李宏璽

摘 要：我國建設和發(fā)展北斗系統(tǒng)，目的是為了促進我國導航領域的發(fā)展和應用。建設高精度的導航體系，不僅要求系統(tǒng)穩(wěn)定，質量好，還應具有巨大的應用效益。目前我國的北斗導航體系對國際開放，提供全球化的高精度免費服務。當前，我國與世界各國正積極開展合作，在系統(tǒng)的兼容性和互操作性上取得了很大進展，不斷推動我國的衛(wèi)星導航事業(yè)的向前發(fā)展。

關鍵詞：北斗；定位；技術

中圖分類號：U666.134 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）02-0029-01

1960年初，美國和蘇聯開始發(fā)展新一代全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。90年代，全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)GPS和GLONASS開始建成投產。2000年起，中國自主知識產權的CNSS北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)開始成功建成，2003年后正式開通并開始了運行應用。

1 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（IBDS或COMPASS）

我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，屬于自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。由空間、地面控制端和用戶終端三部分組成?？臻g上包括5顆地球靜止軌道衛(wèi)星，30顆非靜止軌道衛(wèi)星。地面控制端包括注入站、主站和監(jiān)測站等設施基站組成。用戶端由與GPS、GLONASS、GALILEO等不同的衛(wèi)星導航系統(tǒng)有良好了兼容性的終端組成。

與GPS和GLONASS系統(tǒng)之間的最大差別在于，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)實現了用戶知道自己的位置，還可以告訴別人自己的位置，適用于移動數據通訊和導航，如搜救、交通、調度指揮、地理信息實時查詢等。目前，該系統(tǒng)已經成功應用于防災減災、測繪、交通、電信、漁業(yè)、國家安全等不同的領域，社會經濟效益顯著，在我國南方冰凍災害、汶川地震救災、北京奧運會中都發(fā)揮了極其重要的作用。

我國自主知識產權的“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)，控制區(qū)域采用自主控制的方式，優(yōu)勢十分明顯。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設發(fā)展，對社會主義現代化事業(yè)和經濟進步都具有重要的意義。

2 北斗系統(tǒng)特點

相比于其他的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，北斗系統(tǒng)立足我國的具體國情，采用自主開發(fā)和研制的模式，保證了中國本土最大范圍的全區(qū)域覆蓋，大致的覆蓋范圍為東經70-140°，北緯約5-55°，并且已經對東南亞實現全覆蓋。北斗系統(tǒng)的精度很高，具有20米的三維定位精度，授時精度約高達100納秒。北斗系統(tǒng)容量較之于以前的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，有了大幅度的提升，一般的用戶容量可以達到540000戶/小時，屬于領先水平。北斗系統(tǒng)還具有優(yōu)越的服務能力，通信上實現了雙向通報，用戶一次可以傳達40～60漢字信息，一次最多可傳送120個漢字的信息，對于遠洋作業(yè)非常有利和方便，在氣象預報、救災救援以及海運、陸運、交通管理和運輸商業(yè)中發(fā)揮的作用越來越重要。如表1所示。

3 北斗系統(tǒng)組成

目前的北斗系統(tǒng)，采用的體制技術與GPS體系有一定的相同之處，也是由空間系統(tǒng)、地面的控制系統(tǒng)、用戶終端等部分組成。區(qū)別于其他的衛(wèi)星導航系統(tǒng)的是，北斗系統(tǒng)的衛(wèi)星空間組成方式和它們不一樣，主要采用偽隨機噪聲碼序列捕獲方法，在調制及編碼導航電文、載波頻率和碼頻率、用戶的定位解算方式方面都存在一定方式的不同。

（1）空間衛(wèi)星；北斗的空間衛(wèi)星為三顆，距離地面的距離為36000 km，系統(tǒng)頻段為衛(wèi)星無線電定位業(yè)務的頻段，上行的L頻段，頻率范圍為1626.5-1610MHz，下行的S頻段，頻率范圍2500-2483.5MHz，空間衛(wèi)星的任務是完成地面中心控制系統(tǒng)和用戶之間的雙向無線電信號收發(fā)工作。衛(wèi)星S波段天線是主要負載用戶之間的雙向無線電信號收發(fā)器。

（2）地面中心控制系統(tǒng)；地面控制中心系統(tǒng)是導航和定位系統(tǒng)管理控制中心，具有完整的系統(tǒng)信息收集、生產、加工、測量和控制等功能，由信號收發(fā)子系統(tǒng)、信息處理子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)和通道監(jiān)控子系統(tǒng)等組成。比如，當你進入一個陌生的地方，你可以用裝有北斗衛(wèi)星導航芯片手機，找到所需要的路徑和方向。還可以查詢最近的停車場、餐廳、酒店或其他任何你想去的地方，服務商會立即根據你的位置，找到需要信息。

（3）用戶終端；用戶終端部分由信號接收天線、混頻、發(fā)射裝置、放大部分、顯示器、信息輸入鍵盤組成。

服務在中國是一個新概念，它有四大需求：國家任務的執(zhí)行、科學和技術的發(fā)展、工業(yè)市場的需求、國家安全與國家戰(zhàn)略，四項任務密切相關。北斗正是基于這種國家服務的理念提出的，在應用上也嚴格遵循以上法則。現代信息社會的快速發(fā)展，時空信息服務需求的不斷增加，國家性服務和北斗衛(wèi)星時間、空間優(yōu)勢整合的發(fā)展趨勢越來越明顯。這種開發(fā)和應用，在提供具體技術支持的同時，還極大的拓寬了北斗應用的領域和范圍。

4 結語

中國北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)的建設和應用，是一個偉大而艱巨的系統(tǒng)工程，建設和使用過程中會面臨許多技術挑戰(zhàn)，需要多種技術力量進行研究和突破，積極探索和掌握核心的先進技術，研發(fā)自主產權的器件，盡量縮短測試的周期，降低運營中的各種風險，保證北斗衛(wèi)星系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行，對于我國各行各業(yè)的發(fā)展和國家的進步都有重要的現實意義和戰(zhàn)略意義。

參考文獻：

[1]楊元喜.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的進展，貢獻與挑戰(zhàn)[J].測繪學報，2010，39（1）：1-6.

[2]譚述森.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展與思考[J].宇航學報，2008，29（2）：391-396.

[3]施闖，趙齊樂，李敏，等.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的精密定軌與定位研究[J].中國科學：地球科學，2012，42（6）：854-861.