北斗卫星轨道参数
(整理)北斗卫星导航系统详解
北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号两代系统，是中国研发的卫星导航系统。
北斗一号是一个已投入使用的区域性卫星导航系统，北斗二号则是一个正在建设中的全球卫星导航系统。
北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统、欧盟伽利略定位系统被联合国确认为全球4个卫星导航系统核心供应商。
北斗一号北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。
该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。
北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时-------------精度约100ns。
美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。
北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。
2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥“双保险”作用。
北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。
系统工作原理“北斗一号”卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。
另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。
从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。
“北斗一号”的覆盖范围是北纬5°一55°，东经70°一140°之间的心脏地区，上大下小，最宽处在北纬35°左右。
其定位精度为水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。
北斗卫星导航系统
非静止卫星
地面段：由主控站、上行注入站 和监测站组成。 • 主控站用于系统运行管理与控制 等。 • 注入站用于向卫星发送信号，对 卫星进行控制管理，在接受主控 站的调度后，将卫星导航电文和 差分完好性信息向卫星发送。 • 监测站用于接收卫星的信号，并 发送给主控站，可实现对卫星的 监测，以确定卫星轨道，并为时 间同步提供观测资料。
B
A
C D
2003年北斗卫星导航试验系统正式提供 服务以来，在交通、渔业、水文、气象、 林业、通信、电力、救援等诸多领域得到 广泛应用，注册用户已达6万，产生了显 著的社会效益和经济效益。
交通运输
基于北斗系统的 “新疆公众交通卫星监控系统”、“公
路基础设施安全监控系统”、“港口高精度实时定位调度监
入20世纪90年代以来，美、俄两国出于巨大经济、政
治利益考虑先后开放了民用领域，但在核心使用方面， 仍未对军用领域开放。
系统分为三个部分，分别为空间段、地面段、用户段
北斗导航卫星行走轨迹
空间段：北斗卫星导航系统由空间段计划由35颗 卫星组成，包括5颗静止轨道卫星、30颗非静止轨 道卫星 组成。
北斗卫星导航系统及设备介绍1.3
有（无）源定位
10m 20ns 有
无源定位
20m C/A 20ns 无
无源定位
26m H/45m V 20～30ns* 无
无源定位
15m H/35m V 30ns 无
北斗系统简介
二、北斗卫星导航系统概述
北斗卫星导航系统由空间星座、地面控制和用户终端三 大部分组成。
北斗系统简介
广泛应用于国防、金融、通信、电力、交通、广电、安防、水利、石化、 冶金、医疗、教育、政府机关、IT等领域的校时服务，为系统提供精密的标准 时间信号和时间服务。
指挥型北斗终端
指挥型终端可实现指挥、监视、调度等功能，可管理100-20000个下属 用户，进行指挥调度和多级分组组网，提供对下属的全方位的实时监控和指 挥，同时提供强大的地图应用界面，可将自己及下属定位及导航信息在数字 地图上进行标绘、监控。
业领域，也可用于监察执法、搜救、 巡检、资源普查以及各类个人导航 等应用，为移动办公、执法、数据 采集提供便利。
手持式用户机在灾区的应用
单兵应用
车载式北斗终端
北斗/GPS车载通信定位终端支持北斗定位、 GPS定位和北斗通信、GPRS通信，具备工业三防， 适合在户外环境作业的车辆使用。用户机通过蓝牙
信息互通。
基于北斗的地质灾害监测与预警系统
我国地质灾害种类多、分布广、危害大,是世 界上地质灾害最严重的国家之一。泥石流，滑坡等
地质灾害多发生在偏远山区，目前地质灾害监测预
警的主要问题在于传统通信手段无法满足无信号覆 盖偏远地区的数据传输需求。基于北斗的地质灾害 监测与预警系统，成功解决了偏远地区无固定通信 网络或移动通信信号覆盖不到等问题，具有较强的 容灾性。
选定的路线，准时到达目的地。
geo轨道参数
geo轨道参数
摘要：
1.GEO 轨道的概述
2.GEO 轨道的参数
3.GEO 轨道的应用
正文：
【1.GEO 轨道的概述】
GEO 轨道，全称为地球静止轨道（Geostationary Orbit），是一种距离地球表面约36000 公里的环绕地球的轨道。
在这个轨道上的卫星，其运行周期与地球自转周期相同，因此它们相对于地面上的某一点保持相对静止，从而为通讯、气象、导航等领域提供了重要的平台。
【2.GEO 轨道的参数】
GEO 轨道的主要参数包括：
（1）轨道高度：GEO 轨道的轨道高度一般为35786 公里，这是卫星距离地球表面的最短距离。
（2）轨道倾角：GEO 轨道的倾角一般为0 度，这意味着卫星轨道面与地球赤道面重合。
（3）轨道周期：GEO 轨道的周期为23 小时56 分钟，这与地球自转周期相同，使得卫星能够相对于地面上的某一点保持静止。
（4）轨道形状：GEO 轨道是一种圆形轨道，卫星在其上做匀速圆周运动。
【3.GEO 轨道的应用】
GEO 轨道在多个领域都有广泛的应用，包括：
（1）通讯卫星：GEO 轨道是通讯卫星的主要运行轨道，它们为全球范围内的语音、数据、视频通讯提供了支持。
（2）气象卫星：GEO 轨道的气象卫星能够观测全球范围内的天气情况，为气象预报提供重要数据。
（3）导航卫星：部分导航卫星也运行在GEO 轨道上，如我国的北斗导航系统。
（4）其他应用：GEO 轨道上的卫星还用于地球科学研究、遥感观测等领域。
《北斗导航原理与系统》3-卫星的运动与星历
1
tan
fs 2
1 1
es es
2
tan
Es 2
fs 1.914477rad
第6步：计算信号发射时刻的升交点角距θ
0 s fs 3.631935rad
41
GPS卫星坐标计算
第7步：计算信号发射时刻的摄动改正项
u r
Cus Crs
sin sin
20 20
Cuc Crc
46
卫星在CGCS2000坐标系中的坐标计算
47
Ms M0 ntk 1.903328rad
Ms 2 1.903328rad 4.379857rad
注意：值在0~2π之间。
第4步：计算信号发射时刻的偏近点角Es Ms Es es sin Es 迭代计算，有Es 4.374280rad
40
GPS卫星坐标计算
第5步：计算信号发射时刻的真近点角fs
13
真近点角的计算
as cos Es = r cos fs + as es cos fs = as ( cos Es – es ) /r r = as ( 1 - es cosEs )
cos
fs
cos Es es 1 es cos Es
sin fs
1 es2
1
2 sin Es
1 es cos Es
精度可以达到米。 缺点：难以实时传递。
35
精密星历的计算
按一定时间间隔给出卫星在地固坐标系下的三 维位置、三维速度和钟差；
任意时刻t卫星位置的计算：插值法 拉格朗日插值法 三次样条 三角多项式
36
3.6 卫星位置计算（实例）
计算此卫星在 t=239050.7223s 时的空间位置。
四大全球卫星定位系统比较
北斗卫星导航系统-系统组成
系统组成：
空间段：由5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星 组成
GEO 卫星
星座
Non-GEO 卫星
北斗卫星导航系统-系统组成
系统组成：
地面段：由主控站、上 行注入站和监测站组成
北斗系统地面段
北斗卫星导航系统-系统组成
第三步，2020年北斗卫星导航系统形成全球无源 服务能力。
北斗卫星导航系统-发展路线图
北斗卫星导航系统-工程任务
+ 主要任务：
研制生产5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星，在西昌 卫星发射中心用CZ-3A系列运载火箭发射共35颗卫星， 西安卫星测控中心提供卫星发射组网与运行测控支持。
四大卫星导航系统
美国的GPS 中国的北斗 俄罗斯的GLONASS 欧盟的Galileo 四大系统参数应用比较
+ 格洛纳斯卫星系统是“格洛纳斯GLONASS”是俄语中 “全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的缩写。最早开发于苏联时期，后由俄罗斯 继续该计划。俄罗斯 1993年开始独自建立本国的全 球卫星导航系统。按计划，该系统将于2007年年底 之前开始运营，届时只开放俄罗斯境内卫星定位及 导航服务。到2009年年底前，其服务范围将拓展到 全球。该系统主要服务内容包括确定陆地、海上及 空中目标的坐标及运动速度信息等。
GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制部分和用户设备三部分组成。
GPS-系统组成
GPS构成
空间部分
•24颗工作卫星组成 •距地表20200km上 空
•全球任何地方、任 何时间都可观测到4 颗以上的卫星
北斗导航卫星系统(CNSS或BDS)简介
北斗IGSO卫星介绍
IGSO卫星即倾斜地球同步轨道卫星 •由于北斗MEO卫星的发射周期较长，要完成27颗的发射需要至少10～20年的时间，为了让北斗系统 尽快的实现区域的服务，首先发射了3颗IGSO卫星，目前可观测到6颗 •这些IGSO卫星的轨道高度和GEO卫星类似，绕地球一圈也是24小时，但是轨道并不正好在赤道上， 而是和赤道面有个夹角，这种卫星在地球固定一个位置看到的轨迹是如右图所示的同地面平行的“8” 字形 •IGSO卫星虽然不是完全同地面静止的，但是大部分时候在中国境内都能看到，所以保证了北斗系统 的区域性立即可用
那么，北斗系统为什要设计用27颗MEO卫星呢？ •美国在设计 GPS 的时候，“够”的定义是保证地球上任何地点任何时间都可以定位，即能看到至少 4 颗 卫星；按照这个要求，在六轨面和轨道高度 20200km 的前提下，只要 21 颗卫星就够了，所以，GPS 选 择了 21 工作卫星 + 3 备份卫星的基础星座。同时代的 GLONASS 的设计是三轨面 21 工作卫星 + 3 备份卫 星，同样可以保证全球任何时间都能看到至少 4 颗卫星
北斗民用频段 北斗一号短报文
北斗二号
频段
Tx Rx B1I B2I B3I
Frequency(MHz)
中心频率
下限频率
上限频率
1615.68
1611.1
1620.26
2491.75
2487.17
2496.33
1561.098 1559.052 1563.144
1207.14
1196.91
1217.37
目前北斗系统的精度不够高很大一部分的原因是中国的原子钟不行
•卫星导定位中，时间系统有着极其重要的意义，在由跟踪站对卫星进行定轨时，要求卫星位置 的误差小于1cm时，相应的时刻误差应小于2.6μs；如果要求测量的距离误差小于1cm时，则信号 传播时间的测定误差应小于 0.03ns •中国的原子钟相对国外产品，体积大、质量重、精度还差了一个量级，这种高精尖的技术国外 是对中国禁运的，我们只能靠自己
四大卫星定位系统技术对比
四大卫星定位系统技术对比学院：物理与电子学院班级：姓名：学号：指导教师：时间：2014年11月12日如果说到汽车定位导航技术，你首先想到是什么？没错，答案就是美国佬的全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）。
自从GPS系统完善之后，人们对卫星定位的依赖也越来越严重，无论是民众需求还是企业需求，或者是更高级的军事与科研需求。
所以其他势力非常需要完全属于自己的卫星定位系统，经过多年的努力，终于诞生了其他三种卫星定位系统：伽利略定位系统（欧盟；2014），GLONASS全球卫星定位系统（俄罗斯；未知），北斗卫星导航系统（中国；2012之后）。
虽然A-GPS也能定位，但是它并不是卫星定位的原理。
四大卫星定位系统参数对比：我们可以在卫星数量上面看出伽利略与北斗卫星系统需要的卫星数量最多，而在轨道高度伽利略定位系统使用的卫星轨道高度最高，所以伽利略系统的覆盖面积是最大的。
在位置精度方面伽利略许诺了民用能够达到1米的误差（不过建成实际使用情况不知能否想承诺的一样）。
由于北斗系统拥有双向通信的功能，在授时精度方面要差一些，为50纳秒。
同时速度精度一样受到授时精度的影响，为0.2米/秒。
轨道高度：轨道高度是指卫星运行的轨道离地面高度，高度越高代表卫星覆盖的地球表面的面积越大，就是覆盖面越广。
授时精度：卫星发送报文时里面会存在两个内容，一是卫星自己所处的轨道坐标，二是卫星里面存储的标准时间。
授时精度就是从卫星传到地面后可能发生的误差，简单的说就是授时精度越高，定位的精度就越高。
定位原理对比：目前这三家都使用了单向、终端自定位的方案目前这三家都使用了单向、终端自定位的方案。
暨卫星发送报文，终端只负责接收，然后由终端自己解码算出自己所处的位置。
这种方式非常方便，无论身在地球何处，只要不是在天空被覆盖的地方，就能够定位，包括海洋，沙漠。
不过缺点是就不能把自己所在的位置分享出去，如果需要分享，必须要通过其他途径，比如WIFI，GPRS等等。
GPS测量原理与应用知识点
第一章1,GPS全球定位系统的参数：基本的卫星数为21+3，卫星轨道面的个数为6，卫星高度为20200Km,轨道倾角为55，运行周期为11h58min，频率为1575.42MHZ和1227.60MHZ2,北斗系统的特点优点：1，卫星数量少，投资小，用户设备简单价廉2，能实现一定区域的导航定位3，具有短信通信功能4，能使用户测定自己的点位坐标缺点：1不能覆盖两级地区，赤道附近定位精度差2 只能二维主动式定位 3 用户的数量受到一定的限制第二章1坐标系统是由原点位置、3个坐标轴的指向和尺度所定义，根据坐标轴指向的不同，可划分为两大类坐标系：天球坐标系和地球坐标系.2天球坐标系：在天上—与地球自转无关—卫星专用品。
地球坐标系：在地上—同地球自转—地面观测站专用品。
3采用空间直角坐标系转换（选择）不管采用什么形式，坐标系之间通过坐标平移、旋转和尺度转换，可以将一个坐标系变换到另一个坐标系去。
在一个坐标系中，一组具体的参数值（坐标值）只表示唯一的空间点位，一个空间点位也对应唯一的一组参数值（坐标值）。
4WGS-84坐标系和我国大地坐标系.（简单了解其不同与熟悉其基本参数）国家大地坐标系1）1954年北京坐标系（BJ54旧）坐标原点：前苏联的普尔科沃。
参考椭球：克拉索夫斯基椭球。
平差方法：分区分期局部平差。
存在的问题：（1）椭球参数有较大误差。
（2）参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性倾斜。
（3）几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。
（4）定向不明确。
2)1980年国家大地坐标系（GDZ80）坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇。
参考椭球：1975年国际椭球。
平差方法：天文大地网整体平差。
特点：（1）采用1975年国际椭球。
（2）参心大地坐标系是在1954年北京坐标系基础上建立起来的。
（3）椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合，是多点定位。
（4）定向明确。
（5）大地原点地处我国中部。
（6）大地高程基准采用1956年黄海高程。
北斗卫星导航系统简介
北斗卫星导航系统
全球定位系统
由35颗卫星组成
由24颗基本卫星组成
北斗导航系统卫星分布轨道
为什么北斗要35颗卫星 北斗和伽利（欧盟）一样用了27颗地球中轨道卫星 这些卫星的轨道同GPS不同，只有3个轨道面，每个轨道面 9颗，轨道面之间为相隔120°均匀分布。这种分布方式是 北斗需要比GPS多3个卫星的原因。 为了让导航系统尽快工作，北斗发明了一个巧妙的想法— —首先发射3颗倾斜同步轨道卫星。 北斗除了像GPS一样用无源接收机工作之外，还有两个独 到的功能，就是用有源接收机（接收机主动发信号给卫星） 和收发短报文（卫星短信）功能。最后还有5颗地球同步 轨道卫星就是主要针对这的应用
一· 北斗芯片：卫星导航专用ASIC硬件结合国产应用处理器的方案， 成为北斗卫星导航芯片一项重大突破。该处理器由中国本土IC设计 公司研发，具有完全自主知识产权并已实现规模应用，一举打破了 电子终端产品行业普遍采用国外处理器局面。 二· 2013年5月22日至23日，国务院总理李克强访问巴基斯坦期间， 中巴双方签署有关北斗系统在巴使用的合作协议。使中国北斗科技 加快进入东盟及亚洲国家。 三· 在我国，导航服务有望和众多民生领域实现跨界融合，比如电 商物流、智能交通、物联网、大数据等。 最新：全球首个北斗物联网模块问世，能把位置服务精确到厘米级， 填补了物联网产业链关键环节，让无人机送快递成为可能。
11月5日19时45分， 长征三号乙运载火箭 顺利点火，成功以 “一箭双星”方式将 北斗三号导航系统的 第一、二颗卫星送入 轨道。此次北斗发射 牵动着外界的热切关 注，因为它标志着中 国的北斗导航系统正 式全面开启全球组网 的大幕。
GLONASS （俄罗斯的全 球定位系统）、
GPS（美国）、
COMPASS （即北斗，中 国）
北斗
卫星星历卫星、航天器或飞行体一旦进入太空，即被列入NORAD卫星星历编号目录。
列入NORAD卫星星历编号目录的太空飞行体将被终生跟踪。
卫星星历以开普勒定律的6个轨道参数之间的数学关系确定飞行体的时间、坐标、方位、速度等各项参数，具有极高的精度。
卫星星历能精确计算、预测、描绘、跟踪卫星、飞行体的时间、位置、速度等运行状态；能表达天体、卫星、航天器、导弹、太空垃圾等飞行体的精确参数；能将飞行体置于三维的空间；用时间立体描绘天体的过去、现在和将来。
卫星星历的时间按世界标准时间（UTC）计算。
卫星星历定时更新。
卫星星历格式卫星星历格式，又称为两行式轨道数据格式（TLE，Two-Line Orbital Element Set Format）。
卫星星历格式含义：卫星星历的结构为上下两行，每行69个字符，包括0～9、A～Z(大写)、空格、点和正负号，其他字符是无意义的。
第0行，将第1行视为0行，是卫星通用名称，最长为24个字符。
第1行和第2行是标准的卫星星历格式（TLE格式），每行69个字符，包括0～9，A～Z（大写）、空格、点和正/负号，除此之外的其他字符都是无意义也无效的。
卫星星历编号含义（1）第1行，字符号1是轨道数据。
（2）第1行的1～3和第2行2～3是卫星编号；（3）1～4是秘密分级，U、C 或S。
U表示此数据是不保密的，可供公众使用的；C 表示此数据是保密的，仅限NORAD 使用；S表示此数据是保密的，仅限NORAD使用。
（4）1～6是卫星的发射年份；（5）1～10是轨道数据的建立时间，按世界标准时间；（6）1～21是两个轨道比较参数；（7）每行的最后一位都是以10为模的校验位,可以检查出90%的数据存储或传送错误。
卫星星历TLE格式名词解释（1）第0行第0行是一个最长为24个字符的卫星通用名称，由卫星所在国籍的卫星公司命名，如SINOSAT 3。
卫星通用名称与NORAD编号、国际编号都是卫星识别编码。
北斗卫星导航系统.
北斗卫星导航系统百科名片北斗卫星导航系统示意图北斗卫星导航系统是是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是除美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。
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，其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性这4项原则。
目录[隐藏]简介目标历程导航卫星工作原理建设原则与GPS系统比较服务介绍简介目标历程导航卫星工作原理建设原则与GPS系统比较服务介绍[编辑本段]简介北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是北斗卫星导航系统示意图中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。
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GLONASS、欧洲GALILEO 等其他卫星导航系统兼容的终端组成。
中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和四颗北斗导航卫星，将在系统组网和试验基础上，逐步扩展为全球卫星导航系统。
[编辑本段]目标北斗卫星导航系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统示意图北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
目前全世界有4套卫星导航系统：中国北斗、美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”、欧洲“伽利略”卫星导航系统是重要的空间基础设施，为人类带来了巨大的社会经济效益。
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）。
北斗卫星导航系统服务性能指标分析
北斗卫星导航系统服务性能指标分析作者：胡晓粉董绪荣刘亚涛张冲来源：《现代电子技术》2013年第11期摘要：北斗卫星导航系统服务性能指标是北斗卫星导航系统的关键技术指标，表示北斗导航卫星所能提供的服务水平。
主要从覆盖性、精度、可用性、完好性和连续性几个方面来构建其指标体系；然后依据各个指标之间的相互关系，初步构建二级性能指标；最后通过软件仿真，对其性能进行了分析。
关键词：北斗卫星导航系统；服务性能指标；二级性能指标；平均DOP值中图分类号： TN806⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）11⁃0016⁃030 引言北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行，并与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。
北斗卫星导航系统建成后将为全球用户提供卫星定位、导航和授时服务，并为我国及周边地区用户提供定位精度1 m的广域差分服务和120个汉字/次的短报文通信服务。
北斗卫星导航系统的性能指标是描述其性能优劣的直接表述，它集合了卫星导航系统所有的性能参数，也是了解和衡量它的最直接窗口。
完整的北斗卫星导航系统性能指标规范，也是向广大用户宣传北斗，推广北斗的最有力工具，对指导北斗系统建设也有重要的借鉴意义。
本文在详细介绍北斗卫星导航系统性能指标的基础上，依据各个指标之间的相互关系，进一步构建其二级性能指标。
1 北斗卫星导航系统性能指标北斗系统服务指标体系从系统提供给普通用户和授权用户的服务入手，构建指标体系，初步构建体系框架图如图1所示。
依据北斗卫星导航系统各个组成部分以及其相互关系，分解得到其二级性能指标，主要包括星座构型指标、空间信号指标、信号传输指标、信息处理指标和用户终端性能指标等。
卫星导航系统性能指标的常见标准有：覆盖性、精度、完好性、几何因子、可用性、连续等[1]。
本文主要从覆盖性、几何精度因子、完好性、可用性几个方面描述北斗卫星导航系统的性能指标。
1.1 覆盖性覆盖范围是指定位服务空间信号可以满足特定精度要求的地球表面区域[2]。
(完整版)GPS与北斗卫星导航系统
GPS与北斗卫星导航系统GPS简介GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。
GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。
其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。
经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
GPS构成1.空间部分GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成，它位于距地表20200km的上空,均匀分布6 个轨道面上（每个轨道面4 颗）轨道倾角为55°。
此外，还有3 颗有源备份卫星在轨运行。
卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星，并能在卫星中预存的导航信息。
2. 地面控制系统地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成，主控制站位于美国科罗拉多州春田市(Colorado Spring)。
地面控制站负责收集由卫星传回之讯息，并计算卫星星历、相对距离，大气校正等数据。
3.用户设备部分用户设备部分GPS信号接收机。
其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。
当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。
根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。
GPS定位原理GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
如图所示，假设t时刻在地面待测点上安置GPS 接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式。
北斗导航卫星简介
未来发展
未来，北斗系统将持续提升服务性能，扩展服务功能，增强连续稳定运行能力。
2020年年底前，北斗二号系统还将发射1颗地球静止轨道备份卫星，北斗三号系统还将发射6颗中圆地球轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星和2颗地球静止轨道卫星，进一步提升全球基本导航和区域短报文通信服务能力，并实现全球短报文通信、星基增强、国际搜救、精密单点定位等服务能力。
[5]基本导航服务。
为全球用户提供服务，空间信号精度将优于0.5米；全球定位精度将优于10米，测速精度优于0.2米/秒，授时精度优于20纳秒；亚太地区定位精度将优于5米，测速精度优于0.1米/秒，授时精度优于10纳秒，整体性能大幅提升。
短报文通信服务。
中国及周边地区短报文通信服务，服务容量提高10倍，用户机发射功率降低到原来的1/10，单次通信能力1000 汉字（14000比特）；全球短报文通信服务，单次通信能力40汉字（560比特）。
星基增强服务。
按照国际民航组织标准，服务中国及周边地区用户，支持单频及双频多星座两种增强服务模式，满足国际民航组织相关性能要求。
国际搜救服务。
按照国际海事组织及国际搜索和救援卫星系统标准，服务全球用户。
与其他卫星导航系统共同组成全球中轨搜救系统，同时提供返向链路，极大提升搜救效率和能力。
精密单点定位服务。
服务中国及周边地区用户，具备动态分米级、静态厘米级的
精密定位服务能力。
北斗卫星组网。
卫星轨道常识——轨道参数和简单计算【转贴】
卫星轨道常识——轨道参数和简单计算【转贴】卫星轨道常识——轨道参数和简单计算【转贴】卫星轨道和TLE数据转⾃虚幻天空最近由于Sino-2和北⽃的关系，很多⽹友贴了表⽰卫星运⾏轨道的TLE数据。
这⾥想对卫星轨道参数和TLE的格式做⼀个简单介绍。
虽然实际上没有⼈直接读TLE数据，⽽都是借助软件来获得卫星轨道和位置信息，但是希望这些介绍可以对于理解卫星轨道的概念有所帮助。
由于匆匆写成，可能有⼀些错误，如果看到还请指出。
前⾯关于轨道⼀部分写得较早，后来发现和杂志上关于我国反卫的⼀篇⽂章⾥的相应部分类似。
估计都参考类似的资料，这个东西本⾝也是成熟的理论了。
⾸先来看⼀下卫星轨道。
太空中的卫星在地球引⼒等各种⼒的作⽤下做周期运动，⼀阶近似就是⼀个开普勒椭圆轨道。
由于其他⼒的存在(⽐如地球的形状，⼤⽓阻⼒，其他星球的引⼒等等)，实际的轨道和理想的开普勒轨道有偏离，这个在航天⾥称为“轨道摄动”。
这⾥我们暂时不看摄动，就先说说理想开普勒轨道时的情况。
为了唯⼀的确定⼀个卫星的运⾏轨道，我们需要6个参数，参见下⾯的⽰意图：1. 轨道半长轴，是椭圆长轴的⼀半。
对于圆，也就是半径2. 轨道偏⼼率，也就是椭圆两焦点的距离和长轴⽐值。
对于圆，它就是0.这两个要素决定了轨道的形状3. 轨道倾⾓，这个是轨道平⾯和地球⾚道平⾯的夹⾓。
对于位于⾚道上空的同步静⽌卫星来说，倾⾓就是0。
4. 升交点⾚经：卫星从南半球运⾏到北半球时穿过⾚道的那⼀点叫升交点。
这个点和春分点对于地⼼的张⾓称为升交点⾚经。
这两个量决定了卫星轨道平⾯在空间的位置。
5. 近地点幅⾓：这是近地点和升交点对地⼼的张⾓。
前⾯虽然决定了轨道平⾯在空间的位置，但是轨道本⾝在轨道平⾯⾥还可以转动。
⽽这个值则确定了轨道在轨道平⾯⾥的位置。
6. 过近地点时刻，这个的意义很显然了。
卫星位置随时间的变化需要⼀个初值。
有⼀点要指出的是，上⾯的6个参数并不是唯⼀的⼀组可以描述卫星轨道情况的参数，完全也可以选取其他参数，⽐如轨道周期。
北斗介绍
北斗一代卫星导航系统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。
能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗)。
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颗地球同步卫星颗卫星的赤道角距约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。
4、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码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。
5、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，用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号，还要求用户设备向同步卫星发射应答信号，这样，系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。
因此，北斗导航系统的用户设备容量是有限的。
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。
6、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。
北斗卫星通信原理
简介北斗卫星定位系统是由我国建立的区域导航定位系统。
该系统由三颗（两颗工作卫星、一颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。
北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。
美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。
北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。
三颗导航定位卫星的发射时间分别为：2000年10月31日；2000年12月21日；2003年5月25日，第三颗是备用卫星。
北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。
北斗二代卫星定位系统的英文为Compass（即指南针），在ITU登记的无线电频段为L波段。
北斗一号系统的基本功能包括：定位、通信（短消息）[glow=255,red,2][/glow]和授时。
北斗二代系统的功能与GPS相同，即定位与授时。
系统工作原理：北斗一号”卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。
另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。
从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。
“北斗一号”的覆盖范围是北纬5°一55°，东经70°一140°之间的心脏地区，上大下小，最宽处在北纬35°左右。
其定位精度为水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。
工作频率：2491.75MHz。