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北斗卫星导航系统开始试运行

北斗应用
No.1 个人位置服务;
No.2 道路交通管理 ;
No.3 铁路智能交通;
No.4 海运和水运 ;
No.5 航空运输 ;
No.6 应急救援;
No.7 精密授时;
No.8 精细农业;

导读:谈到北斗,是应当说说她从哪里来?她为什么受关注?她将会给中国带来什么?她将怎么样影响世界?我们就从各路媒体报道、北斗应用、北斗的历程、世界几大系统比较说一说吧……

北斗卫星导航系统正式提供试运行服务

    国务院新闻办公司于12月27日就北斗卫星导航系统试运行情况举行新闻发布会。北斗卫星导航系统的新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其宣布,北斗卫星导航系统将正式提供试运行服务。

编者按
    北斗正式提供试运营服务,不说是平常百姓街头“奔告”的消息,的确是所有媒体持续、密集报道的焦点。大到中央、小到县城,各行各业,官员、专家、学者、老百姓,关于北斗的各种谈论、期望不绝于耳,北斗是国家战略,更关人民福祉,就应受到如此重视,3sNews当然也应当就北斗话题同大家一起有所分享了。
视频报道
 
图解北斗卫星导航系统“三步走”战略
 北斗卫星三步走战略     北斗前世今生

  我国高度重视卫星导航系统的建设,一直努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。

  早在上世纪60年代末,我国就开展了卫星导航系统的研制工作,但由于诸多原因而夭折。

  自20世纪70年代后期以来,国内开展了探讨适合国情的卫星导航系统的体制研究,先后提出过单星、双星、三星和3-5星的区域性系统方案,以及多星的全球系统的设想,并考虑到导航定位与通信等综合运用问题,但是由于种种原因,这些方案和设想都没能得以实现。

  在20世纪80年代到90年代,我国就结合国情,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。

北斗各星发射回顾
卫星 发射日期 轨道 使用状况 系统世代 卫星 发射日期 轨道 使用状况 系统世代
北斗-1A 2000年10月31日 地球静止轨道 58°E 正常 北斗一号 北斗-G3 2010年6月2日 地球静止轨道 84°E 正常 北斗二号
北斗-1B 2000年11月21日 地球静止轨道 80°E 正常 北斗-I1 2010年8月1日 倾斜地球同步轨道 倾角55° 正常
北斗-1C 2003年5月25日 地球静止轨道 110.5°E 正常,备份星 北斗-G4 2010年11月1日 地球静止轨道 160°E 正常
北斗-1D 2007年2月3日 超同步轨道 失效,脱离轨道 北斗-I2 2010年12月18日 倾斜地球同步轨道 倾角55° 正常
北斗-M1 2007年4月14日 中地球轨道 ~21500km 正常,测试星 北斗二号 北斗-I3 2011年4月10日 倾斜地球同步轨道 200kmX35991km,倾角55° 正常
北斗-G2 2009年4月15日 漂移 失效,脱离轨道 北斗-I4 2011年7月27日 倾斜地球同步轨道 正常
北斗-G1 2010年1月17日 地球静止轨道 140°E 正常 北斗-I5 2011年12月02日 倾斜地球同步轨道 正常
四大全球卫星导航系统比较
  GPS[详细] GLONASS[详细] Galileo[详细] COMPASS[详细]
简要 卫星测时测距导航/全球定位系统
(NSTR/GPS)
全球导航定位系统(Global Navigation Satellite System——GLONASS) 伽俐略系统(GNSS) 北斗卫星导航系统(BeiDou (COMPASS) Navigation Satellite System)包括北斗一号和北斗二号的2代系统
卫星
星座
24颗(包括3颗备用卫星)
轨道倾角i =55°
卫星运行周期T=11h58m
卫星高度H=20200km
24颗卫星组成(另加1颗备用卫星)
轨道偏心率e=0.01;
卫星轨道倾角i =64.8°;
卫星运行周期T=11h15m(恒星时11.28小时);
卫星高度H=19100km;
30颗卫星组成(27颗工作卫星,3颗备用卫星)
卫星的轨道倾角i =56°
卫星的公转周期T=14h23m14S恒星时
轨道高度H=23616km

北斗一号:由3颗同步静止卫星组成(其中1颗在轨备用)
轨道倾角i =0°;
公转周期T=24h恒星时;
轨道高度H=36000km
北斗二号5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星

地面
系统
5个卫星监测跟踪站;
1个主控站;
3个信息注入站。 

1个系统控制中心,1个指令跟踪站(CTS),

2个位于欧洲的“伽利略”控制中心和20个分布全球的“伽利略”敏感器站 主控站
注入站
监测站
定轨
精度

广播星历:切向误差±5m;径向误差±3m;法向误差±3m。
精密星历:±3厘米

广播星历精度:小于6m    
卫星
性能

直径1.5米;
重量843.68公斤(包括310公斤燃料)
螺旋阵列天线12根
8块太阳能电池翼板
三组15A的镍镉蓄电池

分为三代:
第一代(自1982年以来);
GLONASS - M(自2003年以来)
GLONASS - K(自2011年起)
重量:750公斤(GLONASS – M为1450公斤)
寿命:10年(GLONASS – M为7年)

卫星寿命: 15年以上
卫星重量: 每颗675公斤
卫星长阔高: 2.7m x 1.2m x 1.1m
太阳能集光板阔度: 18.7m
太阳能集光板功率: 1500W
有效载荷:2对铷钟和氢脉冲钟,搜索救援载荷。

北斗一号寿命:8年
卫星
信号
4台频率相当稳定(量时精度为10-13秒)的原子钟(2台铯钟,2台铷钟),由此产生一个频率为: 10.23MHz的基准钟频信号。 卫星配有铯原子钟,以便为所有星载设备提供高稳定的时标信号,向地面发射两种载波信号。    
定位
精度
测距粗码 (C/A码)的测距精度约为±3m;
测距精码(P码)的测距精度约为±0.3m
w 水平精度:±50~70m;垂直精度:±75m;
w 测速精度:±15cm/s; 授时精度:±1μs

1米,授时精度约100ns

北斗一号:
水平精度±20m;
垂直精度±10m

第二代定位精度10米

定位
原理
利用测距交会的原理 与GPS相同 与GPS相同 北斗一号:主动式双向测距二维导航
服务
区域
全球 全球 全球 12年亚太覆盖,20年全球覆盖
历史
渊源
1973年12月,美国国防部批准陆、海、空三军联合研制第二代的卫星导航系统——全球定位系统(GPS)。该系统是以卫星为基础的无线电导航系统。 82年底由前苏联开始承建,期间因苏联解体,几经周折最后由俄罗斯于96年建成。该系统与美国的全球定位系统同属于第二代卫星定位系统。

2000年欧盟已向世界无线电委员会申请并获准建立伽利略(GNSS)系统的L频段的频率资源。2002年3月欧盟15国交通部长一致同意,是将来精度最高的全开放的新一代定位系统。

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。
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。
重大
历程
方案论证(1974~1978年)
系统论证(1979~1987年)发射11颗BlockⅠ型GPS实验卫星(设计寿命为5年)
试验生产(1988~1993年)发射28颗BlockⅡ型和BlockⅡA型GPS工作卫星(设计寿命7.5年)
第三代改善型GPS卫星BlockⅡR和BlockⅢ型GPS工作卫星从90年代末开始发射计划发射20颗,以逐步取代第二代GPS工作卫星,改善全球定位系统。
发射阶段(1982-1990年):
1982年10月12日发射第一颗试验卫星。
1982年-1985年,发射了3颗模拟星和18颗原型卫星用作测试。
1986年空间星座开始逐步扩展,
1990年系统第一阶段的测试计划已经完成,已有10颗卫星。
用户设备的测试(1990年-1995年)
完全工作阶段:1996年1月18日最终布满24颗。

1994年开始进入方案论证阶段;2005年12月28日,首颗伽利略试验卫星Glove-A发射成功;
2008年4月23日欧洲议会通过了“伽利略”全球卫星导航系统的最终部署方案
2008年4月27日,“伽利略”系统的第二颗实验卫星Glove B升空;
2008年7月1日,欧盟委员会正式启动了项目采购工作;
2010年1欧盟表示,伽利略卫星导航系统将从2014年起投入运营。

第一步是试验阶段,用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务;
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;
第三步是到2020年,建成由5颗静止轨道和30颗非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统,形成全球覆盖能力。

现状 现在正研制第二代GPS系統 17颗星在轨运行,计划2008年全部部署到位 建设中 北斗二号建设中
投资 总投资300亿美元

1995年完成组网耗资30多亿美元 2001年至2011年投入47亿美元

由欧盟各政府和私营企业共同投资(36亿欧元)  
优势

不足
系统成熟,民用限制较严格

1.工作不稳定,卫星工作寿命;
2.用户设备发展缓慢,生产厂家少,设备体积大而笨重;
3.采用的是FDMA,所以用户接收机中频率综合器复杂;
4.兼容接收机,需解决两系统的时间和坐标系统问题。

定位精度高

北斗一号:
1.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;
2.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。
3. 系统容量:每小时540000户
4.原子钟等关键组件到现在还需要依赖进口

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