中国北斗卫星导航系统介绍

中国北斗卫星导航系统介绍

1、人造地球卫星特点及种类

用途广、种类繁多，有太空“信使”通信卫星、太空“遥感器”地球资源卫星、太空“气象站”气象卫星、太空“向导”导航卫星、太空“间谍”侦察卫星、太空“广播员”广播卫星、太空“测绘员”测地卫星、太空“千里眼”天文卫星等，组成一个庞大的“卫星世家”。

2、人造地球卫星飞

行原理

人造地球卫星能在

地球轨道上运行，首

先是因为它具有第

一宇宙速度（7.9千

米／秒），还有就是

因为地球的引力（向

心力）一直拉着它，

正向细绳子拉着石

子一样。如果卫星飞

行速度快，离心力超

过地球引力时，卫星

聚会脱离地球飞向

远方的太空。

3、北斗卫星导航系

统工作原理

北斗卫星导航系统

﹝BeiDou（COMPASS）

Navigation

Satellite System﹞

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。2017年4月10日4时47分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭，成功将第八颗北斗卫星送入太空预定转移轨道。2017年7月27日5时44分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第九颗北斗卫星送入预定转移轨道。

北斗卫星导航系统的工作过程是：首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号，经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，经卫星转发回中心控制系

统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号，然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。对定位申请，中心控制系统测出两个时间延迟：即从中心控制系统发出询问信号，经某一颗卫星转发到达用户，用户发出定位响应信号，经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟；和从中心控制发出询问信号，经上述同一卫星到达用户，用户发出响应信号，经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。

由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的，因此由上面两个延迟量可以算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

知道用户处于

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。

短报文通信：一次可传送多达120个汉字的讯息。

精密授时：精度达10纳秒。

定位精度：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。

系统容量：每小时540000户。

4、北斗卫星导航系统“三步走”计划

第一步，即区

域性导航系

统，已由北斗

一号卫星定位

系统完成，这

是中国自主研

发，利用地球

同步卫星为用

户提供全天

候、覆盖中国

和周边地区的

卫星定位系

统。中国先后

在2000年10

月31日、2000

年12月21日

和2003年5月25日发射了3颗“北斗”静止轨道试验导航卫星，组成了“北斗”区域卫星导航系统。北斗一号卫星在汶川地震发生后发挥了重要作用。

第二步，即在“十二五”前期完成发射12颗到14颗卫星任务，组成区域性、可以自主导航的定位系统；

第三步，即在2020年前，有30多颗卫星覆盖全球。北斗二号将为中国及周边地区的军民用户提供陆、海、空导航定位服务，促进卫星定位、导航、授时服务功能的应用，为航天用户提供定位和轨道测定手段，满足导航定位信息交换的需要等。