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北斗导航系统介绍
下面，我们重点介绍我国的北斗系统。
卫星定位正在改变我们的生活
随着我国综合国力的提升和外部环境的变化，再加上科索沃战争和第二次海湾战争中美国GPS制导高精度打击武器的启示，构建一个类似GPS的全球卫星定位系统开始提上日程。
北斗卫星定位系统是我国自行研制开发的区域性的有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），包括北斗卫星定位试验系统（“北斗一号”）和北斗卫星定位系统（“北斗二号”）。开发北斗卫星定位系统的目的是向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，北斗卫星定位系统的建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性这4项原则。“北斗一号”方案于1983年提出，2011年4月10日4时47分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭，成功将第八颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道，这次发射标志着北斗区域卫星导航系统的基本系统建成。目前，我国北斗卫星导航系统已构成“3＋3”（3颗GEO卫星加上3颗IGSO卫星）基本系统，即将具备向我国大部分地区提供初始服务的条件，使我国成为继美、俄之后，世界上第三个具备自主无源卫星导航定位能力的国家。
按照我国北斗卫星导航系统发展规划，北斗卫星导航系统到2012年覆盖亚太地区，到2020年将覆盖全球，并将以“北斗加GPS”技术在全国逐步替代单一的GPS导航。目前，北斗卫星导航系统建设已进入关键时期，将于明年建成由10多颗卫星组成的北斗区域卫星导航系统，为亚太地区提供高性能服务，2020年，我国将建成由30多颗卫星组成的北斗全球卫星导航系统，向全球用户提供服务。
北斗卫星定位系统需要发射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，27颗MEO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米/秒。授权服务主要应用于军事，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。
北斗卫星定位系统由空间端、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。北斗的用户端除支持北斗用户端之外，还支持美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）、欧洲“伽利略”（GALILEO）等其他卫星定位系统的终端。
北斗卫星定位系统的工作过程是：首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同 时发送询问信号，经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，经卫星转发回中心控制系统。中心控 制系统接收并解调用户发来的信号，然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。对定位申请，中心控制系统测出两个时间延迟：即从中心控制系统发出询问 信号，经某一颗卫星转发到达用户，用户发出定位响应信号，经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟；和从中心控制发出询问信号，经上述同一卫星到达用户，用 户发出响应信号，经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的，因此由上面两个延迟量可以算出用户到第一颗卫星的 距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存 储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户处于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐 标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。
北斗卫星定位系统的特点主要有以下几点：第一是短报文通信：和GPS相比，北斗卫星定位系统可以实现双向的传输，一次可传送多达120个汉字的信息。第二是精密授时：精度达10纳秒。第三、定位精度：水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。
北斗导航定位和GPS定位系统，首先都是导航定位系统，采用的定位技术不同，定位的范围也不相同。另外，通讯功能是GPS所没有的，而北斗系统就有。因此北斗系统早已应用于我国海上渔业。虽然海上没有手机信号，但是渔民在装载了北斗系统的渔船上依然可以给家人发短信，报平安。
北斗的定位功能也与GPS有所区别，用北斗不但能够知道自己在哪里，还能让别人知道你在哪里。
北斗卫星定位系统与GPS系统的主要区别是：
（1）覆盖范围：目前，北斗导航系统是覆盖我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。
（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°。
（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。
（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，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，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，GPS的用户设备容量是无限的。
（6）北斗卫星定位系统也有一些自身的特点，其具备的短信通讯功能是GPS所不具备的。
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