浅谈北斗导航卫星定位系统现状、发展及应用

浅谈北斗导航卫星定位系统现状、发展及应用

（湛江航标处吴明金）

一北斗导航卫星定位系统现状

北斗卫星定位系统是由我国自主研制和建立的区域导航定位系统。该系统由４颗（２颗工作卫星、２（一）简介颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒（ｎｓ）的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约儿十米，授时精度约ｌＯＯｎｓ。美国的ＧＰＳ三维定位精度Ｐ码目前己由１６ｍ提高到６ｍ，ｃ／Ａ码目前已由２５—１００ｍ提高到１２ｍ，授时精度日前约２０ｎｓ。四颗导航定位卫星的发射时间分别为：２０００年１０月３１日和１２月２１日，第一、第二颗是工作卫星；２００３年５月２５日，２００７年４月１４日，第三、四颗是备用＋『Ｊ星。２００８年北京奥运会期间，它在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的ＧＰＳ卫星定位系统一起，发挥“双保险”作用。

北斗一号卫星定位系统的英文简称为ＢＤ，在ＩＴＵ（国际电信联合会）登记的无线电频段为Ｌ波段（发射）和Ｓ波段（接收）。

电频段为Ｌ波段。北斗二代卫星定位系统的英文为Ｃｏｍｐａｓｓ（即指南针），在ＩＴＵ登记的无线

北斗一号系统的基本功能包括：定位、通信（短消息）和授时。

北斗二代系统的功能与ＧＰＳ相同，即定位与授时。

（二）系统工作原理

“北斗一号”卫星定位系统解算出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗ＩＪ星为焦点的椭球面之问的交线上。另外中心摔制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。

“北斗一号”卫星的覆盖范围是，东经７０。一１４０。，北纬５。一５５。之间的心脏地区，上大下小，最宽处在北纬３５。左右。其定位精度为水平精度１００米（１ｏ），设立标校站之后为２０米（类似差分状态）。工作频率：２４９１．７５ＭＨｚ。系统能容纳的用户数为每小时５４００００户。

（三）与ＧＰＳ系统对比

１、覆盖范围：北斗导航系统是覆盖我国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约７０。一１４０。，北纬５。一５５。。ＧＰＳ是覆盖令球的全．人候导航系统。能够确保地球上任何地点、任何时问能同时观测到６－９颗卫星（实际一卜最多能观测到１１颗）。

２、卫星数量和轨道特性：北斗导航系统是在地球赤道平面上设置２颗同地球同步卫星颗卫星的赤道角距约６０。。ＧＰＳ是在６个轨道平面．卜设置２４颗卫星，轨道赤道倾角５５。，轨道面赤道角距６０。。卫星导航为准同步轨道，绕地球一周１ｌ小时５８分。

３、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出自己所在位置。为了弥补这种系统易损性，ＧＰＳ正在发展星际横向数据链技术，使万一主控站被毁后ＧＰＳ卫星可以独立运行。而“北斗一号”系统从原理上排除了这种可能性，一旦中心控制系统受损，系统就不能继续工作了。

４、实时性：“北斗一号”用户的定位申请要送回中心控制系统，中心摔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。

综上所述，北斗导航系统具有卫星数量少、投资小、用户设备简单价廉、能实现一定区域的导航定位、通讯等多用途，可满足当前我国陆、海、空运输导航定位的需求。缺点是不能覆盖两极地区，赤道附近定位精度差，只能二维主动式定位，且需提供用户高程数据，不能满足高动态和保密的军事用户要求，用户数量受一定限制。但最重要的是，“北斗一号”导航系统是我国独立自主建立的卫星少的初步起步系统。

此外，该系统并不排斥国内民用市场对ＧＰＳ的广泛使用。相反，在此基础上还将建立中国的ＧＰＳ广域差分系统。可以使受ｓＡ干扰的ＧＰＳ民用码接收机的定位精度由百米级修正到数米级，可以更好的促进ＧＰＳ在民间的利用。当然，我们也需要认识到，随着我军高技术武器的不断发展，对导航定位的信息支持要求越来越高。

（四）双星定位不同于“多星”定位

美国的ＧＰＳ和俄罗斯的ＧＬＯＮＡＳＳ，都是使用２４颗卫星（ＧＰｓ还另有３颗备份卫星，ＧＬＯＮＡＳＳ则因经费问题损失了几颗卫星）组成网络。这些卫星不中断地向地面站发回精确的时间和它们的位置。ＧＰＳ接收器利用ＧＰＳ卫星发送的信号确定卫星在太空中的位置，并根据无 …… 此处隐藏：3645字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……