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能 测距 的卫星地图北斗卫星导航定位 系统

能 测距 的卫星地图北斗卫星导航定位

系统

2011-10-27

能测距的卫星地图北斗卫星导航定位系统能测距的卫星地图北斗卫星导航定位系统

北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统

(CNSS)，是除美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。

该系统由三颗(两颗工作卫星、一颗备用卫星)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。可向用户提供全天候、二十四小时的即时

定位服务，定位精度可达数十柰秒(ns)的同步精度，其精度与GPS相当。

三颗导航定位卫星的发射时间分别为:

2000年10月31日;

2000年12月21日;

2003年5月25日，第三颗是备用卫星。

系统构成与工作原理

北斗卫星导航定位系统的系统构成有:两颗地球静止轨道卫星、地面中心站、用户终

端。北斗卫星导航定位系统的基本工作原理是"双星定位":以2颗在轨卫星的已知坐标为

圆心，各以测定的卫星至用户终端的距离为半径，形成2个球面，用户终端将位于这2

个球面交线的圆弧上。地面中心站配有电子高程地图，提供一个以地心为球心、以球心至

地球表面高度为半径的非均匀球面。用数学方法求解圆弧与地球表面的交点即可获得用户

的位置。

由于在定位时需要用户终端向定位卫星发送定位信号，由信号到达定位卫星时间的差

值计算用户位置，所以被称为"有源定位"。

北斗星导航系统与GPS系统比较:

1、覆盖范围:北斗导航系统是覆盖中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是覆盖全球的全天候导航系统。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个轨道平面上设置24颗卫星，轨道赤道倾角55?，

轨道面赤道角距60?。航卫星为准同步轨道，绕地球一周11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。

4、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提高到12m，授时精

度日前约20ns。

5、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。

6、生存能力:和所有导航定位卫星系统一样，"北斗一号"基于中心控制系统和卫星的

工作，但是"北斗一号"对中心控制系统的依赖性明显要大很多，因为定位解算在那里而不

是由用户设备完成的。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。

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，系统而"

就不能继续工作了。

7、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。

中国航天科技集团公司宇航部部长赵小津18日称，中国自主研制的北斗二号系列卫

星今年起进入组网高峰期，预计在2015年形成覆盖全球的卫星导航定位系统。

据中央电视台报道，中国航天科技集团公司宇航部部长赵小津介绍说，在今年和明年

两年我们要发射10颗左右的导航卫星。我们计划2015年建成一个全球导航定位系统，

这个系统由三十几颗卫星组成。

卫星导航定位系统是重要的空间基础设施，它综合了传统天文导航定位和地面无线电

导航定位的优点，相当于一个设置在太空的无线电导航台。目前我们所用的各种导航定位

设备都要靠美国的GPS系统来进行导航定位服务。而随着中国"北斗"系统的建成，将使

我国在卫星应用方面摆脱对国外卫星导航系统的依赖，并带动一大批高技术产业，形成新

的经济增长点。

俄罗斯军事评论员戈洛夫列夫2008年初列举了2008年全球十大重要武器，其中，

中国的北斗卫星排名第五。戈洛夫列夫表示，第五位的应该属于中国的"北斗"卫星导航系

统。专家认为，"北斗"卫星配属于解放军的指挥机构，该系统的投入使用可保障解放军的

作战指挥系统转向全面的数字化。

此前，国外一些军事专家分析认为，随着"北斗"系统及其配套设施的逐渐成熟，解放

军必将成为最主要的受益者。如果说中国军方特别是"二炮"部队此

前还依赖国外卫星信号，那么国产接收机一旦投入批量生产并与现有装备相结合，则

能在较短的时间内生产出大量同美制JDAM"联合直接攻击弹药"相仿的低成本制导武器;

这也意味着，大规模的海空精确打击将不再是少数富裕西方国家的专利。此外，"北斗"系

统所特有的短信息通讯功能，也会给解放军三军的信息化作战能力带来提高。

历史上的今天:

中九卫星升级中九卫星升级明细2011-10-27