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《文静》博客

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北斗卫星导航系统(二)  

2014-04-11 22:59:26|  分类: 资料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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北斗卫星导航系统(二)


8、  北斗进展

   三步进展

歼-20新原型机引世界轰动 - 文静 - 《文静》博客

北斗导航卫星

   中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其称,按照“质量、安全、应用、效益”的总要求,北斗卫星导航系统按照“三步走”的发展战略稳步推进。具体如下:

   第一步:2000年建成了北斗卫星导航试验系统,使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

   第二步:建设北斗卫星导航系统,2012年左右形成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性服务。

   第三步:2020年左右,北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力,并完成全球的定位与服务工作。

测试

   中国北斗卫星导航系统建设已进入关键时期,201110月将完成全面测试,具备向我国大部分地区提供初始服务的条件,2012年可为亚太地区用户提供服务。

   2011518日,中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其在上海开幕的第二届中国卫星导航学术年会上表示,我国将积极推动各项政策举措,促进北斗卫星导航系统建设应用又好又快发展2012年底以前我国还将发射约8颗北斗导航卫星,建成覆盖亚太地区的北斗区域卫星导航系统,除部分卫星用于系统试验验证和信号测试外,已构成“3+3”基本系统。我国北斗卫星导航系统建设已进入关键时期。

   系统地面段已完成设备研制和安装调试,各项功能运行正常,用户段也已完成测试终端研制。将发射34颗组网卫星,为我国及周边大部分地区初步提供连续无源定位、导航和授时服务,以及短报文通信服务。将发射56颗组网卫星,为亚太地区用户提供无源定位、导航和授时服务,以及覆盖更广的位置报告服务。

   为确保北斗系统实现发展目标,促进北斗应用质量效益,有关部门将积极推动各项政策举措,促进系统建设应用又好又快发展。

   在系统服务方面,北斗系统将按计划建成,为全球用户提供免费、高质量、高可靠服务,并持续提升性能。

   在应用产业化方面,将逐步发布北斗公开服务接口控制文件,加大核心芯片等基础产品技术攻关力度,加快推进北斗行业和区域示范项目,推进以北斗为核心的位置服务产业。

   在关键技术攻关方面,持续推动系统建设与应用技术攻关,形成产、学、研、用体系,进一步加强基础学科研究和学术交流;在国际合作方面,积极参与全球卫星导航系统性能监测研究,推动北斗与其他卫星导航系统兼容与互操作,逐步融入国际民航、海事等标准体系。

覆盖

   20111227日上午10时,国务院新闻办公室组织召开北斗卫星导航系统首次新闻发布会。北斗卫星导航系统新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其表示,2020年左右,北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。冉承其表示,北斗卫星导航系统已经发射了10颗卫星,建成了基本系统。系统在保留北斗卫星导航试验系统有源定位和短报文通信服务,同时,向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。2011年的定位精度为25米。[15]2012年年底,北斗系统基本建成后将提供正式运行服务,届时覆盖区内定位精度达到10米。

应用

   北斗系统在国防上的应用,能使作战效能提高100-1000倍,作战费效比提高10-50倍,大大提高国防能力和减少国防经济的负担。

   北斗将在智能交通、路况信息管理、道路堵塞治理、车辆监控和车辆自主导航方面有广泛的应用前景。配上接收机的话,可以准确地知道他的位置,并告诉公安系统包括监护者,从而实现实时监控

北斗一代

一代介绍

   其工程代号取名为“北斗一号”,其方案于1983年提出。2003525日零时34分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功地将第三颗“北斗一号”卫星送入太空。前两颗卫星分别于20001031日和1221日发射升空,运行至今导航定位系统工作稳定,状态良好。这次发射的是导航定位系统的备份星,它与前两颗“北斗一号”工作星组成了完整的卫星导航定位系统,确保全天候、全天时提供卫星导航信息。这标志着我国成为继美国GPS和俄罗斯的GLONASS后,在世界上第三个建立了完善的卫星导航系统的国家,该系统建立对我国国民国防和经济建设将起到积极作用。200723日,“北斗一号”第四颗卫星发射成功,不仅作为早期三颗卫星的备份,同时还将卫星导航定位系统的相关试验。已组成了完整的卫星导航定位系统,确保全天候、全天时提供卫星导航资讯。


歼-20新原型机引世界轰动 - 文静 - 《文静》博客

 

发射现场

   “北斗一号”是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种全天候、区域性的卫星定位系统。系统由两颗地球静止卫星(80°E140°E)、一颗在轨备份卫星(110.50°E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。其工作频率为2491.75MHz,系统能容纳的用户数为每小时540000户。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。

   “北斗一号”就性能来说,和美国GPS相比差距甚大。第一,覆盖范围也不过是初步具备了我国周边地区的定位能力,与GPS的全球定位相差甚远。第二,定位精度低,定位精度最高20米,而GPS可以到10米以内。第三,由于采用卫星无线电测定体制,用户终端机工作时要发送无线电信号,会被敌方无线电侦测设备发现,不适合军用。第四,无法在高速移动平台上使用,这限制了它在航空和陆地运输上的应用。但最重要的是,“北斗一号”是我国独立自主建立的卫星导航系统,它的研制成功标志着我国打破了美、俄在此领域的垄断地位,解决了中国自主卫星导航系统的有无问题。它是一个成功的、实用的、投资很少的初步起步系统。此外,该系统并不排斥国内民用市场对GPS的广泛使用。以“北斗”导航试验系统为基础,我国开始逐步实施“北斗”卫星导航系统的建设,首先满足中国及其周边地区的导航定位需求,并进行系统的组网和测试,逐步扩展为全球卫星导航定位系统。

发展过程

   20001031日,中国自行研制的第一颗导航定位卫星“北斗导航试验卫星”在西昌卫星发射中心发射成功。这颗卫星采用的是“长征三号甲”运载火箭。该卫星已圆满结束任务。

   20001221日,20世纪中国航天最后一次发射获得圆满成功。中国航天人以全年55捷的优异成绩向20世纪道别。

   20001221020分,我国自行研制的第二颗“北斗导航试验卫星”,在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”火箭发射升空,并准确进入预定轨道。它与同年1031日发射的第一颗“北斗导航试验卫星”一起,构成了“北斗导航系统”。这标志着将拥有自主研制的第一代卫星导航定位系统。“北斗导航试验卫星”和“长征三号甲”运载火箭,由航天科技集团所属空间技术研究院和运载火箭技术研究院研制。这次发射是我国长征系列运载火箭第六十四次飞行,也是自199610月以来,我国航天发射连续第二十二次获得成功。

   2003525日,我国在西昌卫星发射中心用长征3A运载火箭,成功地将第三颗北斗导航定位卫星送入太空。这标志着我国已自主建立了完善的卫星导航系统,对我国国民经济建设将起到积极作用。

   200723日零时28,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将北斗导航试验卫星送入太空。该北斗导航试验卫星在西昌卫星发射中心发射升空后,因太阳帆板展开时发生故障,造成卫星不能正常运行。

   2007411日,经过航天科研人员60天的鏖战,23日发射升空的北斗导航试验卫星故障已被排除,卫星运行姿态良好,星上仪器工作正常,已转入在轨长期管理。

自身特点

   1)“北斗”具有定位和通信双重作用,具备的短信通讯功能就是GPS所不具备的。

   2)“北斗”"定位精度20米左右。

   3)“北斗”终端价格已经趋于GPS终端价格。

   4.采用接收终端不需铺设地面基站。

   5)灾难中心的船只一秒钟就可以发出信息。

优势介绍

   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。

   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颗地球同步颗卫卫星且两颗卫星间的赤道角距约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、定位精度:北斗导航系统三维定位精度约几十米,授时精度约100nsGPS三维定位精度P码己由16m提高到6mC/A码己由25-100m提高到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,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、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。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。

北斗二代

介绍

歼-20新原型机引世界轰动 - 文静 - 《文静》博客

 

北斗导航标志

   《2006年中国航天白皮书》宣布将在未来5年启动五大航天工程,其中具有军事用途的第二代“北斗”卫星导航系统将在4年内完成部署。有专家表示,二代“北斗”卫星系统部署完成后,中国将能对小目标发动精准攻击,而美国也有媒体认为中国用北斗计划来压制美国卫星的军事优势。随着我国综合国力的提升和卫星导航定位系统全面渗透普通人的生活,还有科索沃战争和第二次海湾战争美国GPS制导高精度打击武器的诱惑,构建一个类似GPS的全球卫星导航定位系统开始提上日程,从2007年开始正式建设“北斗”卫星导航定位系统(“北斗二号”)。

   “北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星,足足要比GPS多出11颗。按照规划,“北斗”卫星导航定位系统将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,采用“东方红-3号卫星平台。30颗非静止轨道卫星又细分为27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星组成,27MEO卫星平均分布在倾角55度的三个平面上,轨道高度21500公里。“北斗”卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。开放服务在服务区免费提供定位,测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度为0.2/秒。授权服务则是军事用途的马甲,将向授权用户提供更安全与更高精度的定位,测速,授时服务,外加继承自北斗试验系统的通信服务功能。

   2011122日清晨507分,我国“北斗二号”卫星导航系统的第十颗卫星成功发射。此前,第一、第二颗“北斗二号”卫星分别于20074月和20094月发射。卫星发射时间间隔越来越短,预示着“北斗二号”正在加速组网。

技术突破

   在第三届中国卫星导航学术年会上,国防科技大学卫星导航研发中心又献捷报:该中心突破多项核心关键技术,一举攻克系统“高精度指标”“抗干扰能力”两大关键技术难题。

   该校卫星导航研发中心通过多年攻关,在信号捕获技术、信号跟踪技术、高精度授时技术等方面先后取得多项重大突破,研制成功新一代监测接收机、地面中心站测量系统等重要设备,关键技术指标达到国际领先水平,有力地支撑了我国北斗二代卫星导航系统设计精度的实现。又凭借在电磁对抗领域多年积累的深厚功底,他们很快掌握了电磁干扰特性,创新性地提出了国际领先的技术方案,仅用不到半年时间就研制成功卫星抗干扰设备,实现了我国卫星系统抗干扰技术的重大突破,并开发出适用于卫星、飞机、导弹等各种平台使用的抗干扰产品。

9、    实际应用

   李长江说:“系统建成后,最重要的当然是应用了。在民用领域,我估计2012年完成区域系统的卫星发射后,到2013年,老百姓就可以开始使用北斗系统。在建的北斗卫星导航系统除空间段卫星系统、地面运控系统外,用户应用系统也在大力建设之中。我国已经把北斗系统用户终端机的开发作为推广应用的重要内容,不少国内厂商都在积极研制基于北斗系统的轻便、实用的用户终端设备。”

   孙家栋院士撰文指出,在与国外导航系统竞争的情况下,在较短时间内完成北斗在国家经济安全领域的推广应用和在大众市场的迅速扩展,还面临不少挑战:首先就是必须拥有核心自主知识产权的接收机芯片——自主知识产权的挑战是不言而喻的。

   其次,必须提出有竞争力的应用解决方案和规模推广策略——,GPS已占据我国卫星导航应用绝大部分市场,在这种情况下,北斗系统产业化面临巨大挑战。我国拥有全球卫星导航应用的最大市场,紧紧抓住应用的基础市场,充分发挥北斗服务特色,创造性地提出应用解决方案和规模化推广策略,是北斗系统应用推广和产业化的关键。

军用功能

   “北斗”卫星导航定位系统的军事功能与GPS类似,如:运动目标的定位导航;为缩短反应时间的武器载具发射位置的快速定位;人员搜救、水上排雷的定位需求等。

   这项功能用在军事上,意味着可主动进行各级部队的定位,也就是说大陆各级部队一旦配备“北斗”卫星导航定位系统,除了可供自身定位导航外,高层指挥部也可随时通过“北斗”系统掌握部队位置,并传递相关命令,对任务的执行有相当大的助益。换言之,大陆可利用“北斗”卫星导航定位系统执行部队指挥与管制及战场管理。

民用功能

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。

   深圳凯立德科技股份有限公司董事长张文星在2012924日举行的《首届中国卫星导航与位置服务年会》上透漏,自20117月份起,凯立德及相关企业自发的组织了一个项目团队,完成了基于北斗的车载卫星导航系统产品,从而实现了北斗卫星导航在民用领域的初步探索,并达到了北斗卫星车载导航万台批次生产能量。

气象应用

   北斗导航卫星气象应用的开展,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。

   除此之外,北斗导航卫星系统的气象应用对推动北斗导航卫星创新应用和产业拓展也具有重要的影响。

道路交通管理

   卫星导航将有利于减缓交通阻塞,提升道路交通管理水平。通过在车辆上安装卫星导航接收机和数据发射机,车辆的位置信息就能在几秒钟内自动转发到中心站。这些位置信息可用于道路交通管理。

铁路智能交通

   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。

海运和水运

   海运和水运是全世界最广泛的运输方式之一,也是卫星导航最早应用的领域之一。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。同时,北斗卫星导航系统特有的短报文通信功能将支持各种新型服务的开发。


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北斗卫星定位系统示意图

航空运输

   当飞机在机场跑道着陆时,最基本的要求是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。

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。北斗卫星导航系统除导航定位外,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。

 

10、  未来发展

发展进程

   较“北斗一号”,“北斗二号”在诸多方面具有优势,可以有效避免遭受电磁干扰和攻击,实现无源定位,精确度大大提高,“北斗一号”精确度在10米之内,而“北斗二号”可以精确到“厘米”之内。

   随着北斗2号的发射成功,中国自主研制的北斗卫星导航系统从2009年起进入了组网高峰期,预计在2020年左右形成覆盖全球的卫星导航定位系统。2009年将有多颗卫星发射升空,3年内完成系统组网,并具备基本的运行能力。在此基础上将逐步发展到为全球服务。

   在建的北斗卫星导航系统空间段将由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,提供即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务,定位精度为10米,军事定位达到厘米级,授时精度为50纳秒,测速精度为0.2/秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。随着“北斗一号”卫星导航定位系统的推广应用,中国正在着力研究开发的下一代卫星导航定位系统(CNSS)。

   中国将本着开放、独立、兼容、渐进的原则,发展自主的全球卫星导航系统,其“三步走”发展路线图为:第一步,从2000年到2003年,我国建成由3颗卫星组成的北斗卫星导航试验系统,成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。第二步,建设北斗卫星导航系统,于2012年前形成我国及周边地区的覆盖能力。第三步,于2020年左右,北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。

   北斗卫星导航系统将是一个由30余颗卫星、地面段和各类用户终端构成的大型航天系统,技术复杂、规模庞大,其建设应用将实现我国航天从单星研制向组批生产、从保单星成功向组网成功、从以卫星为核心向以系统为核心、从面向行业用户向大众用户的历史性转型,开启我国航天事业的新征程,并将对维护我国国家安全、推动经济社会科技文化全面发展提供重要保障。

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,GLONASS正在恢复建设中,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。

合作交流

   为使北斗卫星导航系统为全球提供高质量的定位、导航和授时服务,推动世界卫星导航领域技术和应用的发展,我国在频率协调、兼容与互操作、卫星导航标准等方面积极开展了国际交流与合作。

   我国正在开展与GPSGLONASSGALILEO等其他卫星导航系统的频率协调,参与国际电信联盟(ITU)工作组、研究组和世界无线电通信大会(WRC)的各项活动。

   北斗卫星导航系统作为全球导航卫星系统国际委员会(ICG)的重要成员,参加了ICG历届大会和供应商论坛,与有关国家、区域机构和国际组织开展了广泛交流,推动了卫星导航系统及其应用的发展。2007年,北斗卫星导航系统成为ICG确定的四大全球导航卫星系统核心供应商之一。2009年第四届ICG大会期间,我国全面介绍了北斗卫星导航系统的建设、应用与发展情况,并表达了主办2012年第七届ICG大会的意愿。

   作为拥有自主卫星导航系统的国家,中国希望通过ICG等国际多边和双边渠道,积极探讨在兼容与互操作、卫星导航标准制定、卫星导航性能增强、时间空间基准、应用开发、科学研究等方面开展国际合作的可能,以推动世界卫星导航事业的蓬勃发展。

战略意义

   北斗当年论证的时候,国家地震局地震研究所的一位研究员出了论证报告就谈这个问题的,北斗系统将成为一个生命线工程,就和人类生存活动相关的一些工程,比如说大地震,地震后我们所有的有线系统都可能失去功能,而北斗系统作为一个卫星监视系统既可以有及时的位置报告,又可通信,比如说海啸,实际上是由地震引起的,北斗去做救援是非常有用的,它可以及时地发送位置和与位置有关的相关信息,我们可把信息发送给有关部门。价格问题,随着用户业务的开展,成本一定会降下来。所以说"北斗"是平民化的。

   北斗一号"的潜力所在,主要在定位通信综合领域上,对这种综合功能有需求的领域都会得到充分的应用,仅有定位需要的客户,对北斗的需要不迫切。但是对于既需要位置又需要把位置传递出去的用户,北斗卫星导航定位系统是非常有用的。

民用市场

   1、北斗系统已趋于稳定,可满足产业化需求。

   2、产业链布局完成,北斗核心芯片及模块已经具备产业化基础;

   3、产业组织更加有序,北斗应用进入市场化初期。

   4、北斗自主知识产权建设初见成效。

 

11、   与GPS比较

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北斗卫星导航系统优点示意图

   GPS英文全称为“Global Positioning System”,中文翻译为“全球定位系统”,又称“全球卫星定位系统”,是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区(98%)提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。系统由美国国防部研制和维护,可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。该系统包括太空中的24GPS卫星;地面上的1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。最少只需其中4颗卫星,就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度;所能联接到的卫星数越多,解码出来的位置就越精确。

短信服务

   20121227日上午,北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其表示,这是北斗系统建设和应用的一个里程碑。[19]

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°~140°,北纬5°~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)。

数量轨道

   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,卫星的赤道角距约60°。GPS导航卫星轨道为准同步轨道,绕地球一周11小时58分。

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。

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100nsGPS三维定位精度P码已由16m提高到6mC/A码已由25-100m提高到12m,授时精度约20ns

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。

实时效果

   “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。

终端配套

   20121227日,国家正式宣布北斗卫星导航系统试运行启动,标志着我国自主卫星导航产业发展进入崭新的发展阶段。其中,卫星导航专用ASIC硬件结合国产应用处理器的方案,成为北斗卫星导航芯片一项重大突破。该处理器由我国本土IC设计公司研发,具有完全自主知识产权并已实现规模应用,一举打破了电子终端产品行业普遍采用国外处理器局面。

   卫星导航终端中采用的导航基带及射频芯片,是技术含量及附加值最高的环节,直接影响到整个产业的发展。在导航基带中,一般通过导航专用ASIC硬件电路结合应用处理器的方案来实现。此前的应用处理器多选用国外公司ARM处理器芯片核,需向国外支付IP核使用许可费用的同时,技术还受制于人,无法彻底解决产业安全及保密安全问题。

   而通过设立重大专项应用推广与产业化项目等方式,北斗多模导航基带及射频芯片国产化现已实现,中国人自己的应用处理器也在北斗多模导航芯片中得到规模应用。

   BD/GPS多模基带芯片解决方案中,卫星导航专用ASIC硬件结合国产应用处理器打造出了一颗真正意义的“中国芯”。该应用处理器为国内完全自主开发的CPU/DSP核,包括指令集、编译器等软件工具链以及所有关键技术,均拥有100%的中国自主知识产权。其拥有国际领先水平的多线程处理器架构,可共享很多硬件资源,并在提供相当多核处理器处理能力的同时,节省芯片成本。

   而基于该国产处理器卫星导航芯片方案的模块,是全球体积最小的BD/GPS双模模块,具有定位精度高、启动时间快及功耗低等特点。

其他系统

  全球定位系统(GPS

  格洛纳斯系统(ГЛОНАСС/GLONASS

  伽利略卫星定位系统GALILEO[20]

  准天顶卫星系统QZSS

试运行

   20111227日,国务院新闻办公室举行“北斗卫星导航系统试运行情况”新闻发布会,会上北斗卫星导航系统新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其宣布,从20111227日开始,向中国及周边地区提供连续的无源导航、定位和授时服务。北斗系统的建设经费投入由我国政府重大专项支持,到目前为止,建设总经费约几百亿元,与其他卫星导航相比还要略低一点。

启动建设

   201283日,解放军总参谋部与国家认证认可监督管理委员会在北京举行战略合作协议签约仪式。我国将用3年时间建立起一个“法规配套、标准统一、布局合理、军民结合”的“北斗”导航检测认证体系,以期全面提升“北斗”导航定位产品的核心竞争力,确保“北斗”导航系统运行安全。


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北斗导航系统

   “北斗”导航定位系统已经有11颗卫星在轨运行,拥有12万军民用户。到2020年前,“北斗”导航定位系统卫星数量将达到30颗以上,导航定位范围也将由区域拓展到全球,其设计性能将与美国第三代GPS导航定位系统相当。

   随着“北斗”导航定位系统的建设发展,“北斗”导航应用即将迎来“规模化、社会化、产业化、国际化”的重大历史机遇,也提出了新的要求。按照军地双方签署的协议,我国将在2015年前完成“北斗”导航产品标准、民用服务资质等法规体系建设,形成权威、统一的标准体系。同时在北京建设1个国家级检测中心,在全国按区域建设7个区域级授权检测中心,加快推动“北斗”导航检测认证进入国家认证认可体系,相关检测标准进入国家标准系列。

   建立起“北斗”导航检测认证体系,既是“北斗”系统坚持军民融合式发展的具体举措,也对创建“北斗”品牌,加速推进“北斗”产品的产业化、标准化起到重要作用。

 

12、  精度提升

   2013911日开幕的上海国际导航产业与科技发展论坛暨展览会上,率先在上海建成的北斗地基增强网宣布正式开通运行。这意味着中国北斗卫星导航系统的定位精准度,将从“米级”提升到“厘米级”。

定位准快

   上海市国防科技工业协会秘书长俞雄解释,所谓“地基增强网”,是由一系列地面卫星基准站组成,与北斗卫星进行“天地对接”,将接收到的卫星信号增强后再发送,从而大幅提高接收终端的定位精度和速度。

   “可以说是从‘米级’精确到‘厘米级’”,上海北斗卫星导航平台公司总经理陈大吾说,“此前北斗卫星导航系统误差10米左右,而地基增强系统的建成,可使实时定位误差降低到一两米,非实时定位精度甚至达到‘毫米级’。”

   展览会上,记者还看到一款有定位功能的北斗智能手表,可以随时进行脉搏、血压、心电等方面的监测和记录。病人佩带这样的手表,即使在人多的商场突然发病,也能迅速定位,争取宝贵的救命时间。

网间互联

   上海北斗地基增强网已与中国测绘院的CORSGPS连续运行参考站网)实现了网间互联,今后还将与气象、环保等其他网站互联,实现信息共享。例如,将北斗网与传感网结合,就能形成一张“城市变形网”。当安装有传感器的路桥、大楼因自然沉降或天气灾害发生形变时,哪怕传感器位置出现毫厘变化,北斗也能快速测得并自动报警。

   上海将在今年年底前推出基于北斗精准导航的公交站点报站系统和出租车运营实时监控及呼叫系统。据了解,北斗地基增强网今后将进一步拓展,争取3年左右实现全国联网。

   随着第十六颗北斗导航卫星2012年顺利升空,中国北斗卫星导航系统已形成可覆盖亚太大部分地区的区域服务能力。预计在2020年第三十五颗卫星发射之后,北斗将成为世界上又一套覆盖全球的全天候高精度天基时空基准。

国产芯片

   与单纯的北斗芯片厂商相比,手机芯片厂商对终端定位有着更深刻的理解,包括:基站辅助卫星定位技术、多种定位方案的融合、定位芯片与应用处理器或基带处理器的集成等。积极扶持国内手机芯片厂商进入北斗芯片研发领域,并积极研发综合定位解决方案,壮大完善北斗产业链。鼓励国内手机芯片厂商开展与北斗芯片厂商的多样化合作,共同推进手机终端北斗定位技术的应用。(完)

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