北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)資料

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），是繼美國的全球定位系統(tǒng)（GPS）和俄羅斯的GLONASS之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并兼具短報(bào)文通信能力。截止2012年5月在軌衛(wèi)星12顆，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)能力。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將在2020年形成全球覆蓋能力。目前其定位精度優(yōu)于20m，授時(shí)精度優(yōu)于100ns。系統(tǒng)介紹北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)〔BeiDou（COMPASS）NavigationSatelliteSystem）是中國正在實(shí)施的自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。與美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐盟伽利略系統(tǒng)并稱全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成?？臻g端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星。地面端包括主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站等若北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)示意圖干個(gè)地面站。用戶端由北斗用戶終端以及與美國GPS、俄羅斯“格洛納斯”（GLONASS）、歐洲“伽利略”（GALILEO）等其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端組成。中國此前已成功發(fā)射四顆北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星和十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（其中，北斗-1A已經(jīng)結(jié)束任務(wù)），將在系統(tǒng)組網(wǎng)和試驗(yàn)基礎(chǔ)上，逐步擴(kuò)展為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是建成獨(dú)立自主、開放兼容、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠覆蓋全球的導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈形成，形成完善的國家衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)支撐、推廣和保障體系，推動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航在國民經(jīng)濟(jì)社會(huì)各行業(yè)的廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并兼具短報(bào)文通信能力。中國以后生產(chǎn)定位服務(wù)設(shè)備的產(chǎn)商，都將會(huì)提供對(duì)GPS和北斗系統(tǒng)的支持，會(huì)提高定位的精確度。而北斗系統(tǒng)特有的短報(bào)文服務(wù)功能將收費(fèi)，這個(gè)功能的實(shí)用性還有待觀察。2011年12月27日起，開始向中國及周邊地區(qū)提供連續(xù)的導(dǎo)航定位和授時(shí)服務(wù)。系統(tǒng)服務(wù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)致力于向全球用戶提供高質(zhì)量的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，包括開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)兩種方式。開放服務(wù)是向全球免費(fèi)提供定位、測(cè)速和授時(shí)服務(wù)，定位精度10米，測(cè)速精度0.2米/秒，授時(shí)精度10納秒。授權(quán)服務(wù)是為有高精度、高可靠衛(wèi)星導(dǎo)航需求的用戶，提供定位、測(cè)速、授時(shí)和通信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息。特色北斗導(dǎo)航終端與GPS、“伽利略”和"格洛納斯”相比，優(yōu)勢(shì)在于短信服務(wù)和導(dǎo)航結(jié)合，增加了通訊功能；全天候快速定位，極少的通信盲區(qū)，精度與GPS相當(dāng)，而在增強(qiáng)區(qū)域也就是亞太地區(qū)，甚至?xí)^GPS；向全世界提供的服務(wù)都是免費(fèi)的，在提供無源定位導(dǎo)航和授時(shí)等服務(wù)時(shí)，用戶數(shù)量沒有限制，且與GPS兼容；特別適合集團(tuán)用戶大范圍監(jiān)控與管理，以及無依托地區(qū)數(shù)據(jù)采集用戶數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用；獨(dú)特的中心節(jié)點(diǎn)式定位處理和指揮型用戶機(jī)設(shè)計(jì)，可同時(shí)解決"我在哪？"和"你在哪？”；自主系統(tǒng)，高強(qiáng)度加密設(shè)計(jì)，安全、可靠、穩(wěn)定，適合關(guān)鍵部門應(yīng)用。北斗一號(hào)系統(tǒng)屬于有源定位系統(tǒng)，系統(tǒng)容量有限，定位終端比較復(fù)雜。北斗一號(hào)系統(tǒng)屬于區(qū)域定位系統(tǒng)，目前只能為中國以及周邊地區(qū)提供定位服務(wù)，且與GPS完善成熟的運(yùn)營相比，未來處于不斷完善之中。民用功能個(gè)人位置服務(wù)當(dāng)你進(jìn)入不熟悉的地方時(shí)，你可以使用裝有北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收芯片的手機(jī)或車載衛(wèi)星導(dǎo)航裝置找到你要走的路線。氣象應(yīng)用北斗導(dǎo)航衛(wèi)星氣象應(yīng)用的開展，可以促進(jìn)我國天氣分析和數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、氣候變化監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，也可以提高空間天氣預(yù)警業(yè)務(wù)水平，提升我國氣象防災(zāi)減災(zāi)的能力。除此之外，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的氣象應(yīng)用對(duì)推動(dòng)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星創(chuàng)新應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)拓展也具有重要的影響。道路交通管理衛(wèi)星導(dǎo)航將有利于減緩交通阻塞，提升道路交通管理水平。通過在車輛上安裝衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)和數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)，車輛的位置信息就能在幾秒鐘內(nèi)自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)到中心站。這些位置信息可用于道路交通管理。鐵路智能交通衛(wèi)星導(dǎo)航將促進(jìn)傳統(tǒng)運(yùn)輸方式實(shí)現(xiàn)升級(jí)與轉(zhuǎn)型。例如，在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域，通過安裝衛(wèi)星導(dǎo)航終端設(shè)備，可極大縮短列車行駛間隔時(shí)間，降低運(yùn)輸成本，有效提高運(yùn)輸效率。未來，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將提供高可靠、高精度的定位、測(cè)速、授時(shí)服務(wù)，促進(jìn)鐵路交通的現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)調(diào)度向智能交通管理的轉(zhuǎn)型。海運(yùn)和水運(yùn)海運(yùn)和水運(yùn)是全世界最廣泛的運(yùn)輸方式之一，也是衛(wèi)星導(dǎo)航最早應(yīng)用的領(lǐng)域之一。目前在世界各大洋和江河湖泊行駛的各類船舶大多都安裝了衛(wèi)星導(dǎo)航終端設(shè)備，使海上和水路運(yùn)輸更為高效和安全。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將在任何天氣條件下，為水上航行船舶提供導(dǎo)航定位和安全保障。同時(shí)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)特有的短報(bào)文通信功能將支持各種新型服務(wù)的開發(fā)。航空運(yùn)輸當(dāng)飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)跑道著陸時(shí)，最基本的要求是確保飛機(jī)相互間的安全距離。利用衛(wèi)星導(dǎo)航精確定位與測(cè)速的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)時(shí)確定飛機(jī)的瞬時(shí)位置，有效減小飛機(jī)之間的安全距離，甚至在大霧天氣情況下，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)盲降，極大提高飛行安全和機(jī)場(chǎng)運(yùn)營效率。通過將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的有效結(jié)合，將為航空運(yùn)輸提供更多的安全保障。應(yīng)急救援衛(wèi)星導(dǎo)航已廣泛用于沙漠、山區(qū)、海洋等人煙稀少地區(qū)的搜索救援。在發(fā)生地震、洪災(zāi)等重大災(zāi)害時(shí)，救援成功的關(guān)鍵在于及時(shí)了解災(zāi)情并迅速到達(dá)救援地點(diǎn)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)除導(dǎo)航定位外，還具備短報(bào)文通信功能，通過衛(wèi)星導(dǎo)航終端設(shè)備可及時(shí)報(bào)告所處位置和受災(zāi)情況，有效縮短救援搜尋時(shí)間，提高搶險(xiǎn)救災(zāi)時(shí)效，大大減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失。終端配套12月27日，國家正式宣布北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)試運(yùn)行啟動(dòng)，標(biāo)志著我國自主衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段。其中，衛(wèi)星導(dǎo)航專用ASIC硬件結(jié)合國產(chǎn)應(yīng)用處理器的方案，成為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片一項(xiàng)重大突破。該處理器由我國本土IC設(shè)計(jì)公司研發(fā)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并已實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，一舉打破了電子終端產(chǎn)品行業(yè)普遍采用國外處理器局面。衛(wèi)星導(dǎo)航終端中采用的導(dǎo)航基帶及射頻芯片，是技術(shù)含量及附加值最高的環(huán)節(jié)，直接影響到整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在導(dǎo)航基帶中，一般通過導(dǎo)航專用ASIC硬件電路結(jié)合應(yīng)用處理器的方案來實(shí)現(xiàn)。此前的應(yīng)用處理器多選用國外公司ARM處理器芯片核，需向國外支付IP核使用許可費(fèi)用的同時(shí)，技術(shù)還受制于人，無法徹底解決產(chǎn)業(yè)安全及保密安全問題。而通過設(shè)立重大專項(xiàng)應(yīng)用推廣與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目等方式，北斗多模導(dǎo)航基帶及射頻芯片國產(chǎn)化現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)，尤其值得一提的是，中國人自己的應(yīng)用處理器也在北斗多模導(dǎo)航芯片中得到規(guī)模應(yīng)用。據(jù)悉，目前的BD/GPS多?；鶐酒鉀Q方案中，衛(wèi)星導(dǎo)航專用ASIC硬件結(jié)合國產(chǎn)應(yīng)用處理器打造出了一顆真正意義的“中國芯”。該應(yīng)用處理器為國內(nèi)完全自主開發(fā)的CPU/DSP核，包括指令集、編譯器等軟件工具鏈以及所有關(guān)鍵技術(shù)，均擁有100%的中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。其擁有國際領(lǐng)先水平的多線程處理器架構(gòu)，可共享很多硬件資源，并在提供相當(dāng)多核處理器處理能力的同時(shí)，節(jié)省芯片成本。而基于該國產(chǎn)處理器衛(wèi)星導(dǎo)航芯片方案的模塊，是目前全球體積最小的 BD/GPS雙模模塊，具有定位精度高、啟動(dòng)時(shí)間快及功耗低等特點(diǎn)。說應(yīng)用無人采礦將成可能南方日?qǐng)?bào)：剛才談到的“三步走”規(guī)劃，可以說是讓“北斗”“上得了天”，但如何“落得了地”呢？也就是說，“北斗”能夠應(yīng)用到日常生活的哪些領(lǐng)域？孫家棟：目前，北斗系統(tǒng)正在逐漸被國內(nèi)用戶認(rèn)可，在農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、電力、氣象監(jiān)測(cè)、水文監(jiān)測(cè)、國家安全等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。比如在汶川、玉樹抗震救災(zāi)中，“北斗”就發(fā)揮了重要作用，由于“北斗”具有短報(bào)文（即短信）功能，震區(qū)的救災(zāi)人員使用“北斗”，不但可以導(dǎo)航定位，還可將當(dāng)?shù)叵l(fā)出去。這是“北斗”獨(dú)有的功能，汶地震的第一條災(zāi)情報(bào)告就是"北斗”系統(tǒng)發(fā)回的?！氨倍贰边€可以授時(shí)。比如，可以應(yīng)用到電力系統(tǒng)，電力系統(tǒng)的區(qū)域用電有峰值，如果在電力傳輸上不能統(tǒng)一時(shí)間精度錯(cuò)開各個(gè)區(qū)域用電高峰，就會(huì)因時(shí)間沖突導(dǎo)致電力網(wǎng)絡(luò)癱瘓。再如金融系統(tǒng)，系統(tǒng)時(shí)間哪怕差一個(gè)毫秒，整個(gè)結(jié)算系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)千萬美元級(jí)的利息差別。應(yīng)用“北斗”的授時(shí)功能，就能避免“差之毫厘，謬之千里”。此外，還能應(yīng)用到氣象監(jiān)測(cè)、空氣探測(cè)中，因?yàn)椴煌髿鉂穸认抡凵渎什煌?，通過信號(hào)傳輸就可以探測(cè)出空氣濕度，從而提高災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。一句話，“北斗”有著非常廣泛的應(yīng)用，未來結(jié)合通訊、互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)從交通、航空、農(nóng)業(yè)等單一領(lǐng)域的應(yīng)用到現(xiàn)代位置服務(wù)的跨越。如果將定位系統(tǒng)與礦山開發(fā)等技術(shù)結(jié)合，未來無人采礦也會(huì)成為可能。事實(shí)上，產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的效益將比單一應(yīng)用大得多，“北斗”有希望走在前面。講市場(chǎng)美俄向我們學(xué)技術(shù)南方日?qǐng)?bào)：由于美國GPS起步早，已經(jīng)在中國市場(chǎng)占據(jù)了相當(dāng)大的份額，“北斗”現(xiàn)在開始推廣應(yīng)用，會(huì)面臨什么挑戰(zhàn)？孫家棟：首先是市場(chǎng)培育的問題。比如，對(duì)空間段的保證，不能說今天發(fā)六顆星，明天就壞三顆，那誰還買你這個(gè)終端機(jī)？一定要讓用戶覺得方便可靠。GPS在市場(chǎng)上有如此大的份額，你不可能把它都擠出去。我的想法是，加強(qiáng)和美國GPS的聯(lián)系，盡量做到交互操作，同時(shí)不影響我們系統(tǒng)的獨(dú)立自主。也就是做到兼容，讓我們的用戶機(jī)既可以接受GPS的信號(hào)，又能接受“北斗”的信號(hào)，兩個(gè)信號(hào)可以同時(shí)綜合使用，提高精度。當(dāng)然“北斗”也可以"關(guān)閉”GPS，獨(dú)立工作。我們使用的所有終端設(shè)備，要特別強(qiáng)調(diào)國產(chǎn)化。假如到了2020年，“北斗”的產(chǎn)值是四五千個(gè)億，而其中有三千個(gè)億是買外國的零部件回來組裝的，中國的附加值就一千個(gè)億咱們千萬別干這個(gè)事。在這個(gè)問題上，國家要下決心。南方日?qǐng)?bào)：要贏得市場(chǎng)，"北斗”跟GPS比有哪些優(yōu)勢(shì)呢？孫家棟：“北斗”有其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不具的優(yōu)勢(shì)。就像前面提到的短報(bào)文功能，其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)只能告訴你什么時(shí)間、在什么地方，“北斗”除了讓你自己知道何時(shí)何地之外，還可以將你的位置信息發(fā)送出去，使你想告知的其他人獲知你的情況。在這項(xiàng)技術(shù)上目前美國、俄羅斯等也在向我們學(xué)習(xí)。評(píng)試點(diǎn)對(duì)廣東充滿信心南方日?qǐng)?bào)：此次首個(gè)國家級(jí)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用示范系統(tǒng)工程落戶珠三角，將在廣東試點(diǎn)推廣“北斗”系統(tǒng)，您認(rèn)為廣東在這一塊兒有什么優(yōu)勢(shì)？孫家棟：廣東在衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用方面的基礎(chǔ)非常好。廣東既是第一經(jīng)濟(jì)大省，有發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的資金基礎(chǔ)，又是信息產(chǎn)業(yè)大省，衛(wèi)星導(dǎo)航企業(yè)數(shù)量全國第一，就車載導(dǎo)航來說我國終端設(shè)備的60%產(chǎn)自廣東，這里有一條相對(duì)完整的產(chǎn)業(yè)鏈和一大批高素質(zhì)人才。我們?cè)谡{(diào)研中發(fā)現(xiàn)，珠三角非常多的民營企業(yè)、汽車電子企業(yè)早就在從事“北斗”終端的研發(fā)，一些“北斗”應(yīng)用終端已經(jīng)