1、系统介绍
基本概况
北斗卫星导航系统是中国正在实施
北斗卫星导航系统介绍 的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，缩写为BDS[4-5] ，与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统兼容共用的全球卫星导航系统，并称全球四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统2011年12月27日起提供连续导航定位与授时服务。
北斗卫星导航系统由空间端、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。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）、欧盟“伽利略”（GALILEO）等其他卫星导航系统兼容的终端组成。
2000年，首先建成北斗导航试验系统，使中国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。
2011年12月27日起，开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。
2012年12月27日，北斗卫星导航系统新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其在新闻发布会上宣布，北斗卫星导航系统正式提供区域服务。北斗系统在继续保留北斗卫星导航试验系统有源定位、双向授时和短报文通信服务基础上，向亚太大部分地区正式提供连续无源定位、导航、授时等服务；民用服务与GPS一样免费。
北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位，导航和授时服务，包括开放服务和授权服务两种方式。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度20米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。
覆盖范围
北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统，覆盖范围东经约70°~140°，北纬5°~55°。北斗卫星系统已经对东南亚实现全覆盖。
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。“北斗一号”的这种工作原理带来两个方面的问题，一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性，这在军事上相当不利，另一方面由于设备必须包含发射机，因此在体积、重量上、价格和功耗方面处于不利的地位。
定位精度
定位精度为20米，授时精度为50纳秒，测速精度为0.2米/秒。
实时效果
“北斗一号”用户的定位申请要送回中心控制系统，中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户，其间要经过地球静止卫星走一个来回，再加上卫星转发，中心控制系统的处理，时间延迟就更长了，因此对于高速运动体，就加大了定位的误差。此外，“北斗一号”卫星导航系统也有一些自身的特点，其具备的短信通讯功能就是GPS所不具备的。
2、发展历程
2007年4月14日4时11分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将一颗北斗导航卫星送入太空。约14分钟后，星箭分离。西安卫星测控中心传来的数据表明，卫星准确进入预定轨道。
2009年4月15日零时16分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第2颗北斗导航卫星送入预定轨道。
2010年1月17日0时12分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第三颗北斗导航卫星送入预定轨道，这标志着北斗卫星导航系统工程建设又迈出重要一步，卫星组网正按计划稳步推进。
2010年6月2日晚23时53分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第四颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道。
2010年8月1日5时30分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功发射第五颗北斗导航卫星。这是一颗倾斜地球同步轨道卫星 （IGSO卫星），也是中国连续发射的第3颗北斗导航系统组网卫星。此次发射的卫星及其运载火箭分别由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院和中国运载火箭技术研究院研制。本次卫星发射也是中国“长征”系列运载火箭第126次航天飞行。
2010年11月1日0时26分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭成功将第六颗北斗导航卫星送入太空，这是中国连续发射的第4颗北斗导航系统组网卫星。在这次发射中，中国卫星导航系统管理办公室首次在运载火箭上使用了北斗卫星导航系统标志。蓝色圆形标志包含有北斗七星、司南、网格化地球等元素以及北斗卫星导航系统的中英文名称，表明北斗系统星地一体，为全球提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务的行业特点，展示其开放兼容、走向世界、服务全球的建设宗旨。这是长征系列运载火箭的第133次飞行。
2010年12月18日4时20分，中国在西昌卫星发射中心使用“长征三号甲”运载火箭，成功将第7颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道。至此，2010年中国共进行了15次成功发射，创历史新高，而这样的发射密度在国际上与美俄相当。第七颗北斗导航卫星是一颗倾斜地球同步轨道卫星，也是中国连续发射的第5颗北斗导航系统组网卫星。第七颗北斗导航卫星的成功发射，表明北斗卫星导航系统组网建设正按计划顺利推进，今后几年将持续进行组网发射。中国自主卫星导航系统建设进入新的发展阶段。这颗卫星将与2010年发射的5颗导航卫星共同组成“3+3”基本系统 （即3颗GEO卫星加上3颗IGSO卫星），在轨验证和系统联调后，将具备向中国大部分地区提供初始服务的条件。这次发射的卫星和火箭分别由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院和中国运载火箭技术研究院研制。这是长征系列运载火箭的第137次飞行。
2011年4月10日4时47分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第8颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道。这是2011年北斗导航系统组网卫星的第一次发射，同时也是中国“十二五”期间的首次航天发射。
2011年7月27日5时44分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第九颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道，这是北斗导航系统组网的第四颗倾斜地球同步轨道卫星。2011年12月2日清晨5时07分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，将中国第十颗北斗导航卫星成功送入太空预定转移轨道。这是中国北斗卫星导航系统组网的第五颗倾斜地球同步轨道卫星，此次第十颗北斗导航卫星的成功发射，标志着中国北斗区域卫星导航系统建设又迈出重要一步。这次卫星发射是中国“长征”系列运载火箭第153次航天飞行。
2012年2月25日凌晨0时12分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第十一颗北斗导航卫星成功送入太空预定转移轨道。这是一颗地球静止轨道卫星，也是中国2012年发射的首颗北斗导航系统组网卫星。这是中国“长征”系列运载火箭第158次航天飞行。
2012年4月30日凌晨4时50分，中国在西昌卫星用“长征三号乙”运载火箭将中国第十二、第十三颗北斗导航系统组网卫星顺利送入太空预定地球同步转移轨道。这是中国北斗卫星导航系统首次采用“一箭双星”方式发射导航卫星，也是中国首次采用“一箭双星”方式发射两颗地球中高轨道卫星（MEO）。这是中国“长征”系列运载火箭第160次航天飞行。
2012年9月19日3时10分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，采用一箭双星方式，成功将第十四颗和第十五颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道。这是中国第二次采用一箭双星方式发射北斗导航卫星，也是北斗卫星导航系统组网的第三次发射。
2012年10月25日23时33分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”火箭，成功将第16颗北斗导航卫星送入预定轨道。这是中国二代北斗导航工程的最后一颗卫星，这是长征系列运载火箭的第170次发射。至此，中国北斗导航工程区域组网顺利完成。
2013年10月30日，泰国科技部地理空间技术局、武汉信息技术外包服务与研究中心联合项目评估委员会项目可行性研究和商业模型新闻发布会在曼谷召开。此次招标发布会由泰国科技部、武汉信息技术外包服务与研究中心共同举办。招标完成后，灾害预测系统建设将被列入泰国政府经济发展建设规划，预计在2014年年初投入实施，主要服务于泰国农业的灾害预警，此外还辐射泰国交通、电力、环境等领域。此次合作是中国“北斗”第一次在国外落地使用，北斗卫星导航产业在东南亚国家的推广和应用迈出了一大步。
2013年9月11日，上海国际导航产业与科技发展论坛暨展览会上，率先在上海建成的北斗地基增强网宣布正式开通运行。这意味着中国北斗卫星导航系统的定位精准度，将从“米级”提升到“厘米级”。 地基增强网是由一系列地面卫星基准站组成，与北斗卫星进行“天地对接”，将接收到的卫星信号增强后再发送，从而大幅提高接收终端的定位精度和速度。 上海将在2013年年底前推出基于北斗精准导航的公交站点报站系统和出租车运营实时监控及呼叫系统。
2013年12月27日，北斗卫星导航系统正式提供区域服务一周年新闻发布会在国务院新闻办公室新闻发布厅召开，正式发布了《北斗系统公开服务性能规范（1.0版）》和《北斗系统空间信号接口控制文件（2.0版）》两个系统文件。
2014年7月7日， 数名业内人士向大智慧通讯社透露，阿里巴巴与中国兵器工业集团签订了协议，合资成立一家北斗运营服务公司，注册资金在10亿左右。一名业内人士还透露，未来阿里巴巴或将投入百亿元在北斗领域。阿里巴巴公关总监求表示“阿里巴巴目前处于IPO缄默期”。中国兵器工业集团相关人士则表示上述信息未公开披露，不方便透露。
2014年9月11日，北斗地基增强系统工程建设正式启动，该项目确定由中国兵器工业集团作为总体研制单位，将在2015年底前建成框架网和部分区域加密网基准站网络并投入运行，提供米级精度的定位服务，2018年底前建成全国范围区域加密网基准站网络，提供米级、分米级、厘米级和后处理毫米级的高精度位置服务。[12] 北斗地基增强系统将构建全国一张网，实现部门间、地区间、军民用户间资源统筹，数据共享。[13]
2014年9月27日，广州举行“羊城天盾-2014”城市人民防空演习，设置8个演练科目，共有66个参演单位、4000余人、50余台车辆装备参加演练组织实施，并首次应用广州人防北斗卫星防空警报控制系统。该演习也是北斗卫星导航系统在全国人防警报领域的首次应用，实现了警报发放无盲区、控制超远距离，并能将警报发放结果及时回传到控制中心，大大提高了防空警报信号发放的可靠性和安全性。这一系统在未来防空袭和防灾救援中能及时有效地提供警报信号，特别是在洪涝、地震等自然灾害来临时，能针对受灾区域精准发放灾情信号，引导人民群众及时防范和疏散。
3、建设规划
“北斗”卫星导航试验系统（也称“双星定位导航系统”）为中国“九五”列项，其工程代号取名为“北斗一号”，其方案于1983年提出。中国结合国情，科学、合理地提出并制订自主研制实施“北斗”卫星导航系统建设的“三步走”规划：
第一步是试验阶段，即用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务，为“北斗”卫星导航系统建设积累技术经验、培养人才，研制一些地面应用基础设施设备等；
第二步是到2012年，计划发射10多颗卫星，建成覆盖亚太区域的“北斗”卫星导航定位系统（即“北斗二号[14] ”区域系统）；
第三步是到2020年，建成由5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统。
北斗一代
一代介绍
“北斗一号”方案于1983年提出。2003年5月25日零时34分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功地将第三颗“北斗一号”卫星送入太空。前两颗卫星分别于2000年10月31日和12月21日发射升空，运行至今导航定位系统工作稳定，状态良好。这次发射的是导航定位系统的备份星，它与前两颗“北斗一号”工作星组成了完整的卫星导航定位系统，确保全天候、全天时提供卫星导航信息。这标志着中国成为继美国GPS和俄罗斯的GLONASS后，在世界上第三个建立了完善的卫星导航系统的国家，该系统建立对中国国民国防和经济建设将起到积极作用。2007年2月3日，“北斗一号”第四颗卫星发射成功，不仅作为早期三颗卫星的备份，同时还将卫星导航定位系统的相关试验。已组成了完整的卫星导航定位系统，确保全天候、全天时提供卫星导航资讯。
“北斗一号”是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种全天候、区域性的卫星定位系统。系统由两颗地球静止卫星（80°E和140°E）、一颗在轨备份卫星（110.50°E）、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。其工作频率为2491.75MHz，系统能容纳的用户数为每小时540000户。具有卫星数量少、投资小、用户设备简单价廉、能实现一定区域的导航定位、通讯等多用途，可满足当前中国陆、海、空运输导航定位的需求。
“北斗一号”就性能来说，和美国GPS相比差距甚大。第一，覆盖范围也不过是初步具备了中国周边地区的定位能力，与GPS的全球定位相差甚远。第二，定位精度低，定位精度最高20米，而GPS可以到10米以内。第三，由于采用卫星无线电测定体制，用户终端机工作时要发送无线电信号，会被敌方无线电侦测设备发现，不适合军用。第四，无法在高速移动平台上使用，这限制了它在航空和陆地运输上的应用。但最重要的是，“北斗一号”是中国独立自主建立的卫星导航系统，它的研制成功标志着中国打破了美、俄在此领域的垄断地位，解决了中国自主卫星导航系统的有无问题。它是一个成功的、实用的、投资很少的初步起步系统。此外，该系统并不排斥国内民用市场对GPS的广泛使用。以“北斗”导航试验系统为基础，中国开始逐步实施“北斗”卫星导航系统的建设，首先满足中国及其周边地区的导航定位需求，并进行系统的组网和测试，逐步扩展为全球卫星导航定位系统。
发展过程
2000年10月31日，中国自行研制的第一颗导航定位卫星“北斗导航试验卫星”在西昌卫星发射中心发射成功。这颗卫星采用的是“长征三号甲”运载火箭。该卫星已圆满结束任务。
2000年12月21日，20世纪中国航天最后一次发射获得圆满成功。中国航天人以全年5战5捷的优异成绩向20世纪道别。
2000年12月21日0时20分，中国自行研制的第二颗“北斗导航试验卫星”，在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”火箭发射升空，并准确进入预定轨道。它与同年10月31日发射的第一颗“北斗导航试验卫星”一起，构成了“北斗导航系统”。这标志着将拥有自主研制的第一代卫星导航定位系统。“北斗导航试验卫星”和“长征三号甲”运载火箭，由航天科技集团所属空间技术研究院和运载火箭技术研究院研制。这次发射是中国长征系列运载火箭第六十四次飞行，也是自1996年10月以来，中国航天发射连续第二十二次获得成功。
2003年5月25日，中国在西昌卫星发射中心用长征3A运载火箭，成功地将第三颗北斗导航定位卫星送入太空。这标志着中国已自主建立了完善的卫星导航系统，对中国国民经济建设将起到积极作用。
2007年2月3日零时28分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将北斗导航试验卫星送入太空。该北斗导航试验卫星在西昌卫星发射中心发射升空后,因太阳帆板展开时发生故障,造成卫星不能正常运行。
2007年4月11日，经过航天科研人员60天的鏖战，2月3日发射升空的北斗导航试验卫星故障已被排除，卫星运行姿态良好，星上仪器工作正常，已转入在轨长期管理。
自身特点
1）“北斗”具有定位和通信双重作用,具备的短信通讯功能就是GPS所不具备的。
2）“北斗”"定位精度20米左右。
3）“北斗”终端价格已经趋于GPS终端价格。
4）采用接收终端不需铺设地面基站。
5）灾难中心的船只一秒钟就可以发出信息。
优势介绍
1、覆盖范围：北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70°一140°，北纬5°一55°。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颗地球同步颗卫卫星且两颗卫星间的赤道角距约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°。航卫星为准同步轨道，绕地球一周11小时58分。
3、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码己由16m提高到6m，C/A码己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。
4、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，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，因此GPS的用户设备容量是无限的。
5、生存能力：和所有导航定位卫星系统一样，“北斗一号”基于中心控制系统和卫星的工作，但是“北斗一号”对中心控制系统的依赖性明显要大很多，因为定位解算在那里而不是由用户设备完成的。为了弥补这种系统易损性，GPS正在发展星际横向数据链技术，使万一主控站被毁后GPS卫星可以独立运行。而"北斗一号"系统从原理上排除了这种可能性，一旦中心控制系统受损，系统就不能继续工作了。
北斗二代
介绍
《2006年中国航天白皮书》宣布将在未来5年启动五大航天工程，其中具有军事用途的第二代“北斗”卫星导航系统将在4年内完成部署。有专家表示，二代“北斗”卫星系统部署完成后，中国将能对小目标发动精准攻击，而美国也有媒体认为中国用北斗计划来压制美国卫星的军事优势。随着中国综合国力的提升和卫星导航定位系统全面渗透普通人的生活，还有科索沃战争和第二次海湾战争美国GPS制导高精度打击武器的诱惑，构建一个类似GPS的全球卫星导航定位系统开始提上日程，从2007年开始正式建设“北斗”卫星导航定位系统（“北斗二号”）。
“北斗”卫星导航定位系统需要发射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颗中轨道卫星（MEO）和3颗倾斜轨道同步卫星（IGSO)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，授时精度为50纳秒，测速精度为0.2米/秒。授权服务则是军事用途的马甲，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。
2011年12月2日清晨5时07分，中国“北斗二号”卫星导航系统的第十颗卫星成功发射。此前，第一、第二颗“北斗二号”卫星分别于2007年4月和2009年4月发射。卫星发射时间间隔越来越短，预示着“北斗二号”正在加速组网。
技术突破
在第三届中国卫星导航学术年会上，国防科技大学卫星导航研发中心又献捷报：该中心突破多项核心关键技术，一举攻克系统“高精度指标”“抗干扰能力”两大关键技术难题。
该校卫星导航研发中心通过多年攻关，在信号捕获技术、信号跟踪技术、高精度授时技术等方面先后取得多项重大突破，研制成功新一代监测接收机、地面中心站测量系统等重要设备，关键技术指标达到国际领先水平，有力地支撑了中国北斗二代卫星导航系统设计精度的实现。又凭借在电磁对抗领域多年积累的深厚功底，他们很快掌握了电磁干扰特性，创新性地提出了国际领先的技术方案，仅用不到半年时间就研制成功卫星抗干扰设备，实现了中国卫星系统抗干扰技术的重大突破，并开发出适用于卫星、飞机、导弹等各种平台使用的抗干扰产品。
4、空间建设
中国作为发展中国家，拥有广阔的领土和海域，高度重视卫星导航系统的建设，努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航定位系统。
2000年以来，中国已成功发射了4颗“北斗导航试验卫星”，建成北斗导航试验系统（第一代系统）。这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和GPS广域差分功能，并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥着重要作用。
中国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务（属于第二代系统）。授时精度为10纳秒，测速精度0.2米/秒。
中国计划2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。中国正在实施北斗卫星导航系统建设，已成功发射十六颗北斗导航卫星。根据系统建设总体规划，2012年左右，系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力。2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。
问答1000
