北斗卫星导航系统是什么

xiaobai Q&A 2020-05-28 09:17:37 阅读(...)

中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO,是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

中国北斗卫星导航系统(英文名称:BeiDou Navigation Satellite System,简称 BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,也是继 GPS、GLONASS 之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国 GPS、俄罗斯 GLONASS、欧盟 GALILEO,是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

北斗卫星导航系统是什么

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度 10 米,测速精度 0.2 米/秒,授时精度 10 纳秒。 北斗卫星导航系统是全球四大卫星导航核心供应商之一,在轨卫星已达 39 颗。从 2017 年底开始,北斗三号系统建设进入了超高密度发射。北斗系统正式向全球提供 RNSS 服务,在轨卫星共 39 颗。2019 年还将再发射 5-7 颗,2020 年再发射 2-4 颗卫星后,北斗全球系统建设将全面完成。

系统概述

北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,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空间基础设施。

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于交通运输、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。

卫星导航系统是全球性公共资源,多系统兼容与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。与其他卫星导航系统携手,与各个国家、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。

系统建设

发展历程

中国高度重视北斗系统建设发展,自 20 世纪 80 年代开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,形成了“三步走”发展战略:

第一步,建设北斗一号系统。1994 年,启动北斗一号系统工程建设;2000 年,发射 2 颗地球静止轨道卫星,建成系统并投入使用,采用有源定位体制,为中国用户提供定位、授时、广域差分和短报文通信服务;2003 年,发射第 3 颗地球静止轨道卫星,进一步增强系统性能。

第二步,建设北斗二号系统。2004 年,启动北斗二号系统工程建设;2012 年年底,完成 14 颗卫星(5 颗地球静止轨道卫星、5 颗倾斜地球同步轨道卫星和 4 颗中圆地球轨道卫星)发射组网。北斗二号系统在兼容北斗一号系统技术体制基础上,增加无源定位体制,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。2009 年,启动北斗三号系统建设;2018 年年底,完成 19 颗卫星发射组网,完成基本系统建设,向全球提供服务;计划 2020 年年底前,完成 30 颗卫星发射组网,全面建成北斗三号系统。北斗三号系统继承北斗有源服务和无源服务两种技术体制,能够为全球用户提供基本导航(定位、测速、授时)、全球短报文通信、国际搜救服务,中国及周边地区用户还可享有区域短报文通信、星基增强、精密单点定位等服务。

应用与产业化

中国积极培育北斗系统的应用开发,打造由基础产品、应用终端、应用系统和运营服务构成的产业链,持续加强北斗产业保障、推进和创新体系建设,不断改善产业环境,扩大应用规模,实现融合发展,提升卫星导航产业的经济和社会效益。

基础产品及设施

北斗基础产品已实现自主可控,国产北斗芯片、模块等关键技术全面突破,性能指标与国际同类产品相当。多款北斗芯片实现规模化应用,工艺水平达到 28 纳米。截至 2018 年 11 月,国产北斗导航型芯片、模块等基础产品销量已突破 7000 万片,国产高精度板卡和天线销量分别占国内市场 30%和 90%的市场份额。

建设北斗地基增强系统。截至 2018 年 12 月,在中国范围内已建成 2300 余个北斗地基增强系统基准站,在交通运输、地震预报、气象测报、国土测绘、国土资源、科学研究与教育等多个领域为用户提供基本服务,提供米级、分米级、厘米级的定位导航和后处理毫米级的精密定位服务。

国际合作

持续与其他卫星导航系统开展协调合作,推动系统间兼容与互操作,共同为全球用户提供更加优质的服务。

中俄卫星导航合作

在中俄总理定期会晤委员会框架下,成立了中俄卫星导航重大战略合作项目委员会;签署了中俄政府间《关于和平使用北斗和格洛纳斯全球卫星导航系统的合作协定》《中国北斗和俄罗斯格洛纳斯系统兼容与互操作联合声明》,以及《和平利用北斗系统和格洛纳斯系统开展导航技术应用合作的联合声明》等成果文件;围绕兼容与互操作、增强系统与建站、监测评估、联合应用等领域设立联合工作组,开展务实合作,推进 10 个标志性合作项目并取得阶段进展,完成中俄卫星导航监测评估服务平台建设并开通运行,促进两系统优势互补、融合发展。

中美卫星导航合作

建立中美卫星导航合作对话机制,签署了系统间《中美卫星导航系统(民用)合作声明》《北斗与 GPS 信号兼容与互操作联合声明》,标志着两系统在国际电联框架下实现了射频兼容,北斗系统 B1C 信号与 GPS 系统 L1C 信号达成互操作;在兼容与互操作、增强系统、民用服务等领域设立联合工作组,推动合作交流。

中欧卫星导航合作

成立了中欧兼容与互操作工作组,开展多轮会谈;持续推进频率协调;在中欧空间科技合作对话机制下开展广泛交流。

北斗国际标准化进展

发布了北斗系统规范性文件。自 2011 年起根据北斗系统建设和应用进展,有计划、分步骤地拟制了空间信号 B1I、B1C、B2a 和 B3I 接口控制文件(ICD),性能规范文件(PS),并通过国务院新闻办公室新闻发布会等形式对外发布,是北斗系统提供服务公开承诺的具体表现。

全面开展了民航、海事、移动通信、接收机通用数据格式国际标准化工作。一是国际民航方面,2010 年 9 月中国国家民航局在 ICAO 第 37 届大会上,正式提交北斗系统进入 ICAO 标准申请;2011 年 1 月,ICAO 第 192 次理事会以决议形式,同意北斗系统逐步进入 ICAO 标准框架;北斗为国际民航应用提供 B1I、B1C、B2a 等 3 种服务信号的策略获得认可;累计参加 ICAO 导航系统专家组(NSP)10 余次会议,基本完成了北斗 B1I 信号标准和建议措施(SARPs)草案核心内容修订;同时与工业界标准组织航空无线电技术委员会(RTCA)、欧洲民用航空设备组织(EUROCAE)建立了联系。二是国际海事方面,2014 年 11 月 IMO 海上安全分委会(MSC)94 次会议完成了北斗系统作为世界无线电导航系统(WWRNS)的最终认可,北斗系统成为第三个被国际海事组织认可的世界无线电导航系统;完成了船载北斗接收机设备性能标准,标准号 MSC.379(93);通过了支持北斗的多系统船载导航接收机性能标准,标准号 MSC.401(95);2017 年 3 月 IMO 航行安全、通信与搜救分委会(NCSR)第 4 次会议将北斗写入海事应用的 PNT 导则内;2018 年 5 月 IMO 启动了北斗报文服务系统加入全球海上遇险搜救系统(GMDSS)的申请工作。三是移动通信方面,在第三代合作伙伴计划(3GPP)、第三代合作伙伴计划之二(3GPP2)、开放移动联盟(OMA)等移动通信国际标准化组织中全面推动北斗标准化工作,第三代、第四代移动通信系统支持北斗 B1I 定位业务的 24 项标准已获得通过,包括技术标准、功能和性能标准、测试标准,2018 年 9 月 3GPPRAN#81 次全会通过了启动 B1C 信号标准化工作提案。四是接收机通用数据格式方面,全面启动了推动北斗进入国际海事无线电技术委员会(RTCM)、美国国家海洋电子协会(NMEA)、国际 GNSS 服务组织(IGS)等相关国际组织关于卫星导航接收机国际通用数据标准的工作;推动 RTCM 第 104 专业委员会成立北斗工作组及恢复网络 RTK 工作组,中方均任工作组组长;RTCM10402.X 差分电文标准、RTCM10403.X 差分电文标准、RTCM10410.1Ntrip 差分电文互联网传输标准、RTCM10401.3RSIM 差分基准站完备性监测标准等增加北斗区域信号的修订工作已基本完成;支持北斗的 NMEA-0183 标准完成修订;2016 年 1 月全面支持北斗的 RINEX3.03 版本通过 RTCMSC-104 会议批准并正式发布。

初步形成了“政产学研用”共同推动的局面。自 2010 年起,中国卫星导航系统管理办公室与工信部、国家民航局、交通运输部海事局等部门密切合作,持续开展北斗国际标准化工作。组织国内优势力量,梳理了北斗国际标准化工作内容,从总体推进与深化研究、标准技术研究与编制、测试与试验验证、国际参会技术协调等方面有序开展工作。此外,中国民航局于 2015 年成立了推进北斗卫星导航系统国际标准化与民航应用工作领导小组,全面推进政策研究、规划制定、技术标准研制、产品研发与应用等工作。

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