北斗一號”衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的推廣應用，中國正在著力研究開發(fā)的下一代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。

• 通信詞典解釋