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北斗卫星导航系统的民用历程

行业资讯

2019年12月18日

上世纪70年代,中国就希望建立自己的卫星导航系统,直到2000年,第一颗北斗导航卫星才成功发射。如今,北斗导航已经建立了32颗星的系统。自2018年年底已经正式开启了全球服务。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地球静止轨道卫星分别位于东经58.75度、80度、110.5度、140度和160度。非静止轨道卫星由27颗中圆轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星组成。

整个系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。

与GPS一样,北斗导航系统也分为军码和民码,民码开放给了民间使用。而在应用方面,北斗导航系统主要用于军用市场、行业应用和大众应用三个应用领域。

在军用市场,北斗导航系统主要被用于飞机、舰艇、车辆等导航定位,精确制导、部队定位和调度、军用通信网络的精确授时。北斗导航的军事用途的重要性不言而喻,这里我们主要讨论北斗导航系统在民用市场是如何发展的。

中国在卫星导航系统上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;计划在2020年前后,建成北斗全球系统,向全球提供服务。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。

首先,2000年时,北斗一号建立的是双星系统。由于轨道低了覆盖面就小,两颗中轨道卫星多数时间会在中国上空以外的地方飞行,中国大陆的信号接受时间就会很短,所以北斗一代的双星方案只能选择高轨道,而且还得是静止的方案,这样才能让其停在中国大陆的上空。由于这两颗星的轨道很高,导致了地面被测物体与卫星的相对速度很低,于是多普勒效应就不明显,其定位精度远不如GPS。所以,北斗一代在民用上并没有取得太多成就。

时间到了2012年,北斗二号系统已经具有16颗卫星,可以覆盖亚太地区。于是在2012年年底中国就宣布试运行北斗导航系统,面向亚太地区提供无源定位、导航、授时服务,开启民用道路。

到了2018年,中国加速了北斗导航系统的组网速度,在这一年发送了十颗卫星,并在当年年底正式完成了35颗星组网,建成北斗三号系统正式宣布进行提供全球服务。相比于之前规划的2020年,时间上提前2年。

进入2019年,北斗卫星导航系统的组网速度进一步加快,从今年4月份开始,我国又陆续将十颗北斗卫星成功发射升空。昨天,也就是12月16日,我国以“一箭双星”方式成功发射第52、53颗北斗导航卫星。至此,北斗导航系统的中圆地球轨道卫星全部发射完毕,这标志着北斗三号全球系统核心星座部署完成。




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