【簡介：】北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是由中國建立的區(qū)域導航定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)由四顆（兩顆工作衛(wèi)星、2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。

北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是由中國建立的區(qū)域導航定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)由四顆（兩顆工作衛(wèi)星、2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。北斗定位系統(tǒng)可向用戶提供全天候、二十四小時的即時定位服務，授時精度可達數(shù)十納秒(ns)的同步精度，北斗導航系統(tǒng)三維定位精度約幾十米，授時精度約100ns。美國的GPS三維定位精度P碼目前己由16m提高到6m，C/A碼目前己由25-100m提高到12m，授時精度日前約20ns。。北斗一號導航定位衛(wèi)星由中國空間技術研究院研究制造。四顆導航定位衛(wèi)星的發(fā)射時間分別為：2000年10月31日；2000年12月21日；2003年5月25日，2007年4月14日，第三、四顆是備用衛(wèi)星。2008年北京奧運會期間，它將在交通、場館安全的定位監(jiān)控方面，和已有的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)一起，發(fā)揮“雙保險”作用。 北斗一號衛(wèi)星定位系統(tǒng)的英文簡稱為BD，在ITU（國際電信聯(lián)合會）登記的無線電頻段為L波段（發(fā)射）和S波段（接收）。 北斗二代衛(wèi)星定位系統(tǒng)的英文為Compass（即指南針），在ITU登記的無線電頻段為L波段。 北斗一號系統(tǒng)的基本功能包括：定位、通信（短消息）和授時。 北斗二代系統(tǒng)的功能與GPS相同，即定位與授時。[編輯本段]系統(tǒng)工作原理 “北斗一號”衛(wèi)星定位系出用戶到第一顆衛(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。 “北斗一號”的覆蓋范圍是北緯5°一55°，東經(jīng)70°一140°之間的心臟地區(qū)，上大下小，最寬處在北緯35°左右。其定位精度為水平精度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)能容納的用戶數(shù)為每小時540000戶。[編輯本段]與GPS系統(tǒng)對比 1、覆蓋范圍：北斗導航系統(tǒng)是覆蓋我國本土的區(qū)域導航系統(tǒng)。覆蓋范圍東經(jīng)約70°一140°，北緯5°一55°。GPS是覆蓋全球的全天候導航系統(tǒng)。能夠確保地球上任何地點、任何時間能同時觀測到6-9顆衛(wèi)星(實際上最多能觀測到11顆)。 2、衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性：北斗導航系統(tǒng)是在地球赤道平面上設置2顆地球同步衛(wèi)星顆衛(wèi)星的赤道角距約60°。GPS是在6個軌道平面上設置24顆衛(wèi)星，軌道赤道傾角55°，軌道面赤道角距60°。航衛(wèi)星為準同步軌道，繞地球一周11小時58分。 3、定位原理：北斗導航系統(tǒng)是主動式雙向測距二維導航。地面中心控制系統(tǒng)解算，供用戶三維定位數(shù)據(jù)。GPS是被動式偽碼單向測距三維導航。由用戶設備獨立解算自位解算在那里而不是由用戶設備完成的。為了彌補這種系統(tǒng)易損性，GPS正在發(fā)展星際橫向數(shù)據(jù)鏈技術，使萬一主控站被毀后GPS衛(wèi)星可以獨立運行。而“北斗一號”系統(tǒng)從原理上排除了這種可能性，一旦中心控制系統(tǒng)受損，系統(tǒng)就不能繼續(xù)工作了。 4、實時性：“北斗一號”用戶的定位申請要送回中心控制系統(tǒng)，中心控制系統(tǒng)解算出用戶的三維位置數(shù)據(jù)之后再發(fā)回用戶，其間要經(jīng)過地球靜止衛(wèi)星走一個來回，再加上衛(wèi)星轉發(fā)，中心控制系統(tǒng)的處理，時間延遲就更長了，因此對于高速運動體，就加大了定位的誤差。此外，“北斗一號”衛(wèi)星導航系統(tǒng)也有一些自身的特點，其具備的短信通訊功能就是GPS所不具備的。 綜上所述，北斗導航系統(tǒng)具有衛(wèi)星數(shù)量少、投資小、用戶設備簡單價廉、能實現(xiàn)一定區(qū)域的導航定位、通訊等多用途，可滿足當前我國陸、海、空運輸導航定位的需求。缺點是不能覆蓋兩極地區(qū)，赤道附近定位精度差，只能二維主動式定位，且需提供用戶高程數(shù)據(jù)，不能滿足高動態(tài)和保密的軍事用戶要求，用戶數(shù)量受一定限制。但最重要的是，“北斗一號”導航系統(tǒng)是我國獨立自主建立的衛(wèi)星導少的初步起步系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)并不排斥國內民用市場對GPS的廣泛使用。相反，在此基礎上還將建立中國的GPS廣域差分系統(tǒng)?？梢允故躍A干擾的GPS民用碼接收機的定位精度由百米級修正到數(shù)米級，可以更好的促進GPS在民間的利用。當然，我們也需要認識到，隨著我軍高技術武器的不斷發(fā)展，對導航定位的信息支持要求越來越高。[編輯本段]雙星定位不同于“多星”定位 “一代‘北斗’只用雙星定位，比GPS等投資小、建成快，”范本堯說這是我國國情決定的，也對一代“北斗”的技術路線提出了特殊的要求，“所以我們的定位系統(tǒng)具有自己的特點?！? 美國的GPS和俄羅斯的GLONASS，都是使用24顆衛(wèi)星（GPS還另有3顆備份衛(wèi)星，GLONASS則因經(jīng)費問題損失了幾顆衛(wèi)星）組成網(wǎng)絡。這些衛(wèi)星不中斷地向地面站發(fā)回精確的時間和它們的位置。GPS接收器利用GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號確定衛(wèi)星在太空中的位置，并根據(jù)無線電波傳送的時間來計算它們間的距離。等計算出至少3～4顆衛(wèi)星的相對位置后，GPS接收器就可以用三角學來算出自己的位置。每個GPS衛(wèi)星都有4個高精度的原子鐘，同時還有一個實時更新的數(shù)據(jù)庫，記載著其他衛(wèi)星的現(xiàn)在位置和運行軌跡。當GPS接收器確定了一個衛(wèi)星的位置時，它可以下載其他所有衛(wèi)星的位置信息，這有助于它更快地得到所需的其他衛(wèi)星的信息。 “1983年，‘兩彈一星’功勛獎章獲得者陳芳允院士和合作者提出利用兩顆同步定點衛(wèi)星進行定位導航的設想，經(jīng)過分析和初步實地試驗，證明效果良好，”中國計量科學研究院的黃秉英研究員說，這一系統(tǒng)被稱為“雙星定位系統(tǒng)”。 一代“北斗”采用的基本技術路線最初來自于陳芳允先生的“雙星定位”設想，正式立項是在1994年。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間衛(wèi)星、地面控制中心站和用戶終端等3部分即可完成定位。一代“北斗”與GPS系統(tǒng)不同，對所有用戶位置的計算不是在衛(wèi)星上進行，而是在地面中心站完成的。因此，地面中心站可以保留全部北斗用戶的位置及時間信息，并負責整個系統(tǒng)的監(jiān)控管理。 有源無源是關鍵不同點 “一代‘北斗’采用的是有源定位，GPS和GLONASS等都是無源定位，”范本堯說，“這是它們質上的不同點?！? 所謂有源定位就用戶需要通過地面中心站聯(lián)系及地面中心站的傳輸，通訊就不必通過其他的通訊衛(wèi)星了，一星多用符合我國國情。GPS和GLONASS沒有設計通訊功能，主要原因就在于不需要地面站中轉服務的無源定位不能提供通訊服務。 區(qū)域性基于技術水平 北斗定位導航系統(tǒng)是覆蓋中國本土的區(qū)域導航系統(tǒng)。中國衛(wèi)星導航工程中心副主任冉承其介紹，北斗定位導航系統(tǒng)的開發(fā)具有重要意義,并有一些GPS系統(tǒng)所沒有的長處，如在靜態(tài)地圖的基礎上，可以把道路擁堵的實時情況在導航儀上反映出來。 一代“北斗”是區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)，只能全天候、全天時用于中國及其周邊地區(qū)；而GPS和GLONASS都是全球導航定位系統(tǒng)，在全球的任何一點，只要衛(wèi)星信號未被遮蔽或干擾，都能接收到三維坐標?！皡^(qū)域性是我國雙星定位的技術特點、水平以及國家需求決定的，”范本堯說。 GPS和GLONASS的空間部分是高度在2萬千米左右的衛(wèi)星組成的網(wǎng)絡。GPS的衛(wèi)星平均分布在6個軌道平面上，GLONASS衛(wèi)星平均分布在3個軌道平面上，不停地繞地球旋轉。這樣，在全球的任何位置、任何時間都可同時觀測到4顆以上的衛(wèi)星，通過它們就可以獲得高精度的三維定位數(shù)據(jù)。 “北斗”一號是雙星定位，軌道偏高，距離地面3萬6千千米，是地球同步靜止軌道衛(wèi)星。之所以要在這么高的高度是因為我們只有兩顆定位衛(wèi)星，不能覆蓋整個地球，如果在較低軌道上繞地運行，每天就要有一定時間不能監(jiān)控我國所在區(qū)域。 二代“北斗”可稱“中國的GPS” “我國發(fā)展二代‘北斗’不會采取一步到位的方式，也不會停掉一代，另外發(fā)展二代，”范本堯說，“我們會在一代的基礎上不斷補充衛(wèi)星數(shù)，增加其功能，提高其整體水平。”這位將繼續(xù)承擔二代“北斗”設計工作的科學家說：“二代‘北斗’可以稱為‘中國的GPS’，不過它仍然會比GPS多一個通訊為發(fā)展我國二代“北斗”的關鍵技術提供了準備。范本堯舉例說，此次定位的“北斗”一號備份衛(wèi)星上新裝載了用于衛(wèi)星定位的激光反射器，能夠參照其他星，把自身位置精確定格在幾個厘米的尺度以內。這顆衛(wèi)星已定位成功，表明這種技術是有效而可靠的。這樣，當我們不斷發(fā)射新的衛(wèi)星構建二代“北斗”體系時，眾多衛(wèi)星就會找準自己的位置，構成符合標準的網(wǎng)絡。此外，“北斗”一號的3顆星壽命都是8年，專家正不斷研究，預計下一次發(fā)射的衛(wèi)星壽命就能達到10年左右了；而目前GPS衛(wèi)星的壽命都是12年左右，GLONASS衛(wèi)星的壽命則是3到5年。 “20世紀原子鐘最輝煌的應用莫過于由它構成了全球定位系統(tǒng)的核心，”黃秉英說，導航星和地面站全離不開它。目前的原子鐘主要有3種：銣鐘、銫鐘和氫鐘。結構緊湊、可靠性高、壽命長的原子鐘正是發(fā)展全球定位系統(tǒng)必需的。在結構方面，銣鐘最小體積已達到6立方厘米；在頻率穩(wěn)定度方面，氫鐘最好；而在長期頻率穩(wěn)定度和準確度方面，則以銫鐘最佳。目前，設在中國計量科學研究院的國家授時中心使用的就是被稱為“激光冷卻－銫原子噴泉頻率基準”的銫鐘，我國的授時基準---UTC（NIM）都是由它提供并不斷同國際基準校正的，而“北斗”將建成，屆時，國民經(jīng)濟各領域都將從中獲得更大的效益。 2003年5月25日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心將第三顆“北斗一號”導航定位衛(wèi)星送上太空，標志著我國擁有了自己的第一代完善的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)是第一代全天候、全天時提供衛(wèi)星導航信息的區(qū)域導航系統(tǒng)，它由兩顆工作星和一顆備份星組成。前兩顆“北斗一號”衛(wèi)星分別于2000年10月31日和12月21日發(fā)射升空。 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以為船舶運輸、公路交通、鐵路運輸、野外作業(yè)、水文測報、森林防火、漁業(yè)生產、勘察設計、環(huán)境監(jiān)測等眾多行業(yè)以及其他有特殊調度指揮要求的單位提供定位、通信和授時等綜合服務。 2000年，北斗導航定位系統(tǒng)兩顆衛(wèi)星成功發(fā)射，標志著我國擁有了自己的第一代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，這對于滿足我國國民經(jīng)濟、國防建設的需要，促進我國衛(wèi)星導航定位事業(yè)的發(fā)展，具有重大的經(jīng)濟和社會意義。北斗導航定位系統(tǒng)由北斗導航定位衛(wèi)星、地面控制中心為主的地面部分、北斗用戶終端三部分組成。 北斗導航定位系統(tǒng)服務區(qū)域為中國及周邊國系統(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、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度要求的單位。[編輯本段]北斗系統(tǒng)三大功能 快速定位：北斗系統(tǒng)可為服務區(qū)域內用戶提供全天候、高精度、快速實時定位服務，定位精度20―100m； 短報文通信：北斗系統(tǒng)用戶終端具有雙向報文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個漢字的短報文信息； 由于對包含車輛的位置和狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)要求有一定的實時性。同時車輛與調控中心之間的信息溝通實際上也是一種數(shù)據(jù)的通信方式，其信息量一般也不會超過GSM短信息的長度范圍。因此利用GSM的短消息業(yè)務基本可滿足系統(tǒng)通信的需要。 其次，通過短信息方式發(fā)送數(shù)據(jù)其成本代價遠遠低于其它方式（如通過話音信道）。 與其他無線電臺等傳統(tǒng)方式比較，采用GSM短信息網(wǎng)絡系統(tǒng)具有以下優(yōu)點： 1、 速度快，實時性好，不掉線； 2、 可以雙向通信，及時返回終端信息； 3、 設備體積小，操作簡單； 4、 由于控制中心無須專門設置大功率發(fā)射電臺，將大大降低安裝費用； 5、 覆蓋面廣受地理環(huán)境 精密授時：北斗系統(tǒng)具有精密授時功能，可向用戶提供20ns-100ns時間同步精度。[編輯本段]北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的民用服務提供商 目前有五家，以神州天鴻（北京神州天鴻科技有限公司）和北斗星通（北京北斗星通衛(wèi)星導航技術有限公司）最為出色。 神州天鴻公司的網(wǎng)址是：www.chinatopcom.com 北斗星通公司的網(wǎng)址是：www.navchina.com[編輯本段]北斗一號衛(wèi)星定位系統(tǒng)民用終端設備行業(yè)標準 《北斗一號民用車（船）載遇險報警終端設備技術要求和使用要求》（標準編號為JT/T590-2004） 《北斗一號民用數(shù)據(jù)采集終端設備技術要求和使用要求》（標準編號為JT/T591-2004） 《北斗一號民用車（船）載終端設備技術要求和使用要求》（標準編號為JT/T592-2004）[編輯本段]北斗應用五大優(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。[編輯本段]“北斗一號”GPS 汶川地震中起重要作用 “北斗一號”在通信中斷情況下發(fā)揮重要作用 中國自主研制的“北斗一號”系統(tǒng)在通信中斷的情況下發(fā)揮重要作用，救災部隊攜帶的北斗系統(tǒng)正在陸續(xù)發(fā)回各種災情和救援信息。 “北斗一號”衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)監(jiān)測到，一支攜帶了“北斗一號”終端機的部隊，從中午12時開始，沿著馬爾康、黑水、理縣到汶川的317國道，以每小時6公里左右的速度一路急進。6個小時前進了近40公里，已經(jīng)進入汶川縣境內，離縣城還有40公里左右的路程。 由于通信受阻礙，位于北京的衛(wèi)星導航定位指控中心初步判斷該部隊隸屬四川武警總隊。指控中心正在進一步了解情況。[編輯本段]北斗衛(wèi)星系統(tǒng)將首先應用于北京奧運會 從12月5日開幕的2007上海國際導航產業(yè)與科技發(fā)展論壇上獲悉，由我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)已進入初步應用階段，具備區(qū)域導航能力，2008年該系統(tǒng)將首先應用于北京奧運會。北京奧運會期間，它將在交通、場館安全的定位監(jiān)控方面，和已有的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)一起，發(fā)揮“雙保險”作用。 “目前，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)已擁有5顆導航衛(wèi)星，2008年前還將發(fā)射一些衛(wèi)星?！敝袊l(wèi)星導航工程中心副主任冉承其在發(fā)布會上說，2003年，我國已建立起北斗導航試驗系統(tǒng)，該試驗系統(tǒng)具有為中國及其周邊地區(qū)定位、授時、報文等功能，并已在交通運輸、漁業(yè)、勘探、森林防火等民用領域使用。隨后建設的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)功能更趨完善。 據(jù)悉，該系統(tǒng)08將為北京奧運會的交通調度或場館監(jiān)控服務，屆時，將把自身具備的監(jiān)控功能和北京交通部門所提供的交通擁堵情況進行疊加，使駕駛者不僅能知道哪條路線距離最短，還能結合道路的實時情況，尋找到一條用時最短的線路。據(jù)估計，2010年前，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)將在上海使用。 北斗定位導航系統(tǒng)是覆蓋中國本土的區(qū)域導航系統(tǒng)。中國衛(wèi)星導航工程中心副主任冉承其介紹，北斗定位導航系統(tǒng)的開發(fā)具有重要意義,并有一些GPS系統(tǒng)所沒有的長處，如在靜態(tài)地圖的基礎上，可以把道路擁堵的實時情況在導航儀上反映出來。

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