卫星定位系统添新丁·北斗

提起卫星定位导航系统，大家肯定会马上想到美国的GPS卫星定位系统，其已经深入了我们的生活之中，为我们提供了极大的便利。如今除了GPS系统之外，我们又有了全新的选择，这就是国产的北斗定位导航系统。这个全新的国产导航系统有哪些不同的功能，离我们的生活到底有多远呢？

北斗系统初长成

在开展多年预研后，我国1994年全面启动导航系统的研制。2000年10月31日，我国自行研制的第一颗北斗导航试验卫星被成功送入太空。2003年5月25日，又一颗备份卫星升空，这标志着北斗导航试验系统工作的完成。

2007年4月14日，我国成功发射了北斗导航卫星系统的第一颗卫星，有效验证了导航系统的技术、原理和体制。2008年4月10日，当第八颗北斗导航卫星在倾斜轨道上“安家”之后，北斗卫星导航系统的6颗组网卫星构成了“3+3”的星座构型（包括3颗地球同步静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星），这标志着北斗区域卫星导航系统的基本系统建设完成，我国自主卫星导航系统建设进入新的发展阶段，并具备了向我国大部分地区提供初始服务的能力，也达到了进入试运行阶段的条件和水平。

2011年12月27日，北斗卫星导航系统日前开始向国内及周边地区提供连续定位、导航、授时等试运行服务，到2020年形成全球覆盖能力。

北斗系统LOGO

北斗系统工作原理

北斗卫星导航定位系统是由太空中的导航卫星、地面控制中心以及用户终端三部分组成。其中导航卫星数量为35颗，足足要比GPS多出11颗。按照规划，北斗卫星导航定位系统将有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。

“双星定位”是北斗系统的基本工作原理：以2颗在轨卫星的已知坐标为圆心，以测定的卫星至用户终端的距离为半径，形成2个球面，用户终端将位于这2个球面交线的圆弧上。通过地面中心站配有的电子高程地图，提供一个以地心为球心、以球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。用数学方法求解圆弧与地球表面的交点即可获得用户的位置。

北斗卫星导航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（试运行阶段定位精度为25米），授时精度为50纳秒，测速精度为0.2米/秒。授权服务则是向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。

北斗系统运行示意图

广阔的应用前景

除了我们比较熟悉的精准导航、路线追踪之外，北斗系统还能带给我们什么呢？

打破垄断的急先锋

据统计，中国卫星导航产业终端的社会持有量，2000年不足10万台，2009年超过1000万台。市场虽大，但90%以上的导航产品市场份额被GPS所垄断。而且美国不公开GPS导航的顶层算法和星座参数，导致上游的芯片开发和OEM开发板等基础终端设备产业也是被国外厂商绝对垄断。

因此北斗的出现，给国内企业带来非常大的机遇。虽然国内从事北斗产品生产和研发的企业数量只有200多家，且无规模优势。北斗系统是一个开放的系统，目前通北斗系统的空间信号接口控制文件（ICD）已经发布，通过这个文件大家能够知道北斗导航卫星发射的信号是什么样的方式、什么样的频率，这样，企业进行终端研发才有据可依。从而引导国内外企业进入这个开放的市场。市场完全放开，虽然未来竞争很激烈，但目前大家的机会是均等的。

关键时刻的救命信

在汶川地震中，汶川县城的第一条信息就是由武警四川总队一支小分队携带的北斗终端机发出来的。把短信和导航结合，是中国北斗卫星导航系统的独特发明，可别小看了这个每次只能发送120个字的功能，在有手机信号的地方可能没什么用。但在关键时刻，这很可能就是“救命信”。一般来讲，其他卫星导航系统只是告诉你什么时间、在什么地方，而北斗卫星导航系统除了让你自己知道在什么时间、什么地方之外，还可以将你的位置信息发送出去，使你想告知的其他人获知你的情况。它解决了何人、何事、何地的问题，这也是北斗短信的特色服务目前在东海、南海作业的渔船已经安装了一万多台北斗导航终端，被南海渔民亲切地称为“千里眼”。真正可以实现，拿着北斗终端，走遍天下都不怕。

精准授时很实用

这一点大家可能会有些疑惑，精准授时与我们普通人的生活有啥关系呢？这个其实也很重要，打个比方说如果你的手表中装有导航芯片，利用“北斗”的授时功能，你将永远不需要调准时间。而且北斗提供的授时精度，能达到50纳秒（1纳秒是1秒的10亿分之一）。哦，原来跟电波表的原理差不多啊，那以后会出现“北斗表”么，很有可能哦。

北斗终端设备

后记

　　我们国家也拥有了自己的卫星导航系统，希望这些常用于军事方面的技术能够更好的转型应用到民间，使老百姓能够真正享受到实惠。下面列出目前四大卫星导航系统。

北斗卫星系统

北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并兼具短报文通信能力。

美国全球定位系统GPS

全球定位系统（GPS）是目前全世界应用最为广泛也最为成熟的卫星导航定位系统。GPS系统研发始于1973年，其初衷为军事用途，1991年在海湾战争期间曾大显身手。GPS的的用户只需购买GPS接收机就可以免费享受该服务。但GPS针对普通用户和美军方提供的是不同的服务。目前民用GPS信号的精度可达10米左右，军用精度可达1米。

欧盟伽利略系统Galileo

伽利略卫星导航系统是欧盟和欧洲空间局正在建设中的项目，初衷是使欧盟在卫星导航问题上摆脱对美国和俄罗斯的依赖。伽利略系统的技术水平将高于GPS和俄罗斯格洛纳斯。比如，其精度可以达到1米级别。2003年5月，欧盟和欧洲空间局正式批准伽各项目第一阶段，预计2012年开始运行，但目前这一日期已被推迟至2019年全部建成

俄罗斯格洛纳斯Glonass

　　俄罗斯从1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。原计划该系统于2007年年底之前运营，因资金问题，直至2011年，格洛纳斯导航系统才投入全面运行，但其在全球的民用和商业用户仍然少得可怜，主要原因是其用户端的设备发展一直严重滞后。