| 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)示意圖北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是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），是除美國的全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯的GLONASS之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)致力于向全球用戶提供高質量的定位、導航和授時服務，其建設與發(fā)展則遵循開放性、自主性、兼容性、漸進性這4項原則。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)示意圖
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中國正在實施的自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成，空間端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星，地面端包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個地面站，用戶端由北斗用戶終端以及與美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐洲GALILEO等其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容的終端組成。
中國此前已成功發(fā)射四顆北斗導航試驗衛(wèi)星和六顆北斗導航衛(wèi)星，將在系統(tǒng)組網和試驗基礎上，逐步擴展為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
目前全世界有4套衛(wèi)星導航系統(tǒng)：中國北斗、美國GPS、俄羅斯“格洛納斯”、歐洲“伽利略” 衛(wèi)星導航系統(tǒng)是重要的空間基礎設施，為人類帶來了巨大的社會經濟效益。中國作為發(fā)展中國家，擁有廣闊的領土和海域，高度重視衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設，努力探索和發(fā)展擁有自主知識產權的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。
2000年以來，中國已成功發(fā)射了6顆“北斗導航試驗衛(wèi)星”，建成北斗導航試驗系統(tǒng)（第一代系統(tǒng)）。這個系統(tǒng)具備在中國及其周邊地區(qū)范圍內的定位、授時、報文和ＧＰＳ廣域差分功能，并已在測繪、電信、水利、交通運輸、漁業(yè)、勘探、森林防火和國家安全等諸多領域逐步發(fā)揮重要作用。
中國正在建設的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，提供兩種服務方式，即開放服務和授權服務（屬于第二代系統(tǒng)）。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。
中國計劃2012年左右，“北斗”系統(tǒng)將覆蓋亞太地區(qū)，2020年左右覆蓋全球。我國正在實施北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設，已成功發(fā)射六顆北斗導航衛(wèi)星。根據(jù)系統(tǒng)建設總體規(guī)劃，2012年左右，系統(tǒng)將首先具備覆蓋亞太地區(qū)的定位、導航和授時以及短報文通信服務能力；2020年左右，建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
2000年，首先建成北斗導航試驗系統(tǒng)，使我國成為繼美、俄之后的世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。該系統(tǒng)已成功應用于測繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運輸、森林防火、減災救災和公共安全等諸多領域，產生顯著的經濟效益和社會效益。特別是在2008年北京奧運會、汶川抗震救災中發(fā)揮了重要作用。為更好地服務于國家建設與發(fā)展，滿足全球應用需求，我國啟動實施了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設。
“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)：中國版GPS發(fā)展歷程揭密
“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國正在實施的自主發(fā)展、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，包括“北斗”衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)（“北斗一號”）和“北斗”衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)（“北斗二號”）。繼2007年4月和2009年4月第一、二顆“北斗二號”衛(wèi)星成功發(fā)射后，今年年初，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號丙”運載火箭將第三顆“北斗二號”衛(wèi)星成功送入太空預定軌道，這標志著四大全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一的中國“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程建設又邁出重要一步。“北斗二號”衛(wèi)星發(fā)射時間間隔越來越短，預示著“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)組網正按計劃穩(wěn)步推進。
我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展歷程
導航定位是人類社會所必需的。從古至今，人類在生產和生活實踐中發(fā)明了多種導航方法。例如，天文導航是通過觀測天體的位置來確定自身的位置和航向，此法設備簡單，但受到氣象條件的限制；無線電導航是接收海岸電臺發(fā)出的無線電波來確定艦船自身的位置，它雖不受氣象條件的影響，但由于無線電波的傳播距離有限，故用于遠航時有困難。其他導航方法也不盡如人意。從目前的技術水平和可以預見的將來看，衛(wèi)星導航技術是一種比較理想的導航工具。衛(wèi)星導航技術是指利用一組導航衛(wèi)星，對地面、海洋和空間用全戶進行精確的定位。它具有全時空、全天候、高精度、連續(xù)事實地提供導航、定位和授時的地點，已成為應用廣泛的導航定位技術。衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)是重要的空間基礎設施，可提供高精度的定位、測速和授時服務，能帶來巨大的社會和經濟效益。我國高度重視衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設，一直努力探索和發(fā)展擁有自主知識產權的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
早在上世紀60年代末，我國就開展了衛(wèi)星導航系統(tǒng)的研制工作，但由于諸多原因而夭折。自20世紀70年代后期以來，國內開展了探討適合國情的衛(wèi)星導航系統(tǒng)的體制研究，先后提出過單星、雙星、三星和3-5星的區(qū)域性系統(tǒng)方案，以及多星的全球系統(tǒng)的設想，并考慮到導航定位與通信等綜合運用問題，但是由于種種原因，這些方案和設想都沒能得以實現(xiàn)。在20世紀80年代到90年代，我國就結合國情，科學、合理地提出并制訂自主研制實施“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設的“三步走”規(guī)劃：第一步是試驗階段，即用少量衛(wèi)星利用地球同步靜止軌道來完成試驗任務，為“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設積累技術經驗、培養(yǎng)人才，研制一些地面應用基礎設施設備等；第二步是到2012年，計劃發(fā)射10多顆衛(wèi)星，建成覆蓋亞太區(qū)域的“北斗”衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)（即“北斗二號”區(qū)域系統(tǒng)）；第三步是到2020年，建成由5顆靜止軌道和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組網而成的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
2000年，中國“北斗”導航系統(tǒng)建成運行，成為繼美國、俄羅斯之后世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。該系統(tǒng)已成功應用于測繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運輸、森林防火、減災救災和國家安全等諸多領域，經濟效益和社會效益顯著，特別是在2008年中國南方冰凍災害、汶川特大地震抗震救災和北京奧運會中發(fā)揮出非常重要的作用。
北斗一號
“北斗”衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)（“北斗一號”）
“北斗”衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)（也稱“雙星定位導航系統(tǒng)”）為我國“九五”列項，其工程代號取名為“北斗一號”，其方案于1983年提出。2003年5月25日零時34分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭，成功地將第三顆“北斗一號”衛(wèi)星送入太空。前兩顆衛(wèi)星分別于2000年10月31日和12月21日發(fā)射升空，運行至今導航定位系統(tǒng)工作穩(wěn)定，狀態(tài)良好。這次發(fā)射的是導航定位系統(tǒng)的備份星，它與前兩顆“北斗一號”工作星組成了完整的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，確保全天候、全天時提供衛(wèi)星導航信息。這標志著我國成為繼美國GPS和俄羅斯的GLONASS后，在世界上第三個建立了完善的衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家，該系統(tǒng)的建立對我國國民國防和經濟建設將起到積極作用。2007年2月3日，“北斗一號”第四顆衛(wèi)星發(fā)射成功，該衛(wèi)星不僅作為早期三顆衛(wèi)星的備份，同時還將進行“北斗”衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的相關試驗。目前，“北斗一號”已有四顆衛(wèi)星在太空遨游，組成了完整的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，確保全天候、全天時提供衛(wèi)星導航資訊。
“北斗一號”是利用地球同步衛(wèi)星為用戶提供快速定位、簡短數(shù)字報文通信和授時服務的一種全天候、區(qū)域性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。系統(tǒng)由兩顆地球靜止衛(wèi)星(800E和1400E)、一顆在軌備份衛(wèi)星(110.50E)、中心控制系統(tǒng)、標校系統(tǒng)和各類用戶機等部分組成。其覆蓋范圍是北緯5 -55 ，東經70 -140 之間的心臟地區(qū)，上大下小，最寬處在北緯35 左右。定位精度為水平精度100米(1 )，設立標校站之后為20米(類似差分狀態(tài))，工作頻率為2491.75MHz，系統(tǒng)能容納的用戶數(shù)為每小時540000戶。“北斗一號”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。
“北斗一號”就性能來說，和美國GPS相比差距甚大。第一，覆蓋范圍也不過是初步具備了我國周邊地區(qū)的定位能力，與GPS的全球定位相差甚遠。第二，定位精度低，定位精度最高20米，而GPS可以到10米以內。第三，由于采用衛(wèi)星無線電測定體制，用戶終端機工作時要發(fā)送無線電信號，會被敵方無線電偵測設備發(fā)現(xiàn)，不適合軍用。第四，無法在高速移動平臺上使用，這限制了它在航空和陸地運輸上的應用。但最重要的是，“北斗一號”是我國獨立自主建立的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，它的研制成功標志著我國打破了美、俄在此領域的壟斷地位，解決了中國自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的有無問題。它是一個成功的、實用的、投資很少的初步起步系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)并不排斥國內民用市場對GPS的廣泛使用。以“北斗”導航試驗系統(tǒng)為基礎，我國開始逐步實施“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設，首先滿足中國及其周邊地區(qū)的導航定位需求，并進行系統(tǒng)的組網和測試，逐步擴展為全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。
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