北斗三号导航系统

北斗三号导航系统

(一)概述 

  北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设运行的全球卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。 

  北斗系统提供服务以来,已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用,服务国家重要基础设施,产生了显著的经济效益和社会效益。基于北斗系统的导航服务已被电子商务、移动智能终端制造、位置服务等厂商采用,广泛进入中国大众消费、共享经济和民生领域,应用的新模式、新业态、新经济不断涌现,深刻改变着人们的生产生活方式。中国将持续推进北斗应用与产业化发展,服务国家现代化建设和百姓日常生活,为全球科技、经济和社会发展做出贡献。 

  北斗系统秉承“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”发展理念,愿与世界各国共享北斗系统建设发展成果,促进全球卫星导航事业蓬勃发展,为服务全球、造福人类贡献中国智慧和力量。北斗系统为经济社会发展提供重要时空信息保障,是中国实施改革开放40余年来取得的重要成就之一,是新中国成立70年来重大科技成就之一,是中国贡献给世界的全球公共服务产品。中国将一如既往地积极推动国际交流与合作,实现与世界其他卫星导航系统的兼容与互操作,为全球用户提供更高性能、更加可靠和更加丰富的服务。 

  (二)发展历程 

  20世纪后期,中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,逐步形成了三步走发展战略:2000年年底,建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;2020年,建成北斗三号系统,向全球提供服务。 

  (三)发展目标 

  建设世界一流的卫星导航系统,满足国家安全与经济社会发展需求,为全球用户提供连续、稳定、可靠的服务;发展北斗产业,服务经济社会发展和民生改善;深化国际合作,共享卫星导航发展成果,提高全球卫星导航系统的综合应用效益。 

  (四)建设原则 

  中国坚持“自主、开放、兼容、渐进”的原则建设和发展北斗系统。 

  ——自主。坚持自主建设、发展和运行北斗系统,具备向全球用户独立提供卫星导航服务的能力。 

  ——开放。免费提供公开的卫星导航服务,鼓励开展全方位、多层次、高水平的国际合作与交流。 

  ——兼容。提倡与其他卫星导航系统开展兼容与互操作,鼓励国际合作与交流,致力于为用户提供更好的服务。 

  ——渐进。分步骤推进北斗系统建设发展,持续提升北斗系统服务性能,不断推动卫星导航产业全面、协调和可持续发展。 

  (五)远景目标 

  2035年前还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。 

  (六)基本组成 

  北斗系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。 

  ——空间段。北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星等组成。 

  ——地面段。北斗系统地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站,以及星间链路运行管理设施。 

  ——用户段。北斗系统用户段包括北斗兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品,以及终端产品、应用系统与应用服务等。 

  (七)发展特色 

  北斗系统的建设实践,走出了在区域快速形成服务能力、逐步扩展为全球服务的中国特色发展路径,丰富了世界卫星导航事业的发展模式。 

  北斗系统具有以下特点:一是北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座,与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多,抗遮挡能力强,尤其低纬度地区性能优势更为明显。二是北斗系统提供多个频点的导航信号,能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。三是北斗系统创新融合了导航与通信能力,具备定位导航授时、星基增强、地基增强、精密单点定位、短报文通信和国际搜救等多种服务能力。 

北斗卫星导航由什么组成

北斗卫星导航系统由导航卫星星座、地面监控系统和用户定位设备三个部分组成。该系统是一个庞大的系统工程,其中工程建设由六大系统组成,分别是卫星系统、运载火箭、发射场、测控系统、运控系统和地面应用系统。


卫星系统:即导航系统。这个系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以保证可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车联以及个人,安全、准确地沿着选定的路线,准时的到达目的地。

运载火箭:它是把导航卫星送离地球表面,并到达预定星座的轨道高度和一定速度的运载工具。


发射场系统:为运载火箭、飞船有效载荷提供满足技术要求的转载、总装、测试及运输设施。

测控系统:是指对运行中的人造地球卫星跟踪、测量和控制的大型电子系统。测控系统包括以下几个方面:

跟踪测量系统:跟踪航天器,测定其弹道或轨道;

遥测系统:测量和传送航天器内部的工程参数和用敏感器测得的空间物理参数;

遥控系统:通过无线电对航天器的姿态、轨道和其他状态进行控制;

计算系统:用于弹道、轨道和姿态的确定和实时控制中的计算;

时间统一系统:为整个测控系统提供标准时刻和时标;

显示记录系统:显示航天器遥测、弹道、轨道和其他参数及其变化情况,必要时予以打印记录;

通信、数据传输系统:作为各种电子设备和通信网络的中间设备,沟通各个系统之间的信息,以实现指挥调度。各种地面系统分别安装在适当地理位置的若干测控站(包括必要的测量船和测控飞机)和一个测控中心内,通过通信网络相互联接而构成整体的航天测控系统。

地面运控系统:运控系统是卫星导航系统的重要组成部分。它的任务是负责整个系统的运行控制,主要业务包括导航卫星的精密定轨和它的轨道参数预报、卫星钟差的测定和预报以及电离层的监测和预报、完好性的监测与处理。地面段通过观测卫星并计算其星历,生成导航电文注入到卫星,用户就根据所收到的这些信息,和它对卫星观测得到的伪距进行高精度定位和定时处理。运控系统主要分为主控站、注入站和监测站。主控站主要是收集所有监测站获得的观测信息,对它进行各种各样的业务处理,判断地面设备和卫星设备的工况。注入站就是将主控站处理到的结果发送到注入站,由注入站上行把这些参数发到卫星,卫星转发参数向服务区的用户广播。监测站主要是负责对卫星进行跟踪观测。

地面应用系统:地面应用系统是利用卫星播发的导航信号开展应用研究的系统,只有通过地面应用系统的研究,才能真正把导航观测数据转化为应用,推动空间科学的发展。应用协调对这些从空间接收过来的科学数据进行存储、管理和发布,组织科学家进行科学数据分析、数据产品生产、科学数据应用等研究。


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