CDMA基站基于北斗GPS双模授时的试验(厦门介绍)
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CDMA基站基于北斗/GPS 双模授时的原理与应用
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主要内容
一、前言 二、北斗系统概况 三、北斗授时定时基本原理 四、CDMA基站定时方案 五、试验原理
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2
一、前言
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3
1、国内卫星授时应用现状及存在的问题
应用领域
卫星授时系统设备具有高精度、低成本、覆盖范围广的特 点，已广泛应用于通信、电力、交通、宇航、广播电视、 计算机网络及军事应用等领域。时间频率应用和定位(测量) 应用、导航应用共同构成卫星导航系统的三大应用方向， 具有广阔的市场前景
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5
2、利用北斗一号授时的必要性
维护国家信息安全
使用自主的北斗一号进行授时可摆脱对美国GPS、俄罗 斯GLONASS导航系统的过分依赖，有效消除各基础行业由 于其授时系统所带来的巨大安全隐患，保障国家利益、国家 信息安全
促进自有基础产业的发展
推动北斗授时民用产业化，可促进我国卫星应用产业的发 展，并可获得良好的社会效益和经济效益
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二、北斗系统概况
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7
（一）第一代卫星导航定位系统——北斗一号
北斗一号系统已于2000年12月完成研制建设，并于 2002年1月1日投入试运行。它的建成，打破了美、俄在 卫星导航领域的垄断，同时也标志着我国在卫星导航技 术领域取得了重大突破
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8
1、系统组成 空间部分：由3颗静止轨道卫星(2颗工作、1颗备份)组成
覆盖中国及周边国家和地区，24小时全天候服务，无信 号盲区
同时具备授时、定位与通讯功能，无需其他通讯系统支持 特别适合集团用户大范围接收信号进行高精度定时应用 国家发改委准备在北斗民用领域加大支持力度，政策扶植
民用部门
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温总理对本项目的批示
反映了国家政策对北斗民用的大力支持
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定点位置：东经80度、110度、140度 地面应用系统：地面控制中心、标校系统和各类用户机
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2、基本性能
基本功能：有源导航定位，双向简短 报文通信、授时定时
定位精度：平面位置 20米～ 100米 高 程 10米
定时精度：单向100ns，双向20ns 通信能力：一次可传输120个汉字
北斗1号 导航定位卫星外形图
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（二）第二代卫星导航定位系统——北斗二号
由于北斗一号是一个有源定位系统，在实时性和 动态适应能力方面无法满足远程武器精确制导的要 求。在目前严峻的国家安全形势下，为了满足“打 赢”的要求，有必要尽快建成我国自主的第二代无源 导航定位系统。经过前期论证，基本确定了我国二代 导航系统的功能、性能、框架和技术体制
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北 斗
1 号 系 统 覆 盖 区 域
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3、系统现状
2002年1月1日开始试运行，标志着我国在卫星定位领 域新的突破
2002年12月完成第三颗备份卫星的发射，保障系统全 天候不间断运行。至此，北斗一号系统正式投入运行
系统可为陆海空用户提供定位、定时和双向简短数字报 文通信服务，极大地改善了我国长期缺乏自主有效的高 精度实时定位定时等手段的局面，可广泛应用于我军指 挥作战和国民经济各个领域
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三、北斗授时定时基本原理
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授时定时基本原理
BD-1采用超帧周期帧结构形式向用户播发询问信号，每一超帧 的起始帧定为发播时间帧，可为用户提供授时定时服务
BD-1每台用户机启用前均需在中心控制系统完成一系列的测试， 其中包括设备的零值测试。设备零值测试主要测量单向设备时 延和双向设备时延
应用产品现状
目前，国内各应用领域的卫星授时产品均以单GPS产品为 主 ， 仅 有 少 量 的 国 产 GPS/GLONASS 双 系 统 产 品 、 GPS/GLONASS/北斗三系统产品和单北斗产品
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1、国内卫星授时应用现状及存在的问题
主要问题一：对国外导航系统依赖性太强，存在严重的安全隐患 北斗一号导航系统投入使用前，通信、电力、交通等基础行
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1、系统组成Байду номын сангаас
空间部分：多颗轨道卫星 地面运控系统：1个地面运行控制中心
若干个上行注入站 若干基准站和监测站 应用系统：各类用户机 若干应用增强系统
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2、主要功能和性能要求
（1）主要功能
• 具有连续无源实时三维定位、测速能力 • 具有双向简短报文通信（位置报告）功能 • 具有高精度授时功能 • 具有一定的抗干扰、保密及防欺骗能力
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（2）主要性能
– 服务范围：较之北斗一号有显著扩展 – 定位精度：与GPS相当 – 授时精度：保留单、双向定时功能，且精度上比
北斗一号有进一步提高 – 短电文通信：满足导航定位信息交换要求 – 用户设备：体积小、重量轻、功耗低，满足手持
和其它各种载体需要
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二代导航区域系统建成后，可基本满足我军民用户对 无源导航定位的需求，与近期我军武器装备的发展水平 也相匹配，同时，也与我国国民经济发展对卫星导航定 位的需求相适应。而且，系统很好地继承了一代的功 能，用户利益得到了有效的保护
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应用终端已形成体系
终端分为：手持型、车 载型、指挥型
各种型号的终端已广泛 应用于军队和国民经济 建设的各个领域
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丰富的用户机产品
加固指挥型用户机
嵌入式用户机 手持型用户机
便携式用户机 标准1U机箱指挥机
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用户机OEM板
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4、应用北斗系统的突出优势
自主系统、高强度加密设计，安全、可靠、稳定，适合涉 及国民经济命脉的关键部门应用，摆脱对国外系统的依赖 性，降低安全隐患
业的授时系统由于没有得到自主的卫星导航系统的支撑，被迫形 成了对美国GPS、俄罗斯GLONASS卫星导航系统的完全依赖， 导致其存在潜在的巨大安全隐患，甚至严重影响国家信息安全
主要问题二：国家支持力度不够，导致产业化乏力 一方面，由于国家对北斗一号导航系统民用授时应用产业没
有明确的扶持，导致核心的北斗授时接收机的成本与成熟的GPS 授时接收机相比还有一定差距，缺乏市场竞争力；另一方面，国 家对各基础行业的安全隐患没有严格的强制性控制措施出台，各 行业仍倾向于廉价的GPS授时产品，从而导致投资者对北斗民用 授时市场信心不足
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主要内容
一、前言 二、北斗系统概况 三、北斗授时定时基本原理 四、CDMA基站定时方案 五、试验原理
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一、前言
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1、国内卫星授时应用现状及存在的问题
应用领域
卫星授时系统设备具有高精度、低成本、覆盖范围广的特 点，已广泛应用于通信、电力、交通、宇航、广播电视、 计算机网络及军事应用等领域。时间频率应用和定位(测量) 应用、导航应用共同构成卫星导航系统的三大应用方向， 具有广阔的市场前景
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2、利用北斗一号授时的必要性
维护国家信息安全
使用自主的北斗一号进行授时可摆脱对美国GPS、俄罗 斯GLONASS导航系统的过分依赖，有效消除各基础行业由 于其授时系统所带来的巨大安全隐患，保障国家利益、国家 信息安全
促进自有基础产业的发展
推动北斗授时民用产业化，可促进我国卫星应用产业的发 展，并可获得良好的社会效益和经济效益
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二、北斗系统概况
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（一）第一代卫星导航定位系统——北斗一号
北斗一号系统已于2000年12月完成研制建设，并于 2002年1月1日投入试运行。它的建成，打破了美、俄在 卫星导航领域的垄断，同时也标志着我国在卫星导航技 术领域取得了重大突破
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1、系统组成 空间部分：由3颗静止轨道卫星(2颗工作、1颗备份)组成
覆盖中国及周边国家和地区，24小时全天候服务，无信 号盲区
同时具备授时、定位与通讯功能，无需其他通讯系统支持 特别适合集团用户大范围接收信号进行高精度定时应用 国家发改委准备在北斗民用领域加大支持力度，政策扶植
民用部门
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温总理对本项目的批示
反映了国家政策对北斗民用的大力支持
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定点位置：东经80度、110度、140度 地面应用系统：地面控制中心、标校系统和各类用户机
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2、基本性能
基本功能：有源导航定位，双向简短 报文通信、授时定时
定位精度：平面位置 20米～ 100米 高 程 10米
定时精度：单向100ns，双向20ns 通信能力：一次可传输120个汉字
北斗1号 导航定位卫星外形图
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（二）第二代卫星导航定位系统——北斗二号
由于北斗一号是一个有源定位系统，在实时性和 动态适应能力方面无法满足远程武器精确制导的要 求。在目前严峻的国家安全形势下，为了满足“打 赢”的要求，有必要尽快建成我国自主的第二代无源 导航定位系统。经过前期论证，基本确定了我国二代 导航系统的功能、性能、框架和技术体制
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北 斗
1 号 系 统 覆 盖 区 域
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3、系统现状
2002年1月1日开始试运行，标志着我国在卫星定位领 域新的突破
2002年12月完成第三颗备份卫星的发射，保障系统全 天候不间断运行。至此，北斗一号系统正式投入运行
系统可为陆海空用户提供定位、定时和双向简短数字报 文通信服务，极大地改善了我国长期缺乏自主有效的高 精度实时定位定时等手段的局面，可广泛应用于我军指 挥作战和国民经济各个领域
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三、北斗授时定时基本原理
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授时定时基本原理
BD-1采用超帧周期帧结构形式向用户播发询问信号，每一超帧 的起始帧定为发播时间帧，可为用户提供授时定时服务
BD-1每台用户机启用前均需在中心控制系统完成一系列的测试， 其中包括设备的零值测试。设备零值测试主要测量单向设备时 延和双向设备时延
应用产品现状
目前，国内各应用领域的卫星授时产品均以单GPS产品为 主 ， 仅 有 少 量 的 国 产 GPS/GLONASS 双 系 统 产 品 、 GPS/GLONASS/北斗三系统产品和单北斗产品
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1、国内卫星授时应用现状及存在的问题
主要问题一：对国外导航系统依赖性太强，存在严重的安全隐患 北斗一号导航系统投入使用前，通信、电力、交通等基础行
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1、系统组成Байду номын сангаас
空间部分：多颗轨道卫星 地面运控系统：1个地面运行控制中心
若干个上行注入站 若干基准站和监测站 应用系统：各类用户机 若干应用增强系统
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2、主要功能和性能要求
（1）主要功能
• 具有连续无源实时三维定位、测速能力 • 具有双向简短报文通信（位置报告）功能 • 具有高精度授时功能 • 具有一定的抗干扰、保密及防欺骗能力
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（2）主要性能
– 服务范围：较之北斗一号有显著扩展 – 定位精度：与GPS相当 – 授时精度：保留单、双向定时功能，且精度上比
北斗一号有进一步提高 – 短电文通信：满足导航定位信息交换要求 – 用户设备：体积小、重量轻、功耗低，满足手持
和其它各种载体需要
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二代导航区域系统建成后，可基本满足我军民用户对 无源导航定位的需求，与近期我军武器装备的发展水平 也相匹配，同时，也与我国国民经济发展对卫星导航定 位的需求相适应。而且，系统很好地继承了一代的功 能，用户利益得到了有效的保护
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应用终端已形成体系
终端分为：手持型、车 载型、指挥型
各种型号的终端已广泛 应用于军队和国民经济 建设的各个领域
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丰富的用户机产品
加固指挥型用户机
嵌入式用户机 手持型用户机
便携式用户机 标准1U机箱指挥机
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用户机OEM板
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4、应用北斗系统的突出优势
自主系统、高强度加密设计，安全、可靠、稳定，适合涉 及国民经济命脉的关键部门应用，摆脱对国外系统的依赖 性，降低安全隐患
业的授时系统由于没有得到自主的卫星导航系统的支撑，被迫形 成了对美国GPS、俄罗斯GLONASS卫星导航系统的完全依赖， 导致其存在潜在的巨大安全隐患，甚至严重影响国家信息安全
主要问题二：国家支持力度不够，导致产业化乏力 一方面，由于国家对北斗一号导航系统民用授时应用产业没
有明确的扶持，导致核心的北斗授时接收机的成本与成熟的GPS 授时接收机相比还有一定差距，缺乏市场竞争力；另一方面，国 家对各基础行业的安全隐患没有严格的强制性控制措施出台，各 行业仍倾向于廉价的GPS授时产品，从而导致投资者对北斗民用 授时市场信心不足