北斗卫星导航系统

1、1北斗卫星导航系统建设与发展北斗卫星导航系统建设与发展1.1. 系统基本描述系统基本描述2.2.基本原则基本原则3.3.系统部署系统部署 4.4.应用应用5.5.兼容与互操作兼容与互操作6.6.结论结论内容内容23 北斗卫星导航系统BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。 北斗卫星导航系统由空

2、间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。概述4 卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。中国高度重视卫星导航系统的建设，一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。

3、为更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求，我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。发展历程5发展计划目前，我国正在实施北斗卫星导航系统建设。根据系统建设总体规划，2012年左右，系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力；2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。6北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，包括开放服务和授权服务两种方式。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。为使

4、北斗卫星导航系统更好地为全球服务，加强北斗卫星导航系统与其它卫星导航系统之间的兼容与互操作，促进卫星定位、导航、授时服务的全面应用，中国愿意与其它国家合作，共同发展卫星导航事业。服务开放性开放性自主性自主性兼容性兼容性渐进性渐进性 基本原则基本原则7 基本原则基本原则8u开放性开放性 北斗卫星导航系统将为用户免费提供高质量的开放服务，并且欢迎全世界的用户使用北斗系统。 中国将与其他国家就卫星导航有关问题进行广泛深入的交流，以推动GNSS及其相关技术和产业的发展。 基本原则基本原则9u自主性自主性 中国将独立自主地发展和运行北斗卫星导航系统。 北斗系统能够独立为全球用户提供服务，尤其是将为亚太地

5、区提供更高质量的服务。 基本原则基本原则10u兼容性兼容性 北斗系统将致力于实现与其他卫星导航系统的兼容和互操作。 基本原则基本原则11u渐进性渐进性 北斗卫星导航系统将依据中国的技术和经济发展实际，遵循循序渐进的模式建设。 北斗系统将通过改进系统性能，确保系统建设阶段平稳过渡，为用户提供长期连续的服务。系统描述系统描述12系统组成系统组成信号特征信号特征时间系统时间系统坐标系统坐标系统服务和性能服务和性能系统组成系统组成星座星座GEO 卫星卫星MEO 卫星卫星u空间段空间段5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星13 地面段由主控站、上行注入站和监测站组成。系统组成系统组成u地面段地面段14

6、 用户段由北斗用户终端以及与其他GNSS兼容的终端组成。 北斗系统的用户终端北斗系统的用户终端u用户段用户段系统组成系统组成15u用户段用户段系统组成系统组成16 用户终端研制进展顺利，相关的政策和标准也在研究和制定当中。 北斗系统民用信号ICD文件（1.0版本）的技术准备已完成，北斗系统民用信号ICD文件及其更新将逐步在北斗系统政府网站上发布。信号特征信号特征u频段频段 B1: 1559.0521591.788MHz B2: 1166.221217.37MHz B3: 1250.6181286.423MHz17截至截至星座星座信号（实际发射）信号（实际发射）2012年年5GEO+5IGSO+

7、4MEO（区域服务）（区域服务）主要是北斗系统第二阶段信号主要是北斗系统第二阶段信号2020年年5GEO+3IGSO+27MEO（全球服务）（全球服务）主要是北斗系统第三阶段信号主要是北斗系统第三阶段信号u北斗系统第二阶段信号北斗系统第二阶段信号信号特征信号特征18信号信号中心频点中心频点(MHz)码速率码速率(cps)带宽带宽(MHz)调制方式调制方式服务类型服务类型B1(I)1561.0982.0464.092QPSK开放开放B1(Q)2.046授权授权B2(I)1207.142.04624QPSK开放开放B2(Q)10.23授权授权B31268.5210.2324QPSK授权授权19u北

8、斗系统第三阶段信号北斗系统第三阶段信号信号信号中心频点中心频点(MHz)码速率码速率(cps)数据数据/符号速率符号速率 (bps/sps) 调制方式调制方式服务类型服务类型B1-CD1575.421.02350/100MBOC(6,1,1/11) 开放开放B1-CPNoB1-A2.04650/100BOC（14，2）授权授权NoB2aD1191.79510.2325/50AltBOC(15,10 )开放开放B2aPNoB2bD50/100B2bPNoB31268.5210.23500bpsQPSK(10) 授权授权B3-AD2.557550/100BOC(15,2.5) 授权授权B3-APN

9、o时间系统时间系统20u北斗时（BDT）溯源到协调世界时UTC（NTSC），与UTC的时间偏差小于100纳秒。BDT的起算历元时间是2006年1月1日零时零分零秒（UTC）。uBDT与GPS时和Galileo时的互操作在北斗设计时间系统时已经考虑，BDT 与GPS时和Galileo时的时差将会被监测和发播。u北斗系统采用中国2000大地坐标系统 （CGS2000）。CGCS 2000椭球上的正常重力值与GRS 80 ,WGS 84 椭球上的正常重力值的差值分别约为- 143. 54 10 - 8 m/ s2 和0. 0210 - 8 m/ s2 。同一点在CGCS 2000 与GRS 80 和

10、WGS 84 下经度相同,纬度的最大差值分别为8. 26 10 - 11(相当于2. 5 10 - 6 mm) 和3. 6 10 - 6(相当于0. 11 mm) 。这里主要是指椭球参数的不同而引起的同一点经纬度的差异,给定点位在某一框架和某一历元下的空间直角坐标,投影到CGCS 2000 椭球和WGS 84 椭球上所得的纬度的最大差异相当于0. 11 mm。坐标系统坐标系统21服务和性能服务和性能u两种全球服务 u开放服务：免费、开放 定位精度: 10 m 授时精度: 20 ns 测速精度: 0.2 m/su授权服务: 确保高可靠应用（甚至是在复杂条件下）。22北斗短报文通信服务北斗短报文通

11、信服务23北斗卫星定位终端和北斗卫星或北斗地面服务站之间能够直接通过卫星信号进行双向的信息传递，GPS只能单向传递（终端从卫星接收位置信号）。短报文意味着更加效率信息传递，比如在普通移动通讯信号不能覆盖的情况下（例如地震灾害过后通讯基站遭到破坏），北斗终端就可以通过短报文进行紧急通讯等。当然短报文还能有更高级的应用，比如运用到地质监测中，在各个监测点布局好之后通过短报文直接向中心系统传递变化资料，经过计算后及时应对突发自然灾害。 北斗短报文一次可传送120个汉字的讯息。部署步骤部署步骤u第一步第一步北斗卫星导航试验系统北斗卫星导航试验系统 北斗第一阶段北斗第一阶段24 2000年以来，成功发射

12、3颗GEO卫星，建成北斗卫星导航试验系统。系统能够提供基本的定位、授时和短报文通信服务。2000年年10月月31日日140E2000年年12月月21日日80E2003年年5月月25日日110.5E 作为全球系统，北斗卫星导航系统首先在2012年左右覆盖亚太地区，并将在2020年前覆盖全球。 北斗系统第二阶段北斗系统第二阶段 北斗系统第三阶段北斗系统第三阶段2012年左右年左右 2020年前年前部署步骤部署步骤u第二步第二步全球系统全球系统25 2007年4月，北斗卫星导航系统的首颗MEO（COMPASS-M1）卫星成功发射，确保了ITU频率资料，并完成了大量技术试验。COMPASS-M1发射发射26COMPASS-G2发射发射 2009年4月15日，北斗卫星导航系统的首颗GEO卫星（COMPASS-G2 ）在西昌卫星发射中心由长征三号丙运载火箭成功发射，验证了GEO导航卫星相关技术。 27新的新的GEO卫星发射卫星发射 2010年1月17日，北斗卫星导航系统的第三颗组网卫星在西昌卫