rk p0ej2- 北斗卫星导航系统组网示意图
I}{eYXh 北斗简介
% vzpp\t 北斗卫星导航系统﹝BeiDou 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。与美国GPS、俄罗斯“格罗纳斯”、欧洲“伽利略”系统并称全球四大卫星导航系统。
jws(`mIf\ 北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”、欧洲正在建设的“伽利略”等其他卫星导航系统兼容的终端组成。
],m-,K 中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和十颗北斗导航卫星（其中，北斗-1A已经结束任务），将在系统组网和试验基础上，逐步扩展为全球卫星导航系统。
eSf:[^ 北斗卫星导航系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统，促进卫星导航产业链形成，形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。
{^iV<>J 为什么要研发“北斗”？
)/w2]d/9 有了GPS为何还要研发北斗？奥地利一位学者曾在某导航论坛上给出答案：拥有自己的系统，一个国家的导航应用才能取得独立性，而且自己的导航系统更加可靠。
dY^~^<{Lj GPS是一个以军用为主的卫星导航系统，所有权、控制权、运营权都属于美国国防部。GPS发射不同的无线信号分别为军事和民用使用。2000年以前，美国军方对GPS发布的民用信号进行干扰，为的是降低民用信号提供精度，保护美国信息安全。由于控制权在军方手中，这让很多国家的民用用户担心，美国军方可以随时终止民用信号的提供。
H2p;J#cv@ 北斗卫星导航系统可以承诺提供不间断的民用信号，对于国家来说，相当于一个“双保险”。不管是军用还是民用，不管是发展国家的经济、还是维护国家安全，导航系统在未来都将具有越来越大的作用。有专家建议，在涉及国家安全的银行、交通、公共安全等领域，用自己的系统更加“放心”，国家应该强制性地要求以中国的北斗卫星导航系统为主，GPS为辅。
q3t@)+l>* “三步走”发展战略
lnUy ? 0( 卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。为更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求，我国启动实施了北斗卫星导航系统建设，努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。
=n&83MYX
第一步，2000年建成北斗卫星导航试验系统，用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务，为“北斗”卫星导航系统建设积累技术经验、培养人才，研制一些地面应用基础设施设备等，使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。目前，该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。
d?qz7#kc 第二步，到2012年，计划发射10多颗卫星，建成覆盖亚太区域的“北斗”卫星导航定位系统，具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力。
XO>Y*7rO 2011年12月27日，北斗卫星导航系统的新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其宣布，北斗卫星导航系统正式提供试运行服务。试运行服务期间主要性能服务区为东经84度到160度，南纬55度到北纬55度之间的大部分区域；位置精度可达平面25米、高程30米；测速精度达到每秒0.4米；授时精度达50纳秒。前期系统测试和试验评估表明，中国已经具备25米左右的定位服务精度。到2012年底，系统基本建成后将提供正式运行服务，服务精度会达到10米左右。
kM@,^`& 第三步，2020年左右，建成由5颗静止轨道和30颗非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统。北斗二号将为中国及周边地区的军民用户提供陆、海、空导航定位服务，促进卫星定位、导航、授时服务功能的应用，为航天用户提供定位和轨道测定手段，满足导航定位信息交换的需要等。
P n DZi 建设原则
P*Nl3? T 北斗卫星导航系统的建设与发展，以应用推广和产业发展为根本目标，不仅要建成系统，更要用好系统，强调质量、安全、应用、效益，遵循以下建设原则：
%-.GyG$i 1、开放性。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放，为全球用户提供高质量的免费服务，积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作，促进各卫星导航系统间的兼容与互操作，推动卫星导航技术与产业的发展。
"tIx$? I 2、自主性。中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统，北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。
e V#H"fM 3、兼容性。在全球卫星导航系统国际委员会（ICG）和国际电联（ITU）框架下，使北斗卫星导航系统与世界各卫星导航系统实现兼容与互操作，使所有用户都能享受到卫星导航发展的成果。
c{0?gt. 4、渐进性。中国将积极稳妥地推进北斗卫星导航系统的建设与发展，不断完善服务质量，并实现各阶段的无缝衔接。
Q=E6ZxH5; ] a()siT
u^$ CR 北斗卫星导航系统优点示意图
%8/ $CR 四大亮点
x(Z@ R\C-a 亮点1 混合轨道
M~4!gKs 北斗导航轨道是个特殊的混合轨道，可提供更多的可见卫星的数目，卫星一多，导航定位的精度就越高，能支持更长的连续观测的时间和更高精度的导航数据。北斗卫星导航系统开放服务可以向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。
~f:fOrLE# }M@ pdE 亮点2 通讯功能
L K$hV"SYb J/ ~]A1fP6 和美国GPS、俄罗斯“格罗纳斯”相比，北斗系统用户终端增加了“短报文通信”功能，可双向报文通信，用户最多可传送120个汉字的短报文信息，解决了何人、何事、何地的问题。把短信和导航结合，是北斗卫星导航系统的独特发明，将给用户和企业带来更加良好的应用前景。
}I0^nv1 6W o7q\ " 亮点3 位置报告
j- -#vEW Q*5d~Yr ]R 用户与用户之间可以实现数据交换。比如物流公司监控，把车上所有货物的信息通过传感器发到信息中心，就可以用北斗链路完成信息收集以后进行发射。只要到了信息中心，可以自动算出发射时间和位置，信息量比GPS强得多。
>'e qOZM 78"W ~` 8 亮点4 模式兼容
VrG |/ 2 !.A>)+AK 北斗全球定位系统功能具备与GPS、GALILEO广泛的互操作性。北斗多模用户机可以接收北斗、GPS、GALILEO信号，并且实现多种原理的位置报告，稳定性更高。
g$qh(Z_s
nK[$ I D “北斗”卫星导航系统应用示意图
- =Hr|AhE 高质量的定位、导航和授时服务
uBXI*51{ 北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，包括开放服务和授权服务两种方式。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。
\v<}{\.|$ 为使北斗卫星导航系统更好地为全球服务，加强北斗卫星导航系统与其它卫星导航系统之间的兼容与互操作，促进卫星定位、导航、授时服务的全面应用，中国愿意与其它国家合作，共同发展卫星导航事业。
R:E:Y|&# 北斗卫星发射时间表
L xO'$oKZV
0J" 3RTt 与GPS系统的比较
&W%TY:Da| 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24颗GPS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3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。
_nt% & f ·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)。
!E8JpE|z# $}829 <gh7 ·数量和轨道：北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星，卫星的赤道角距约60°。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星，轨道赤道倾角55°，轨道面赤道角距60°。GPS导航卫星轨道为准同步轨道，绕地球一周11小时58分。
g|oPRC$I' VI4d/2e ·定位和轨道：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。
R.7 " Z G <5
+?&i ·定位精度：北斗试运行服务期间，位置精度可达平面25米、高程30米；测速精度达到每秒0.4米；授时精度达50纳秒。到2012年底系统基本建成后，将提供正式运行服务，服务精度会达到10米左右。GPS三维定位精度P码目前已由16米提高到6米，C/A码目前已由25米-100米提高到12米，授时精度目前约20纳秒。
{>qCZ#E5WO i.]}ooI ·用户数量：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。
~Hq
2' l #Tm`br ·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，即使主控站被毁GPS卫星也可以独立运行。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。
Z'~5L_.]Ai &*}S 0 ·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。
>; Bhl|r~z F&\o1g-L 
