卫星导航系统有几种(看过来，你要的北斗卫星导航系统知识在这里！)

摘要：看过来，你要的北斗卫星导航系统知识在这里！ “河汉纵且横，北斗横复直。”——沈约《夜夜曲》 2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，中国北斗开启“全球时代”。

看过来，你要的北斗卫星导航系统知识在这里！

“河汉纵且横，北斗横复直。”——沈约《夜夜曲》

2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，中国北斗开启“全球时代”。关于北斗卫星导航定位系统，您了解多少呢？北斗系统是如何工作的？北斗导航系统突破了哪些技术关卡？除了我国的北斗系统，世界上还有哪些卫星导航系统？北斗系统的优势又在哪里？2019年国图讲坛携手新华网科普频道策划推出“科技的力量”系列讲座，邀请到武汉大学教授、博士生导师耿涛先生为现场读者揭秘北斗系统背后的故事。2020年“科技活动周”期间，我们以图文的形式摘录了本场讲座的精华内容，通过问答的方式呈现出来，与大家一起分享。还等什么呢，快跟着专家一起来认识夜空中最亮的“星”——北斗三号全球卫星导航定位系统吧~

Q：请问耿老师，卫星导航系统为什么重要？ 

我们知道时间和空间共同构成宇宙万物的基本属性，人类的活动与位置、时间信息息息相关，百度搜索统计表明，每天大约有600亿关于定位的请求。卫星导航系统能够提供给我们时间和空间的信息。

Q：您能给我们介绍一下定位导航授时手段的发展史吗？

人类在迁徙农耕阶段，使用指南针、司南、日晷等通过目测的自然现象进行定位，之后出现的罗盘和航海钟将人类的活动空间扩展到了远洋区域，再之后出现的惯性导航、电罗经、原子钟等将人类的活动空间又扩大到了远程陆路、海路和航空领域，无线电和雷达将人类的活动扩展到了近地空间。1957年苏联成功发射了人类第一颗人造卫星，开始了以卫星导航系统为核心的定位手段。

Q：您介绍了这么多种导航授时定位的手段，那卫星导航系统有什么独特的优势呢？

目前来说，卫星导航系统是最重要的手段之一，它的优势非常突出：

一、能够做到陆海空天，全空域、全天时和全天候的覆盖。

二、实时的定位精度可以达到十米的量级，授时的精度可以达到数十纳秒。如果我们采用更加精密的处理手段，定位精度可以达到毫米级至厘米级的量级。

但是，需要注意的是，卫星导航系统也有自身的缺点，无线电的波（电磁波）不能穿透水体，因此水下、室内和深空区域是导航新的发展方向。

Q：请问卫星导航定位的原理是什么呢？您能给我们讲讲吗？

原理非常简单，就是距离交会法，以已知点为中心，以未知点到已知点的距离为半径划一个圆。假设在二维空间之内，我们以A点为已知点，那么C点假设是用户未知点，C点到A点，R1我们为半径，然后划一个圆。如果再假设又有一个已知点B点，又可以形成一个圆。距离交会法就是两个圆交会，可以形成两个点，这两个点其中有一个点必定是未知点的位置。

在三维的情况下，圆变成一个球。已知点A、B和D分别是球的球心，半径R1、R2和R3就是球的半径，由三个球同样相交于一个未知点的位置，这就是一个简单的距离交会法。

卫星导航系统是利用距离交会法的原理通过至少四颗以上的卫星来交会出地面未知点的位置。

Q：为什么又会多出来一颗卫星？

因为卫星搭载的是高精度的原子钟，而用户（接收机）使用的是晶振芯片，无法做到严格的时间同步，于是产生了时间差，因此我们至少需要四颗卫星来进行导航定位。 

Q： 卫星导航系统由哪些部分构成呢？

整个卫星导航系统包括三个部分，第一是空间部分，第二是用户部分，第三是地面控制部分。

空间部分是接收和存储地面控制系统上传的导航电文，导航电文是用来计算卫星的位置和时间的，是卫星导航领域的一个专有名词，它有算法，而且这个算法是朝全世界公开。另外一个作用就是发送用户的导航定位信号，如伪码、载波相位和导航电文等。卫星导航系统空间部分是由一些正常工作的卫星集合组成，不同导航系统的卫星参数存在一定差异。

地面控制部分主要有主控站、监测站和注入站。我们计算卫星的位置和时间，需要在地面上布置一些跟踪站、监测站跟踪卫星，获取观测数据，采集气象信息，并将观测数据传送给主控站。主控站利用这些传输过来的数据，计算预报卫星轨道和卫星钟，编制导航电文，确定卫星的位置和时间，然后将导航电文等信息传送给注入站，由注入站再上传到卫星。

如果我们要实现导航定位，还需要有接收设备，这就是地面控制部分。接收设备的主要作用就是能够接收卫星发射出来的导航电文信息，这个导航电文信息包括了伪码、载波相位和导航电文等，接着再通过一定的数据处理算法，得到用户的位置、速度和时间。

Q：目前全球有哪些卫星导航系统呢？

目前全球有四大卫星导航系统，美国的GPS，俄罗斯的GLONASS，中国的北斗以及欧盟的GALILEO。此外还有两个区域的系统，日本的QZSS系统和印度的IRNSS系统。

Q：北斗系统的标识看起来很有中国特色，耿老师您跟我们说说吧。

北斗系统的标识是由以下部分组成的：北斗星代表着古代用来辨识方位的依据；太极阴阳鱼代表着中国的传统文化；网格化的地球和北斗卫星导航系统的中英文标识表示着北斗卫星导航系统是一种全球的、开放的、兼容的系统。颜色形状上，深蓝色代表着太空，浅蓝色代表着地球，圆形的构型代表了中国传统文化“圆满”。

Q：这次全球开通的卫星导航系统是北斗三号，您能说说从北斗一到北斗三的发展历程吗？

这里介绍一下北斗系统的三步走发展战略。一九八三年，陈芳允院士与其合作者已经提出来“双星定位系统”方案的设计。1994年，我们启动了北斗一号即北斗卫星导航实验系统的建设。2000年，北斗一号具备了区域有源的服务能力，解决了我们国家有无卫星导航系统的问题。为了解决北斗一号保密性和用户数量限制的缺点，我国研发了北斗二号。

北斗二号2004年启动建设，2012年12月份向全世界公开。它是世界第一个公开服务的区域卫星导航系统，第一次将定位、授时、短信和差分增强等各种业务融为一体。北斗二号最重要的创新就是从有源系统变成了无源系统，但它仍然是一种区域导航系统，只能为国内与周边国家服务。

目前正在建设的是北斗三号，计划到2020年建成24MEO+3IGSO+3GEO的完整系统，从区域变成了全球的无源导航系统。北斗具备的功能有了进一步的扩大，包括导航定位服务、区域的和全球的短报文通信、星基增强服务、国际搜救服务、精密单点定位等六项功能。其定位精度也进一步提高到五至十米，授时精度可达到十个纳秒至二十个纳秒，测速精度可以实现亚太0.1m/s、全球0.2m/s。北斗导航定位系统的特色是服务全球、突出重点，全球服务包括导航定位服务、全球短报文通信和国际搜救服务，在亚太特别是在中国区域，主要有星基增强服务、精密单点定位服务和区域短报文通信服务。

Q：在北斗系统发展历程当中，突破了哪些技术？

首先，北斗系统首创了GEO、IGSO、MEO三类卫星的混合星座。其次为多频点的公开服务信号。另外，由于地域和国情的限制，我国无法在全球布设监测站，卫星飞出境内后地面跟踪站无法跟踪。通过星间链路，北斗三实现整个导航系统的测控。星间链路是用于卫星之间通讯的一种链路，可以实现卫星之间信息的传输和两颗卫星之间测距的功能，减少对地面布站的依靠程度，提高卫星的轨道精度和系统的运行、抗干扰能力。

此外北斗系统还有我国自主研发的原子钟技术。为什么要有原子钟？因为需要保持时间同步。日常生活中，工作的时候差一秒，影响可能不是很大。但在导航系统中差一秒，相当于三十万公里的距离。星载原子钟在导航系统里面是心脏，没有原子钟也就实现不了高精度的时间和频率，产生不了高精度的导航定位信号，也就无法进行高精度和实时动态的服务能力。

Q：北斗卫星导航系统在实际生活中有哪些应用呢？

交通运输方面，通过北斗系统，我们可以知道车载的、船载的等一些交通工具的位置。如果出现气象灾难事件的话，也能通过短报文通信功能通知交通工具避免遭到损害。据统计我们大约有两万台的邮政终端已经安装北斗导航系统，服务的里程也达到两百多万公里。重、特大的交通事故减少了46%，死亡人数也减少了48%。

应急救援方面，2008年5·12汶川大地震中，当时地面的移动网络已经全部损坏，通过北斗的短报文通信的功能发出了第一个急救的电波。我们把整个灾区的受灾情况传给指挥部，然后指挥部再进行救援调度。因此短报文通讯功能从北斗一到北斗二到北斗三都一直保留。

此外，北斗卫星导航系统还可以保障网络精准运行。北斗的地面移动基站的授时精度达到纳秒级，在一些电力的传输、银联网时间的同步等领域，授时精度也得到了广泛的应用。正是北斗自主研发的能力和高性能的特点，得到了ICG四大核心供应商的地位，也得到了国际民航、国际海事、国际移动通信和国际星基增强等组织的认可。

和高铁一样，北斗系统也纳入到了整个国家的外交大*当中，我国和俄罗斯、巴基斯坦及欧盟、阿盟、上海合作组织等签署了一系列北斗系统合作文件，建立了一些合作基础和意向。

Q：最后，请耿老师讲一讲北斗卫星导航系统未来的发展吧。

北斗卫星导航系统在各个领域都非常有优势，但是因为卫星导航信号，电磁波无法穿透水体，我们只能通过声波来实现通讯。从目前资料看，我们国家的PNT（定位导航授时）体系建设是以北斗系统为核心，深度融合多种PNT手段，包括室内导航、水下导航和天文导航手段来弥补北斗系统的功能的不足，同时又利用低轨增强、天基增强和地基增强来增强北斗卫星导航系统。另外，如果卫星导航服务中断，量子导航和惯性导航可以提供一定的应急能力和导航定位维持。目前，我国正在推进整个国家PNT体系的建设，这是国家信息基础设施和网络信息体系重要的组成部分。让我们一起期待。

“夔府孤城落日斜，每依北斗望京华。”——杜甫《秋兴八首》

将我国卫星导航系统命名为“北斗”，是一种中国人才能理解的浪漫，既具有深厚的文化内涵，又承载着美好的寓意。如果想知道更多更详尽的内容，欢迎观看下面完整的讲座视频噢~

△《从区域走向全球——揭秘北斗系统背后的故事》

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北斗卫星导航系统知多少

北斗卫星导航系统知多少？中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、格洛纳斯之后，第三个成熟的卫星导航系统。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，并具备短报文通信能力，已经初步具备全球导航、定位和授时能力。我国的北斗导航卫星系统已经经历了三代，第一代采用双星定位体制，也就是说地面的用户向北斗导航卫星发出请求，北斗导航卫星通过应答，通过双星这种定位方式，为用户提供定位服务。这种方式的缺点是用户需要向卫星主动发送信息，整个的过程用户的数量是有限的。它的好处是我们只需要两颗卫星，就能够提供这样的导航服务。从我国的北斗二代开始，它就采用了美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯以及欧洲的伽利略系统相似的导航方式，采用完全被动的体质，也就是说用户的接收机他并不主动地发出无线电信号，而是只是由天上的卫星发出自己的导航星历，也就是这个星历包括卫星本身的精确的位置以及时间信息，那么用户接收机通过接收四颗以上导航卫星的信号。来最后解算出自己精确的位置和时间。采用这种方式，它的优点是可以理论上为无穷多的用户来提供导航服务，用户只需要接收就可以了。它的缺点是需要天上至少有四颗导航卫星，来为用户提供导航信号，随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用交通运输。海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。北斗三代在这个基础上，从一个区域性的导航系统扩展成为一个能够覆盖全球，为全球的用户来提供导航服务的系统。一代二代不同的是，北斗三代除了采用了位地球静止轨道的导航卫星和位倾斜同步轨道的导航卫星之外，还采用了半同步轨道，也就是大约高度是在两万公里左右的卫星星座。它不但能够为全球的用户来提供导航服务，而且在亚太地区能够使信号得到增强，那么它的精度呢也可以做得更高。同一代和二代一样，北斗三代导航卫星系统也保留了短报文的功能，这个是非常有用的，我们知道在发生一些自然灾害的时候，地面的通信网络和基础设施可能遭到了完全的破坏，这个时候抢险队如果拥有北斗导航终端的话，就可以提供短报文通信，这个对救援队发出信息是非常有用的。除此之外，北斗三代导航卫星还提供了星间链路的功能，因为我们刚才已经介绍了。从北斗二代开始，能够提供精确的时间。精确的时间，对星和星之间的时间同步就非常重要，如果星和星之间它的时间出现差异，那么就会极大地影响导航的精度。那么通过在卫星和卫星之间增加通信链路，可以使它们进行相互之间的对时，它对地面站的依赖就可以极大的减轻，也极大地提高了整个系统的可靠性。北斗三代导航卫星还拥有更精确的氢原子钟，那么它比过去使用的铷原子钟或者铯原子钟的精度要高很多。未来，也许我们还会发展更高精度的这种超冷原子钟，它的精度可以比氢原子钟还要高，未来可以提供更便捷的导航服务。同国外成熟的导航卫星系统相比，我们的北斗系统未来还有很大的发展空间，应该能够未来更大程度上为国民经济来服务。卫星导航系统是全球性公共资源，多系统兼容互操作已成为发展趋势。中国始终秉持和践行“中国的北斗，世界的北斗”的发展理念，服务“一带一路”建设发展，积极推进北斗系统国际合作。其他卫星导航系统携手，各个国家、地区和国际组织一起，共同推动全球卫星导航事业发展，让北斗系统更好地服务全球、造福人类。

请问：有哪几类GPS导航系统？比如说可以分为车载导航手机导航之类的

如果您要用手机+导航软件来实现导航，我建议您选择使用车载gps，为什么呢？打个比方，海尔做的最出名的是家电，因为专业，海尔也做手机，但无法和诺基亚相比，因为手机诺基亚比海尔专业。呵呵手持gps和车载gps的最大区别在于导航功能的区别。手持gps的主要作用是采集坐标、测量面积、简单的导航，大多手持gps是没有特别详细的地图的。车载gps的地图非常详细，而且有语音提示、智能选路、丰富的路网信息和生活信息，mp3、浏览相册等等。当然，也有手持和车载两用的gps，这样的gps是有详细的地图，但没有语音导航、mp3、浏览相册等。比如高明的map60csx就是这样一部手持车载两用的gps。车载的gps建议看看“任我游”的。http://goyou.unistrong.com/毕竟是姚明做的广告，应该不差。关于gps的收费问题，我们使用的gps是不收任何费用的，免费接收卫星信号的，就好象我们买收音机一样。呵呵。但如果要实时监控车辆，就要入网，这样就会产生费用，是服务费，和gps无关。

中国北斗卫星导航系统有几个卫星已经发射了几颗??GPS有几颗?

目前正在建设中~~发射了2颗实验卫星~

GPS有几种？

答:

gps主要有种以下种类:

第一种是导航型接收机，这种接收机能够给出载体的位置和速度并目价格非常的便宜运用非常广泛，例如我们平常见到的车子的qps导航仪就是这类还有航空航海也是使用这类gps。

第二种是测地型接收机，这类接收机主要用于大地测量和工程类的测量，这种技术定位精度特别高一起也比较复杂自然价格也不会便宜。

第三种是授时型接收机，这类接收机主要是用于天文和无线电通讯，它的qps精准度也是特别的高。

全球四大卫星导航系统？

1、美国全球定位系统（GPS）。有24颗卫星组成，分布在6条交点互隔60度的轨道面上，精度约为10米，军民两用，目前正在试验第二代卫星系统；　　2、俄罗斯“格洛纳斯”系统。有24颗卫星组成，精度在10米左右，军民两用，设计2009年底服务范围拓展到全球；　　3、欧洲“伽利略”系统。有30颗卫星组成，定位误差不超过1米，主要为民用。2005年首颗试验卫星已成功发射。预计2008年前开通定位服务；　　4、中国“北斗”系统。由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。定位精度10米。计划2008年左右覆盖中国及周边地区，然后逐步扩展为全球卫星导航系统。

北斗卫星导航系统知识点

北斗三号全球卫星导航系统完成部署。

  2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第55颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星，至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。

1.为什么要做北斗？

北斗主要提供导航、定位和授时服务，那么在北斗建成之前，我们基本用GPS系统，它是美国全球定位系统，1994年完成全球布网，但它本质是军用卫星导航系统，也就是它可以随意恢复任何干扰、甚至彻底停止区域服务。无论是事关国家国防安全，还是导航应用市场的巨大商业利益，中国都必须拥有自己的卫星导航系统，这个领域不会存在真正意义的国际合作。目前，只有美国、俄罗斯、中国、欧盟先后建立了全球卫星导航系统，日本、印度建有区域卫星导航系统。

2.北斗的一号、二号、三号分别是什么？

卫星导航系统是一个庞大的工程，北斗的一号二号三号其实就是北斗上天的三步走。北斗一号主要是试验系统，以区域测试服务为主要目标，目前已全部退役，不算入正式星座；北斗二号主要是区域导航系统，主要服务亚太，比如电视台的时钟系统会同时接入GPS和北斗，双路保证时钟同步；北斗三号是全球卫星导航系统，向全球提供高精度、全天候、全天时的导航定位授时服务。

3.北斗是怎么定位的？

北斗三号是一种无源定位系统，每一颗导航卫星的本质就是告诉你这么一个事情：现在几点了（时间ts），我在哪里（xs，ys，zs）。当你（接收机）收到信号时，可以通过比对，得到接收机上时间与接收到的卫星信息显示时间之间的差值，这个差值乘以光速就是你和卫星之间的距离。下面的题目你会做吗？哈哈哈哈哈哈

4.北斗一共有多少颗卫星？

北斗系统的空间段独特地使用了三种轨道卫星组成的混合星座，包括中圆地球轨道卫星、地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星。与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其在低纬度地区性能优势更为明显。仕为教育，专业做面试。

5.北斗有什么特异功能？

北斗采用的是星间链路技术，各个卫星之间可以彼此通信联络，既解决了全球建站安全性的问题，也可以降低运营成本。其次北斗具有短报文系统（与微博类似，每条可发120字），通过卫星实现天地双向通信，可以向拥有此项授权服务的接收机发送专属讯息，特殊环境（大洋，荒漠，深山、极地）、灾难救援和军用环境下价值意义巨大，2008年汶川地震救援时就用到了短报文系统。

6.北斗在国内的应用

7.北斗可以为科学研究提供什么服务？

北斗最大的特点是高精度授时和定位，卫星导航系统的出现，使得人类对地球重力场、地球磁场、大陆板块运动、地球自转、海洋潮汐、冰川极地、自然灾害等地球科学的研究达到了前所未有的高度。除此之外，北斗还会带动一系列通讯、电子、芯片等产业的大发展，促进多个行业的科学研究。

8.北斗和新基建

北斗面向国家安全、社会经济发展、人民生活提供时间基准、空间位置基准，对国家的重要性和人民生活的影响程度非常大。时间基准和空间位置基准就是至关重要的基础，可以说北斗导航系统是新基建的基建，基础的基础。

9.北斗的国际路

目前北斗的市场规模在1000亿左右，远低于美国GPS，但其潜力正加速爆发，越来越多的国外项目，已经认可北斗的价值，全世界一半以上的国家都开始使用北斗系统。后续，北斗将持续参与国际卫星导航事务，推进多系统兼容共用，开展国际交流合作，根据世界民众需求推动北斗海外应用，共享北斗最新发展成果。

10.无限可能的北斗+

北斗的应用为行业提供了无限可能，目前已经有“北斗+高铁”京张智能高铁、“北斗+港口”深圳妈湾区，此外还有在电力、车辆管理、汽车导航、可穿戴设备、航海导航、GIS数据采集、精准农业、智慧物流、无人驾驶、工程勘察等领域的应用，相信未来还会有更多北斗+的产生，出去旅游，妈妈再也不用担心我迷路。

北斗系统概述

北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。 

北斗系统提供服务以来，已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用，服务国家重要基础设施，产生了显著的经济效益和社会效益。基于北斗系统的导航服务已被电子商务、移动智能终端制造、位置服务等厂商采用，广泛进入中国大众消费、共享经济和民生领域，应用的新模式、新业态、新经济不断涌现，深刻改变着人们的生产生活方式。

发展历程 

20世纪后期，中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路，逐步形成了三步走发展战略：

第一步，建设北斗一号系统，又叫北斗卫星导航试验系统，实现卫星导航从无到有。 

1994年，北斗一号系统建设正式启动。

2000年，发射2颗地球静止轨道（GEO）卫星，北斗一号系统建成并投入使用。

2003年，又发射了第3颗地球静止轨道（GEO）卫星，进一步增强系统性能。

北斗一号系统的建成，迈出了探索性的第一步，初步满足了中国及周边区域的定位、导航、授时需求。当时采用的是有源定位体制，也就是说，用户需要发射信号，系统才能对其定位，这个过程要依赖卫星转发器，所以有时间延迟，且容量有限，满足不了高动态的需求。但北斗一号巧妙设计了双向短报文通信功能，这种通信与导航一体化的设计是北斗的独创。北斗一号的建成，使中国卫星导航系统实现了从无到有的跨越，中国成为继美国、俄罗斯之后第三个拥有卫星导航系统的国家。 

第二步，建设北斗二号系统，从有源定位到无源定位，区域导航服务亚太。 

2004年，北斗二号系统建设启动。北斗二号创新构建了中高轨混合星座架构，到2012年，完成了14颗卫星的发射组网。这14颗卫星中，有5颗地球静止轨道（GEO）卫星、5颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星和4颗中圆地球轨道（MEO）卫星。仕为教育，专业做面试。

北斗二号系统在兼容北斗一号有源定位体制的基础上，增加了无源定位体制，也就是说，用户不用自己发射信号，仅靠接收信号就能定位，解决了用户容量限制，满足了高动态需求。北斗二号系统的建成，不仅服务中国，还可为亚太地区用户提供定位、测速、授时和短报文通信服务。 

第三步，建设北斗三号系统，实现全球组网。 

2009年，北斗三号系统建设启动。到2020年，完成30颗卫星发射组网，全面建成北斗三号系统。这30颗卫星中，有3颗地球静止轨道（GEO）卫星、3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星，和24颗中圆地球轨道（MEO）卫星。这次发射的卫星，是一颗地球静止轨道（GEO）卫星，也是北斗全球卫星导航系统星座部署的收官卫星。

北斗三号系统继承了有源定位和无源定位两种技术体制，通过“星间链路”——也就是卫星与卫星之间的连接“对话”，解决了全球组网需要全球布站的问题。北斗三号在北斗二号的基础上，进一步提升性能、扩展功能，为全球用户提供定位导航授时、全球短报文通信和国际搜救等服务；同时在中国及周边地区提供星基增强、地基增强、精密单点定位和区域短报文通信服务。 

目前，北斗的服务由北斗二号系统和北斗三号系统共同提供，2020年后，将平稳过渡到以北斗三号系统为主提供。下一步的计划是到2035年，建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合时空体系。

建设原则

中国坚持“自主、开放、兼容、渐进”的原则建设和发展北斗系统。

——自主。坚持自主建设、发展和运行北斗系统，具备向全球用户独立提供卫星导航服务的能力。 

——开放。免费提供公开的卫星导航服务，鼓励开展全方位、多层次、高水平的国际合作与交流。 

——兼容。提倡与其他卫星导航系统开展兼容与互操作，鼓励国际合作与交流，致力于为用户提供更好的服务。 

——渐进。分步骤推进北斗系统建设发展，持续提升北斗系统服务性能，不断推动卫星导航产业全面、协调和可持续发展。 

基本组成 

北斗系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。 

——空间段。北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星等组成。 

——地面段。北斗系统地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站，以及星间链路运行管理设施。 仕为教育，专业做面试。

——用户段。北斗系统用户段包括北斗兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品，以及终端产品、应用系统与应用服务等。 

测试题

1、北斗系统在我国生活当中起了哪些作用。

1.导航  2.定位  3.授时   4.确保国家安全  5.未来创造经济收入 6.带动相关就业  7.改变人们生活方式

2、北斗系统有特点？

全天候、全天时、高精度。

世界上哪几个卫星导航系统？

北斗，GPS，格洛纳斯，伽利略。

和GPS相比，北斗卫星导航系统有什么优点？（前5条）

今天来GeoTalks做分享的是沈辰老师。

沈辰毕业于解放军信息工程大学。他分享的题目是“和GPS相比，北斗卫星导航系统有什么优点？”由于篇幅较长，将分两期刊载。欢迎大家留言交流。

感谢沈辰老师。

凡是说北斗卫星导航系统（以下简称“北斗”）没有任何优势的答案都反对，完全没有用客观的心态去看待问题。北斗在芯片上确实有劣势，但是它的优势也是显而易见的。

图１：GPS的GPS-IIRM卫星

最简短的回答是“安全”，长答案概括起来有11条（本次载前5条）：

北斗二代的卫星星座（意思是：要用哪几种卫星，卫星在什么轨道，如何运行等等）是由我们学校的许其凤院士设计的。当然，后期经过一定的优化设计，但基本沿用了许院士的设计。我有幸听过许院士的讲座，结合我所学知识、所看到的新闻进行回答。

1.安全

这绝对是建北斗最最重要的原因，没有这个原因北斗真的是可以不建的，或者说可以缓一缓再建。GPS使用了这么多年，军队官方都没有统一装备GPS的任何产品（当然，会有私自购买的，只是一小部分），因为战时美国绝对不会让你用他的GPS，GPS信号是可以加密或关闭的。

在地理信息如此重要的战场，你只能靠自己。对于民用领域， @silencew 提到GPS信号“做了手脚”，这是GPS的SA政策，而且这个政策在2000年5月1日已经取消了，所以你说GPS“做过手脚”的精度是5m是不正确的，实行SA政策时的精度应该是100m左右。

虽然GPS的SA政策取消了，却让民用市场对其信心大大降低，只有自己能够完全掌控的系统才能保证安全！缺点就是要花钱，但这个钱，第一，必须花，第二，花的还真不算多，GPS耗资200亿美元（现在应该已经不止这么多了，因为需要不断替换老旧卫星），北斗系统“预计投入经费500亿”人民币，一个字，值！

图2：卡纳维拉尔角空军基地（位于美国佛罗里达州），发射GPS-IIRM卫星

2.三频信号

北斗使用的是三频信号，GPS使用的是双频信号，这是北斗的后发优势。虽然GPS从2010年5月28发射了第一颗三频卫星，但等到GPS卫星全部老化报废更换为三频卫星还好几年。这几年就是北斗的优势期。

三频信号可以更好的消除高阶电离层延迟影响，提高定位可靠性，增强数据预处理能力，大大提高模糊度的固定效率。而且如果一个频率信号出现问题，可使用传统方法利用另外两个频率进行定位，提高了定位的可靠性和抗干扰能力。北斗是全球第一个提供三频信号服务的卫星导航系统。

3.有源定位及无源定位

有源定位就是接收机自己需要发射信息与卫星通信，无源定位不需要。 @CloudzDong 所说的是北斗一代的有源定位，有源定位技术只要2颗卫星就可以完成定位，但需要信息中心DEM（数字高程模型）数据库支持并参与解算。

它在北斗二代上被保留下来，但不作为主要的定位方式（这个有待考证。必须强调一下，北斗二代使用的是无源定位，和GPS是一样一样的，不需要信息中心参与解算，以此为理由批评北斗二代是不可接受的，有源定位顶多算个补充功能）。

这个功能的好处是当你观测的卫星质量很差，数量较少时（理论上，无源定位至少要4颗卫星才能解算XYZ和时间四个未知参数，实际需要的更多），仍然可以定位。这个功能对于紧急情况会比较有用，比如在山谷中，观测条件非常差，能知道大概位置也是非常重要的。

坏处是在战争中会暴露你的位置信息。由于需要信息中心参与解算，我们实习时候使用的北斗一代手持机，每60秒可以定位一次，不能频繁定位，以保证信息中心不能过载。但是北斗一代不能民用的主要原因不是这个啊！北斗一代称为北斗卫星实验系统，北斗二代称为北斗卫星导航系统，叫他一代二代仅仅是方便而已。

从名字上就可以知道，北斗一代只是做个内部实验而已，检验一下我们的理论、技术是否可行，定位精度如何，再进行后续改进，设计的初衷根本没打算民用啊。就像是苹果公司做个内部样机，自己试用一下看看要怎么改进，你就说因为他没拿出来卖，是因为他技术不行？这就有点太过霸道了。因为北斗一代不能民用就说北斗不行的全都是耍流氓！

4.短报文通信服务

这个绝对是中国原创功能，并且非常实用。08年汶川地震的时候，北斗一代通讯方式在震区发挥至关重要的作用，当时简直是好用到哭啊，也没人嫌弃北斗一代手持机又大又丑了，所以该功能果断在二代中保留下来！但是这个功能也是有容量限制的，所以并不适合作为日常通信功能，而是作为紧急情况通信比较合适。基于这个功能，北斗还有一个好处是，不但能知道我在哪，还能让别人知道你在哪。这个功能有利于求救啊。国家大力宣传此功能，可能基于以下两个原因：第一，这个功能中国独有。第二，宣传其他功能大众听不懂啊，解释起来太费劲了（玩笑话）。

5.境内监控

卫星定位系统一般由三部分组成：空间星座部分、地面监控部分和用户接收机部分。其中，地面地面监控部分又由三部分组成：主控站、监测站、地面天线站（也称注入站）。

GPS系统目前有1个主控站、6个监控站、4个地面天线站，以保证卫星运行，这些站都建在美国领土或盟友领土上，并在全球均匀分布。包括美国本土、太平洋的夏威夷和夸贾林环礁、大西洋的阿森松岛以及印度洋的迪戈加西亚岛。（编者注：阿森松岛和迪戈加西亚岛，是英国在大西洋和印度洋的海外领地，分别自1962年和1966年起，英国同意将它们租给美国使用）。

图3：GPS主控站和6个监测站的分布图（底图资料：国家测绘地理信息*网站；专题内容由GeoTalks标注，参考资料为[1][2]）

中国没法把监测站建到全球，所以中国在设计北斗系统时必须考虑到，地面监控部分只建在中国境内，就能够保证整个系统的正常运行。

在境外建站也不是不可以，只是就算建了，也只起到提高精度的作用，绝对不能作为控制功能。这本来是北斗的劣势，境内监控是被逼出来的，没有其他选项，但现在成了北斗的安全优势，不用受制于其他国家。（1.中国境外的首个陆地遥感卫星数据接收站“北极站”，将于2015年在瑞典开工建设，预计两年建成。2.中国将在南美洲的阿根廷建造首个境外卫星跟踪站。从南美到北极，中国卫星产业开启全球化模式）。

未完待续。

[1]全球卫星导航系统.（奥）霍夫曼—韦伦霍夫，（奥）利希特内格尔，（奥）瓦斯勒著；程鹏飞等译.北京：测绘出版社，2009.8

[2]全球导航卫星系统原理与应用.d亚民，秘金种，成英燕编著.北京：测绘出版社，2007.9(2015.2重印)

[3]卫星定位理论与方法.郝金明,吕志伟.内部教材

现在有几种卫星断爱效早冷导航系统？

目前世界上已布设完成且应用的卫星导航定位系统有四种。一、美国布设的第二代全球卫星无线电导航系统GPS。空间部分包括24颗分布在6个轨道上的卫星，卫星高度约20200km，运行速度为3800m/s。运行周期11h58min，卫星轨道的倾角为55°。每颗卫星可覆盖全球38%面积。二、前苏联发射的全球导航卫星系统GLONASS。也由24颗分布在3个轨道面上的卫星组成，卫星高约19100km，运行周期为11h15min，轨道面与赤道面交角为64.8°。该系统于1982年10月开始发射，至1995年发射完毕。三、Galileo系统，是由欧盟发起，与欧洲空间*共同开发的民用全球卫星导航服务（GNSS）系统。空间部分由30颗分布在三个轨道上的卫星组成，卫星高度为23616km，运行周期约14h4min，轨道倾角56°。2010年1月7日，欧盟委员会称，欧盟的伽利略定位系统将从2014年起投入运营。四、北斗卫星导航系统，是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统（CNSS），是继美国的全球定位系统（GPS）和俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端三部分组成，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。扩展资料全球卫星定位系统功能和用途精确定扒森时：广泛应用在天文台、衫郑通信系统基站、电视台中。工程施工：道路、桥梁、隧道的施工中大量采用GPS设备进行工程测量。勘探测绘：野外勘探及城区规划中都有用到。导航：武器导航：精确制导导弹、巡航导弹；车辆导航：车辆调度、监控系统；船舶导航：远洋导航、港口/内河引水；飞机导航：航线导航、或此颂进场着陆控制；星际导航：卫星轨道定位；个人导航：个人旅游及野外探险。定位：1、车辆防盗系统；2、手机，PDA，PPC等通信移动设备防盗，电子地图，定位系统；3、儿童及特殊人群的防走失系统；4、精准农业：农机具导航、自动驾驶，土地高精度平整。参考资料来源：百度百科-全球卫星定位系统