北斗導(dǎo)航系統(tǒng)

目錄
·系統(tǒng)構(gòu)成
·工作原理
·系統(tǒng)功能
·應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
·未來(lái)發(fā)展




北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是中國(guó)自行研制開(kāi)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(guó)全球定位系統(tǒng)GPS、俄羅斯格羅納斯（GLONASS）、歐盟伽利略計(jì)劃系統(tǒng)并稱全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)服務(wù)區(qū)域?yàn)橹袊?guó)及周邊國(guó)家和地區(qū)，它可以在服務(wù)區(qū)域內(nèi)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，為用戶確定其所在的地理經(jīng)緯度信息，并提供雙向短報(bào)文通信和精密授時(shí)服務(wù)。北斗系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于船舶運(yùn)輸、公路交通、鐵路運(yùn)輸、海上作業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)、水文測(cè)報(bào)、森林防火、環(huán)境監(jiān)測(cè)等眾多行業(yè)，以及軍隊(duì)、公安、海關(guān)等其他有特殊指揮調(diào)度要求的單位。


系統(tǒng)構(gòu)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(hào)）、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(dǎo)航定位系統(tǒng)可向用戶提供全天候、二十四小時(shí)的即時(shí)定位服務(wù)，定位精度可達(dá)數(shù)十納秒的同步精度，其精度與GPS相當(dāng)。

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(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-1A 地球靜止軌道 59°E   結(jié)束任務(wù) 北斗一號(hào)
2000年12月21日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-1B 地球靜止軌道 80°E   正常   北斗一號(hào)
2003年5月25日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-1C 地球靜止軌道 110.5°E  正常   北斗一號(hào)
2007年2月3日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-1D 超同步轉(zhuǎn)移軌道   失效 ?   北斗一號(hào)
2007年4月14日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-M1 中地球軌道 ~21500km   正常   北斗二號(hào)
2009年4月15日 長(zhǎng)征三號(hào)丙 北斗-G2 地球靜止軌道   失效 ？  北斗二號(hào)
2010年1月17日 長(zhǎng)征三號(hào)丙 北斗-G1 地球靜止軌道 144.5°E  正常   北斗二號(hào)
2010年6月2日 長(zhǎng)征三號(hào)丙 北斗-G3 地球靜止軌道 84°E   正常   北斗二號(hào)
2010年8月1日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-I1 傾斜地球同步軌道 118°E 正常  北斗二號(hào)
2010年11月1日 長(zhǎng)征三號(hào)丙 北斗-G4 地球靜止軌道 160°E   正常  北斗二號(hào)
2010年12月18日 長(zhǎng)征三號(hào)甲 北斗-I2 傾斜地球同步軌道  正常  北斗二號(hào)


工作原理
系統(tǒng)的工作過(guò)程是：首先由中心控制系統(tǒng)向衛(wèi)星I和衛(wèi)星II同時(shí)發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器向服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶廣播。用戶響應(yīng)其中一顆衛(wèi)星的詢問(wèn)信號(hào)，并同時(shí)向兩顆衛(wèi)星發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)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(lái)的信號(hào)，然后根據(jù)用的申請(qǐng)服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。 對(duì)定位申請(qǐng)，中心控制系統(tǒng)測(cè)出兩個(gè)時(shí)間延遲：即從中心控制系統(tǒng)發(fā)出詢問(wèn)信號(hào)，經(jīng)某一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)用戶，用戶發(fā)出定位響應(yīng)信號(hào)，經(jīng)同一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲；和從中心控制發(fā)出詢問(wèn)信號(hào)，經(jīng)上述同一衛(wèi)星到達(dá)用戶，用戶發(fā)出響應(yīng)信號(hào)，經(jīng)另一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)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(gè)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(gè)以第一顆衛(wèi)星為球心的一個(gè)球面，和以兩顆衛(wèi)星為焦點(diǎn)的橢球面之間的交線上。另外中心控制系統(tǒng)從存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)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(zhǔn)橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統(tǒng)可最終計(jì)算出用戶所在點(diǎn)的三維坐標(biāo)，這個(gè)坐標(biāo)經(jīng)加密由出站信號(hào)發(fā)送給用戶。


系統(tǒng)功能
短報(bào)文通信：一次可傳送多達(dá)120個(gè)漢字的信息。
精密授時(shí)：精度達(dá)20納秒。
定位精度：水平精度100米(1σ)，設(shè)立標(biāo)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(shí)540000戶。


應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
同時(shí)具備定位與通信功能，無(wú)需其他通信系統(tǒng)支持；
覆蓋中國(guó)及周邊國(guó)家和地區(qū)，24小時(shí)全天候服務(wù)，無(wú)通信盲區(qū)；
特別適合集團(tuán)用戶大范圍監(jiān)控與管理，以及無(wú)依托地區(qū)數(shù)據(jù)采集用戶數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用；
獨(dú)特的中心節(jié)點(diǎn)式定位處理和指揮型用戶機(jī)設(shè)計(jì)，可同時(shí)解決“我在哪”和“你在哪”；
自主系統(tǒng)，高強(qiáng)度加密設(shè)計(jì)，安全、可靠、穩(wěn)定，適合關(guān)鍵部門(mén)應(yīng)用。


未來(lái)發(fā)展
中國(guó)計(jì)劃2007年初發(fā)射兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，2008年左右滿足中國(guó)及周邊地區(qū)用戶對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的需求，并進(jìn)行系統(tǒng)組網(wǎng)和試驗(yàn)，逐步擴(kuò)展為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

正在建設(shè)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)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(kāi)放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。開(kāi)放服務(wù)是在服務(wù)區(qū)免費(fèi)提供定位、測(cè)速和授時(shí)服務(wù)，定位精度為10米，授時(shí)精度為50納秒，測(cè)速精度為0.2米/秒。授權(quán)服務(wù)是向授權(quán)用戶提供更安全的定位、測(cè)速、授時(shí)和通信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息。

隨著“北斗一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，中國(guó)正在著力研究開(kāi)發(fā)的下一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

• 通信詞典解釋