北斗卫星导航系统概况
北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。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。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站,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。
斗卫星建设原则是开放性、自主性、兼容性和渐进性。
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。
北斗卫星导航系统是中国自主建设和运行,可独立为全球用户提供服务。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。
目前,我国正在实施北斗卫星导航系统建设。根据系统建设总体规划,2012年左右,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;2020年左右,建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。
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。
目前来说,可以将Compass建设过程分为两个阶段,第一阶段是试验系统,即北斗卫星导航试验系统,又称为双星定位系统,或者有源定位系统,因为它是通过双向通信方式来实现中心定位。从2005年开始,我国实施新一代卫星导航系统的建设,这是与国际上GPS/GLONASS/Galileo系统类似的系统,称为无源定位系统,接收机接收到是卫星广播的导航信号,由接收终端来实现位置结算。该系统目前已形成13个卫星组成的、能够覆盖我国和周边地区的区域服务能力的星座,并且在2020年前,视情况和需要拓展为全球服务的星座。其全球星座由35个卫星构成,其中5个是地球静止轨道(GEO)卫星、3个是地球同步倾斜轨道(IGSO)卫星,还有27个地球中轨道(MEO)卫星。2012年4月30日,中国在西昌卫星发射中心成功发射“一箭双星”,用“长征三号乙”运载火箭将中国第十二、第十三颗北斗导航系统组网卫星顺利送入太空预定转移轨道。提供开放服务和授权服务两种方式。
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米授时精度为20纳秒,测速精度为0.2米/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。 然后根据发展需要逐步扩展为全球卫星导航系统,至2020年前形成全球服务能力。
其它三大世界导航定位卫星简介
1.美国全球定位系统(GPS)
GPS是一个全球性、全天候、全天时、高精度的导航定位和时间传递系统。空间部分由24颗卫星组成。它是一个军民两用系统,提供两个等级的服务。
美国政府为了加强其在全球导航市场的竞争力,撤销对GPS的SA干扰技术,标准定位服务定位精度双频工作时实际可提高到20米、授时精度提高到40纳秒,以此抑制其他国家建立与其平行的系统,并提倡以GPS和美国政府的增强系统作为国际使用的标准。
2.俄罗斯全球导航卫星系统
俄罗斯要用20年时间发射76颗GLONASS卫星。1995年完成24颗中高度圆轨道卫星加1颗备用卫星组网,耗资30多亿美元,由俄罗斯国防部控制。GLONASS空间部分也由24颗卫星组成。GLONASS未达到GPS的导航精度。其应用普及情况远不及GPS。前一时期由于经济困难无力补网,原来在轨卫星陆续退役,目前在轨道上只有6颗星可用,不能独立组网,只能与GPS联合使用。
3.欧洲伽利略导航卫星系统计划
欧洲1999年初正式推出伽利略导航卫星系统计划。该方案由21颗以上中高度圆轨道核心星座组成,另加3颗覆盖欧洲的地球静止轨道卫星,辅以GPS和本地差分增强系统,首先满足欧洲需求,位置精度达几米。计划在2001年4月5日欧盟交通部长会议上获得批准,确定30颗卫星总投资为35亿欧元。预计系统于2008年投入运行。伽利略系统独立于GPS,频段分开,但将与GPS系统兼容和相互操作。根据欧委会的文件,伽利略虽是民间系统,但仍受控使用,采取反欺骗、反滥用和反干扰措施,在战时可以对敌方关闭。
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