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1、北斗卫星导航系统,2000年10月31日 ，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第一颗北斗导航试验卫星送入太空。,一、系统介绍,北斗卫星导航系统BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统,缩写为BDS,与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统兼容共用的全球卫星导航系统，并称全球四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统2012年12月27日起提供连续导航定位与授时服务。,系统建设目标：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
2、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。,北斗卫星导航系统分为“北斗一代”和“北斗二代”，由空间段、地面段和用户段三部分组成。 （1）空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。 （2）地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。 （3）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。,二、系统构成,三、发展历程,北斗一代：中国在2000年至2007年先后发射了四颗“北斗一号”卫星，这种区域性(中国境内)的卫星导航定位系统，正在为中国陆地交通、航海、森林防火等领域提供了良好服务。,北斗二代：中国在2007年4月14日至20
3、12年10月25日先后发射了十六颗“北斗二号”卫星，至此，我国北斗导航工程区域组网顺利完成。，形成了覆盖亚太大部分地区的服务能力，并试运行，在小部分范围提供测试服务,四、系统功能,四大功能 1. 短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能（不同于GPS的一点），用户可以一次传送40-60个汉字的短报文信息。可以达到一次传送达120个汉字的信息。在远洋航行中有重要的应用价值。 2. 精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。 3. 定位精度：定位精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，其精度与GPS相当。 。 4. 系统容纳的最大用户数：540000户/
4、小时。,五、系统的实际应用,军用新型北斗卫星导航手持机,北斗”卫星导航定位系统的军事功能与GPS类似，如：飞机、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航；弹道导弹机动发射车、自行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位，以缩短反应时间；人员搜救、水上排雷精确定位等。,军方应用,个人位置服务 当你进入不熟悉的地方时，你可以使用装有北斗卫星导航接收芯片的手机或车载卫星导航装置找到你要走的路线。 气象应用 气象应用的开展，可以促进我国天气分析和数值天气预报、气候变化监测和预测，也可以提高空间天气预警业务水平，提升我国气象防灾减灾的能力。 智能交通 卫星导航将促进传统运输方式实现升级与转型。例如，在铁路
5、运输领域，通过安装卫星导航终端设备，可极大缩短列车行驶间隔时间，降低运输成本，有效提高运输效率。未来，北斗卫星导航系统将提供高可靠、高精度的定位、测速、授时服务，促进铁路交通的现代化，实现传统调度向智能交通管理的转型。,民方应用,应急救援 卫星导航已广泛用于沙漠、山区、海洋等人烟稀少地区的搜索救援。在发生地震、洪灾等重大灾害时，救援成功的关键在于及时了解灾情并迅速到达救援地点。北斗卫星导航系统还具备短报文通信功能，通过卫星导航终端设备可及时报告所处位置和受灾情况，有效缩短救援搜寻时间，提高抢险救灾时效，大大减少人民生命财产损失。,汶川地震中投入使用的北斗一号卫星导航定位系统手持机，发挥了重要作
6、用。,航空运输和水运 在世界各大洋和江河湖泊行驶的各类船舶大多都安装了卫星导航终端设备，使海上和水路运输更为高效和安全。北斗卫星导航系统将在任何天气条件下，为水上航行船舶提供导航定位和安全保障。 当飞机在机场跑道着陆时，能确保飞机相互间的安全距离。利用卫星导航精确定位与测速的优势，可实时确定飞机的瞬时位置，有效减小飞机之间的安全距离，甚至在大雾天气情况下，可以实现自动盲降，极大提高飞行安全和机场运营效率。通过将北斗卫星导航系统与其他系统的有效结合，将为航空运输提供更多的安全保障。,六、北斗与GPS的比较,1、覆盖范围：北斗导航系统是目前是覆盖亚太地区的区域导航系统。GPS是覆盖全球的全天候导航
7、系统。能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颖)。 2、定位原理：北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。GPS是被动式伪码单向测距三维导航。由用户设备独立解算自己三维定位数据。“北斗一号”的这种工作原理带来两个方面的问题，一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性，这在军事上相当不利，另一方面由于设备必须包含发射机，因此在体积、重量上、价格和功耗方面处于不利的地位。 3、定位精度：北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高
8、到12m，授时精度日前约20ns。,4、用户容量：北斗导航系统由于是主动双向测距的询问-应答系统，用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号，还要求用户设备向同步卫星发射应答信号。这样，系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。因此，北斗导航系统的用户设备容量是有限的。GPS是单向测距系统，用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位，因此GPS的用户设备容量是无限的。 5、实时性：“北斗一号”用户的定位申请要送回中心控制系统，中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户，其间要经过地球静止卫星走一个来回，再加上卫星转发，中心控
9、制系统的处理，时间延迟就更长了，因此对于高速运动体，就加大了定位的误差。 此外，“北斗一号”卫星导航系统也有一些自身的特点，其具备的短信通讯功能就是GPS所不具备的。,七、展望未来,面临挑战 一、部署进度的比拼。四大全球系统部署的时间进度是个重大考验，捷足先登是成功的第一步。GPS在这方面遥遥领先，格洛纳斯（GLONASS）正在恢复建设中，伽利略（Galileo）遭遇资金困境，北斗系统若要抢占市场，在系统部署方面面临挑战。 二、卫星性能的竞争。导航卫星设计和研制水平决定着系统的性能，北斗卫星设计已经达到国外导航卫星水平，在未来发展中要不断自主创新，争取在国际导航卫星研制领域处于领先地位。 三、系统发展的博弈。未来卫星导航系统需要持续的发展建设，以满足用户要求；需要国家持续的经费投入、人才培养、产业推广，以确保我国北斗卫星导航系统在未来发展与国际竞争中占据优势地位,
