北斗衛星導航系統

北斗衛星導航系統

中國北斗衛星導航系統(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中國自行研製的全球衛星導航系統。是繼美國全球定位系統(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛星導航系統(GLONASS)、歐洲伽利略衛星導航系統(Galileo satellite navigation system)之後第四個成熟的衛星導航系統[衛星通信設備]。北斗衛星導航系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成,可在全球範圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務,並具短報文通信能力,已經初步具備區域導航、定位和授時能力,定位精度10米,測速精度0.2米/秒,授時精度10納秒。2017年11月5日,中國第三代導航衛星順利升空,它標誌著中國正式開始建造“北斗”全球衛星導航系統。2018年11月19日,北斗三號系統第18,19顆衛星升空,我國成功完成北斗三號基本系統星座部署。

基本信息

發展歷史

北斗衛星導航系統示意圖北斗衛星導航系統示意圖
衛星導航系統是重要的空間信息基礎設施。中國高度重視衛星導航系統的建設,一直在努力探索和發展擁有自主智慧財產權的衛星導航系統。2000年,首先建成北斗導航試驗系統,使我國成為繼美、俄之後的世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。該系統已成功套用於測繪、電信水利、漁業、交通運輸、森林防火、減災救災和公共安全等諸多領域,產生顯著的經濟效益和社會效益。特別是在2008年北京奧運會、汶川抗震救災中發揮了重要作用。為了更好地服務於國家建設與發展,滿足全球套用需求,我國啟動實施了北斗衛星導航系統建設。
2012年12月27日,北斗系統空間信號接口控制檔案正式版1.0正式公布,北斗導航業務正式對亞太地區提供無源定位、導航、授時服務。
2013年12月27日,北斗衛星導航系統正式提供區域服務一周年新聞發布會在國務院新聞辦公室新聞發布廳召開,正式發布了《北斗系統公開服務性能規範(1.0版)》和《北斗系統空間信號接口控制檔案(2.0版)》兩個系統檔案。
2014年11月23日,國際海事組織海上安全委員會審議通過了對北斗衛星導航系統認可的航行安全通函,這標誌著北斗衛星導航系統正式成為全球無線電導航系統的組成部分,取得面向海事套用的國際合法地位。中國的衛星導航系統已獲得國際海事組織的認可。
2017年11月5日,中國第三代導航衛星——北斗三號的首批組網衛星(2顆)以“一箭雙星”的發射方式順利升空,它標誌著中國正式開始建造“北斗”全球衛星導航系統。
2018年4月10日,中國北斗衛星導航系統首個海外中心——中阿北斗中心在位於突尼西亞的阿拉伯信息通信技術組織總部舉行揭牌儀式。
2018年7月10日04時58分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號甲運載火箭,成功發射了第三十二顆北斗導航衛星。該衛星屬傾斜地球同步軌道衛星,衛星入軌並完成在軌測試後,將接入北斗衛星導航系統,為用戶提供更可靠服務。
2018年7月29日9時48分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發射第三十三、三十四顆北斗導航衛星。這兩顆衛星屬於中圓地球軌道衛星,是我國北斗三號系統第九、十顆組網衛星。
2018年8月25日7時52分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級)以“一箭雙星”方式成功發射第三十五、三十六顆北斗導航衛星,兩顆衛星屬於中圓地球軌道衛星,也是我國北斗三號全球系統第十一、十二顆組網衛星。
2018年9月19日22時07分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發射第三十七、三十八顆北斗導航衛星。這兩顆衛星屬於中圓地球軌道衛星,是我國北斗三號系統第十三、十四顆組網衛星。

2018年10月15日12時23分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發射第三十九、四十顆北斗導航衛星。這兩顆衛星屬於中圓地球軌道衛星,是我國北斗三號系統第十五、十六顆組網衛星。
2018年11月19日2時7分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發射第四十二、四十三顆北斗導航衛星,這兩顆衛星屬於中圓地球軌道衛星,是我國北斗三號系統第十八、十九顆組網衛星。

建設原則

北斗衛星導航系統北斗衛星導航系統
北斗衛星導航系統的建設與發展,以套用推廣和產業發展為根本目標,不僅要建成系統,更要用好系統,強調質量、安全、套用、效益,遵循以下建設原則:
1、開放性。北斗衛星導航系統的建設、發展和套用將對全世界開放,為全球用戶提供高質量的免費服務,積極與世界各國開展廣泛而深入的交流與合作,促進各衛星導航系統間的兼容與互操作,推動衛星導航技術與產業的發展。
2、自主性。中國將自主建設和運行北斗衛星導航系統,北斗衛星導航系統可獨立為全球用戶提供服務。

系統構成

北斗衛星導航系統空間段由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成,中國計畫2012年左右,“北斗”系統將覆蓋亞太地區,2020年左右覆蓋全球。中國正在實施北斗衛星導航系統建設,已成功發射16顆北斗導航衛星。根據系統建設總體規劃,2012年左右,系統將首先具備覆蓋亞太地區的定位、導航和授時以及短報文通信服務能力。2020年左右,建成覆蓋全球的北斗衛星導航系統。

北斗衛星發射列表
發射時間 火箭 衛星編號 衛星類型 發射地點
2000年10月31日 北斗-1A 北斗1號 西昌
2000年12月21日 北斗-1B
2003年5月25日 北斗-1C
2007年2月3日 北斗-1D
2007年4月14日04時11分 長征三號甲 第一顆北斗導航衛星(M1) 北斗2號
2009年4月15日 長征三號丙 第二顆北斗導航衛星(G2)
2010年1月17日 第三顆北斗導航衛星(G1)
2010年6月2日 第四顆北斗導航衛星(G3)
2010年8月1日05時30分 長征三號甲 第五顆北斗導航衛星(I1)
2010年11月1日00時26分 長征三號丙 第六顆北斗導航衛星(G4)
2010年12月18日04時20分 長征三號甲 第七顆北斗導航衛星(I2)
2011年4月10日04時47分 第八顆北斗導航衛星(I3)
2011年7月27日05時44分 第九顆北斗導航衛星(I4)
2011年12月2日05時07分 第十顆北斗導航衛星(I5)
2012年2月25日0時12分 長征三號丙 第十一顆北斗導航衛星
2012年4月30日4時50分 長征三號乙 第十二、十三顆北斗導航系統組網衛星
2012年9月19日3時10分 長征三號乙 第十四、十五顆北斗導航系統組網衛星
2012年10月25日23時33分 長征三號丙 第十六顆北斗導航衛星
2015年3月30日21時52分 長征三號丙 第十七顆北斗導航衛星
2015年7月25日20時29分 長征三號乙 第十八、十九顆北斗導航衛星
2015年9月30日7時13分 長征三號乙 第二十顆北斗導航衛星
2016年2月1日15時29分 長征三號丙 第二十一顆北斗導航衛星
2016年3月30日4時11分 長征三號甲 第二十二顆北斗導航衛星(備份星)
2016年6月12日23時30分 長征三號丙 第二十三顆北斗導航衛星(備份星)
2018年7月10日4時58分 長征三號甲 第三十二顆北斗導航衛星(備份星)
2017年11月5日19時45分 長征三號乙 第二十四、二十五顆北斗導航衛星 北斗3號
2018年1月12日7時18分 長征三號乙 第二十六、二十七顆北斗導航衛星
2018年2月12日12時03分 長征三號乙 第二十八、二十九顆北斗導航衛星
2018年3月30日01時56分 長征三號乙 第三十、三十一顆北斗導航衛星
2018年7月29日9時48分 長征三號乙 第三十三、三十四顆北斗導航衛星
2018年8月25日7時52分 長征三號乙 第三十五、三十六顆北斗導航衛星
2018年9月19日22時07分 長征三號乙 第三十七、三十八顆北斗導航衛星
2018年10月15日12時23分 長征三號乙 第三十九、四十顆北斗導航衛星
2018年11月1日23時57分 長征三號乙 第四十一顆北斗導航衛星
2018年11月19日2時7分 長征三號乙 第四十二、四十三顆北斗導航衛星
衛星組成
發射日期 發射火箭 衛星 軌道類別 運行狀況 備註
2000.10.31 CZ-3A Y5 北斗-1A 廢棄衛星軌道 停止工作 北斗一號
2000.12.21 CZ-3A Y6 北斗-1B 廢棄衛星軌道 停止工作
2003.5.25 CZ-3A Y7 北斗-1C 地球靜止軌道 85.3°E 正常
2007.2.3 CZ-3A Y12 北斗-1D 廢棄衛星軌道 失效
2007.4.14 CZ-3A Y13 北斗-M1 中地球軌道~21500km 正常,測試星 北斗二號
2009.4.15 CZ-3C Y3 北斗-G2 35594 x 36036 km 漂移 失效
2010.1.17 CZ-3C Y2 北斗-G1 地球靜止軌道 140°E 正常
2010.6.2 CZ-3C Y4 北斗-G3 地球靜止軌道 84°E 正常
2010.8.1 CZ-3A Y16 北斗-I1 傾斜地球同步軌道傾角55° 正常
2010.11.1 CZ-3C Y5 北斗-G4 地球靜止軌道 160°E 正常
2010.12.18 CZ-3A Y18 北斗-I2 傾斜地球同步軌道 傾角55° 正常
2011.4.10 CZ-3A Y19 北斗-I3 傾斜地球同步軌道 傾角55° 正常
2011.7.27 CZ-3A Y17 北斗-I4 傾斜地球同步軌道 傾角55° 正常
2011.12.2 CZ-3A Y23 北斗-I5 傾斜地球同步軌道 傾角55° 正常
2012.2.25 CZ-3C Y6 北斗-G5 地球靜止軌道 58.5°E 正常
2012.4.30 CZ-3B Y14 北斗-M3 中地球軌道~21500km 正常
2012.4.30 CZ-3B Y14 北斗-M4 中地球軌道~21332km 正常
2012.9.19 CZ-3B Y15 北斗-M5 中地球軌道~21332km 正常
2012.9.19 CZ-3B Y15 北斗-M6 中地球軌道~21332km 正常
2012.10.25 CZ-3C Y 北斗-G6 地球靜止軌道 110.5°E 正常

星座構成
北斗衛星導航系統由空間段計畫由35顆衛星組成,包括5顆靜止軌道衛星、27顆中地球軌道衛星、3顆傾斜同步軌道衛星。5顆靜止軌道衛星定點位置為東經58.75°、80°、110.5°、140°、160°,中地球軌道衛星運行在3個軌道面上,軌道面之間為相隔120°均勻分布。至2012年底北斗亞太區域導航正式開通時,已為正式系統在西昌衛星發射中心發射了16顆衛星,其中14顆組網並提供服務,分別為5顆靜止軌道衛星、5顆傾斜地球同步軌道衛星(均在傾角55°的軌道面上),4顆中地球軌道衛星(均在傾角55°的軌道面上)。

序號 衛星 發射日期 火箭 運行軌道 使用狀況 狀態
1 北斗-M1 2007年04月14日 長征三號甲 中地球軌道,高度21559公里,傾角56.8° 試驗星未使用 M1
2 北斗-G2 2009年04月15日 長征三號丙 有誤差的地球靜止軌道,高度36027公里,傾角2.2° 失控未使用 G2
3 北斗-G1 2010年01月17日 長征三號丙 地球靜止軌道140.0°E,高度35807公里,傾角1.6° 使用中 G1
4 北斗-G3 2010年06月02日 長征三號丙 地球靜止軌道110.6°E,高度35809公里,傾角1.3° 使用中 G3
5 北斗-IGSO1 2010年08月01日 長征三號甲 傾斜地球同步軌道,高度35916公里,傾角54.6° 使用中 IGSO1
6 北斗-G4 2010年11月01日 長征三號丙 地球靜止軌道160.0°E,高度35815公里,傾角0.6° 使用中 G4
7 北斗-IGSO2 2010年12月18日 長征三號甲 傾斜地球同步軌道,高度35883公里, 傾角54.8° 使用中 IGSO2
8 北斗-IGSO3 2011年04月10日 長征三號甲 傾斜地球同步軌道,高度35911公里, 傾角55.9° 使用中 IGSO3
9 北斗-IGSO4 2011年07月27日 長征三號甲 傾斜地球同步軌道,高度35879公里, 傾角54.9° 使用中 IGSO4
10 北斗-IGSO5 2011年12月02日 長征三號甲 傾斜地球同步軌道,高度35880公里, 傾角54.9° 使用中 IGSO5
11 北斗-G5 2012年02月25日 長征三號丙 地球靜止軌道58.7°E,高度35801公里,傾角1.4° 使用中 G5
12 北斗-M3 2012年04月30日 長征三號乙 中地球軌道,高度21607公里,傾角55.3° 使用中 M3
13 北斗-M4 2012年04月30日 長征三號乙 中地球軌道,高度21617公里,傾角55.2° 使用中 M4
14 北斗-M5 2012年09月19日 長征三號乙 中地球軌道 ,高度21597公里,傾角55.0° 使用中 M5
15 北斗-M6 2012年09月19日 長征三號乙 中地球軌道,高度21576公里,傾角55.1° 使用中 M6
16 北斗-G6 2012年10月25日 長征三號丙 地球靜止軌道80.2°E,高度35803公里,傾角1.7° 使用中 G6

覆蓋範圍

北斗衛星導航系統北斗衛星導航系統
北斗導航系統是覆蓋中國本土的區域導航系統,覆蓋範圍東經約70°~140°,北緯5°~55°。北斗衛星系統已經對東南亞實現全覆蓋。

定位原理

35顆衛星在離地面2萬多千米的高空上,以固定的周期環繞地球運行,使得在任意時刻,在地面上的任意一點都可以同時觀測到4顆以上的衛星。

由於衛星的位置精確可知,在接收機對衛星觀測中,我們可得到衛星到接收機的距離,利用三維坐標中的距離公式,利用3顆衛星,就可以組成3個方程式,解出觀測點的位置(X,Y,Z)。考慮到衛星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差,實際上有4個未知數,X、Y、Z和鐘差,因而需要引入第4顆衛星,形成4個方程式進行求解,從而得到觀測點的經緯度高程

事實上,接收機往往可以鎖住4顆以上的衛星,這時,接收機可按衛星的星座分布分成若干組,每組4顆,然後通過算法挑選出誤差最小的一組用作定位,從而提高精度。

衛星定位實施的是“到達時間差”(時延)的概念:利用每一顆衛星的精確位置和連續傳送的星上原子鐘生成的導航信息獲得從衛星至接收機的到達時間差。

衛星在空中連續傳送帶有時間和位置信息的無線電信號,供接收機接收。由於傳輸的距離因素,接收機接收到信號的時刻要比衛星傳送信號的時刻延遲,通常稱之為時延,因此,也可以通過時延來確定距離。衛星和接收機同時產生同樣的偽隨機碼,一旦兩個碼實現時間同步,接收機便能測定時延;將時延乘上光速,便能得到距離。

每顆衛星上的計算機和導航信息發生器非常精確地了解其軌道位置和系統時間,而全球監測站網保持連續跟蹤。

蹤衛星的軌道位置和系統時間。位於地面的主控站與其運控段一起,至少每天一次對每顆衛星注入校正數據。注入數據包括:星座中每顆衛星的軌道位置測定和星上時鐘的校正。這些校正數據是在複雜模型的基礎上算出的,可在幾個星期內保持有效。

衛星導航系統時間是由每顆衛星上原子鐘的銫和銣原子頻標保持的。這些星鍾一般來講精確到世界協調時(UTC)的幾納秒以內,UTC是由美國海軍觀象台的“主鍾”保持的,每台主鐘的穩定性為若干個10^-13秒。衛星早期採用兩部銫頻標和兩部銣頻標,後來逐步改變為更多地採用銣頻標。通常,在任一指定時間內,每顆衛星上只有一台頻標在工作。

衛星導航原理:衛星至用戶間的距離測量是基於衛星信號的發射時間與到達接收機的時間之差,稱為偽距。為了計算用戶的三維位置和接收機時鐘偏差,偽距測量要求至少接收來自4顆衛星的信號。

由於衛星運行軌道、衛星時鐘存在誤差,大氣對流層、電離層對信號的影響,使得民用的定位精度只有數十米量級。為提高定位精度,普遍採用差分定位技術(如DGPS、DGNSS),建立地面基準站 (差分台)進行衛星觀測,利用已知的基準站精確坐標,與觀測值進行比較,從而得出一修正數,並對外發布。接收機收到該修正數後,與自身的觀測值進行比較,消去大部分誤差,得到一個比較準確的位置。實驗表明,利用差分定位技術,定位精度可提高到米級。

定位精度

中國北斗衛星導航系統是繼美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略之後的全球第四大衛星導航系統。定位效果分析是導航系統性能評估的重要內容。此前,由於受地域限制,對北斗全球大範圍的定位效果分析只能通過仿真手段。
由武漢大學測繪學院和中國南極測繪研究中心杜玉軍、王澤民等科研人員進行的這項研究,在2011—2012年中國第28次南極科學考察期間,沿途大範圍採集了北斗和GPS連續實測數據,跨度北至中國天津,南至南極內陸崑崙站。同時還採集了中國南極中山站的靜態觀測數據。為對比分析不同區域靜態定位效果,在武漢也進行了靜態觀測。
科研人員利用嚴謹的分析研究方法,從信噪比、多路徑、可見衛星數、精度因子、定位精度等多個方面,對比分析了北斗和GPS在航線上不同區域、尤其是在遠洋及南極地區不同運動狀態下的定位效果。
結果表明,北斗系統信號質量總體上與GPS相當。在45度以內的中低緯地區,北斗動態定位精度與GPS相當,水平和高程方向分別可達10米和20米左右;北斗靜態定位水平方向精度為米級,也與GPS相當,高程方向10米左右,較GPS略差;在中高緯度地區,由於北斗可見衛星數較少、衛星分布較差,定位精度較差或無法定位。
“現階段的北斗已經實現區域定位,但還不具備全球定位能力,北斗與GPS在定位效果上的差異,主要是由衛星數量和分布造成的。”武漢大學中國南極測繪研究中心副主任王澤民教授說,“截至文中研究數據採集結束時,北斗系統在軌衛星數為11顆。上個月,我國成功發射了新一代北斗導航衛星,北斗系統在軌衛星數達到了17顆。隨著北斗系統全球組網拉開帷幕,相信今後的實測數據一定會更加精彩。”

系統功能

四大功能

北斗衛星導航系統北斗衛星導航系統

短報文通信:北斗系統用戶終端具有雙向報文通信功能,用戶可以一次傳送40-60個漢字的短報文信息。

可以達到一次傳送達120個漢字的信息。在遠洋航行中有重要的套用價值。

精密授時:北斗系統具有精密授時功能,可向用戶提供20ns-100ns時間同步精度。

定位精度:水平精度100米(1σ),設立標校站之後為20米(類似差分狀態)。工作頻率:2491.75MHz。

系統容納的最大用戶數:540000戶/小時。

軍用功能

北斗衛星導航系統北斗衛星導航系統

“北斗”衛星導航定位系統的軍事功能與GPS類似,如:運動目標的定位導航;為縮短反應時間的武器載具發射位置的快速定位;人員搜救、水上排雷的定位需求等。

這項功能用在軍事上,意味著可主動進行各級部隊的定位,也就是說大陸各級部隊一旦配備“北斗”衛星導航定位系統,除了可供自身定位導航外,高層指揮部也可隨時通過“北斗”系統掌握部隊位置,並傳遞相關命令,對任務的執行有相當大的助益。換言之,大陸可利用“北斗”衛星導航定位系統執行部隊指揮與管制及戰場管理。

民用功能

個人位置服務

當你進入不熟悉的地方時,你可以使用裝有北斗衛星導航接收晶片的手機或車載衛星導航裝置找到你要走的路線。

北斗衛星導航系統示意圖

氣象套用

北斗導航衛星氣象套用的開展,可以促進中國天氣分析和數值天氣預報、氣候變化監測和預測,也可以提高空間天氣預警業務水平,提升中國氣象防災減災的能力。

除此之外,北斗導航衛星系統的氣象套用對推動北斗導航衛星創新套用和產業拓展也具有重要的影響。

道路交通管理

衛星導航將有利於減緩交通阻塞,提升道路交通管理水平。通過在車輛上安裝衛星導航接收機和數據發射機,車輛的位置信息就能在幾秒鐘內自動轉發到中心站。這些位置信息可用於道路交通管理。

鐵路智慧型交通

北斗衛星導航系統北斗衛星導航系統

衛星導航將促進傳統運輸方式實現升級與轉型。例如,在鐵路運輸領域,通過安裝衛星導航終端設備,可極大縮短列車行駛間隔時間,降低運輸成本,有效提高運輸效率。未來,北斗衛星導航系統將提供高可靠、高精度的定位、測速、授時服務,促進鐵路交通的現代化,實現傳統調度向智慧型交通管理的轉型。

海運和水運

海運和水運是全世界最廣泛的運輸方式之一,也是衛星導航最早套用的領域之一。在世界各大洋和江河湖泊行駛的各類船舶大多都安裝了衛星導航終端設備,使海上和水路運輸更為高效和安全。北斗衛星導航系統將在任何天氣條件下,為水上航行船舶提供導航定位和安全保障。同時,北斗衛星導航系統特有的短報文通信功能將支持各種新型服務的開發。

航空運輸

當飛機在機場跑道著陸時,最基本的要求是確保飛機相互間的安全距離。利用衛星導航精確定位與測速的優勢,可實時確定飛機的瞬時位置,有效減小飛機之間的安全距離,甚至在大霧天氣情況下,可以實現自動盲降,極大提高飛行安全和機場運營效率。通過將北斗衛星導航系統與其他系統的有效結合,將為航空運輸提供更多的安全保障。

北斗衛星導航系統北斗衛星導航系統

應急救援

衛星導航已廣泛用於沙漠山區海洋等人煙稀少地區的搜尋救援。在發生地震、洪災等重大災害時,救援成功的關鍵在於及時了解災情並迅速到達救援地點。北斗衛星導航系統除導航定位外,還具備短報文通信功能,通過衛星導航終端設備可及時報告所處位置和受災情況,有效縮短救援搜尋時間,提高搶險救災時效,大大減少人民生命財產損失。

指導放牧

2014年10月,北斗系統開始在青海省牧區試點建設北斗衛星放牧信息化指導系統,主要依靠牧區放牧智慧型指導系統管理平台、牧民專用北鬥智能終端和牧場數據採集自動站,實現數據信息傳輸,並通過北斗地面站及北斗星群中轉、中繼處理,實現草場牧草、牛羊的動態監控。2015年夏季,試點牧區的牧民就能使用專用北鬥智能終端設備來指導放牧。

產業配套

北斗晶片

2012年12月27日,國家正式宣布北斗衛星導航系統試運行啟動,標誌著中國自主衛星導航產業發展進入嶄新的發展階段。其中,衛星導航專用ASIC硬體結合國產套用處理器的方案,成為北斗衛星導航晶片一項重大突破。該處理器由中國本土IC設計公司研發,具有完全自主智慧財產權並已實現規模套用,一舉打破了電子終端產品行業普遍採用國外處理器局面。
衛星導航終端中採用的導航基帶及射頻晶片,是技術含量及附加值最高的環節,直接影響到整個產業的發展。在導航基帶中,一般通過導航專用ASIC硬體電路結合套用處理器的方案來實現。此前的套用處理器多選用國外公司ARM處理器晶片核,需向國外支付IP核使用許可費用的同時,技術還受制於人,無法徹底解決產業安全及保密安全問題。
而通過設立重大專項套用推廣與產業化項目等方式,北斗多模導航基帶及射頻晶片國產化現已實現,中國人自己的套用處理器也在北斗多模導航晶片中得到規模套用。
BD/GPS多模基帶晶片解決方案中,衛星導航專用ASIC硬體結合國產套用處理器打造出了一顆真正意義的“中國芯”。該套用處理器為國內完全自主開發的CPU/DSP核,包括指令集編譯器等軟體工具鏈以及所有關鍵技術,均擁有100%的中國自主智慧財產權。其擁有國際領先水平的多執行緒處理器架構,可共享很多硬體資源,並在提供相當多核處理器處理能力的同時,節省晶片成本。
而基於該國產處理器衛星導航晶片方案的模組,是全球體積最小的BD/GPS雙模模組,具有定位精度高、啟動時間快及功耗低等特點。
與單純的北斗晶片廠商相比,手機晶片廠商對終端定位有著更深刻的理解,包括:基站輔助衛星定位技術、多種定位方案的融合、定位晶片與套用處理器或基帶處理器的集成等。積極扶持國內手機晶片廠商進入北斗晶片研發領域,並積極研發綜合定位解決方案,壯大完善北斗產業鏈。鼓勵國內手機晶片廠商開展與北斗晶片廠商的多樣化合作,共同推進手機終端北斗定位技術的套用。

檢測認證

2012年8月3日,解放軍總參謀部與國家認證認可監督管理委員會在北京舉行戰略合作協定簽約儀式。中國將用3年時間建立起一個“法規配套、標準統一、布局合理、軍民結合”的“北斗”導航檢測認證體系,以期全面提升“北斗”導航定位產品的核心競爭力,確保“北斗”導航系統運行安全。
北斗導航系統
“北斗”導航定位系統已經有11顆衛星在軌運行,擁有12萬軍民用戶。到2020年前,“北斗”導航定位系統衛星數量將達到30顆以上,導航定位範圍也將由區域拓展到全球,其設計性能將與美國第三代GPS導航定位系統相當。
隨著“北斗”導航定位系統的建設發展,“北斗”導航套用即將迎來“規模化、社會化、產業化、國際化”的重大歷史機遇,也提出了新的要求。按照軍地雙方簽署的協定,中國將在2015年前完成“北斗”導航產品標準、民用服務資質等法規體系建設,形成權威、統一的標準體系。同時在北京建設1個國家級檢測中心,在全國按區域建設7個區域級授權檢測中心,加快推動“北斗”導航檢測認證進入國家認證認可體系,相關檢測標準進入國家標準系列。
建立起“北斗”導航檢測認證體系,既是“北斗”系統堅持軍民融合式發展的具體舉措,也對創建“北斗”品牌,加速推進“北斗”產品的產業化、標準化起到重要作用。

市場套用

國際套用

2013年5月22日至23日,國務院總理李克強訪問巴基斯坦期間,中巴雙方簽署有關北斗系統在巴使用的合作協定。日前,巴基斯坦媒體報導,中國北京北斗星通導航技術股份有限公司將斥資數千萬美元,在巴基斯坦建立地面站網,強化北斗系統的定位精確度。
其次,全國政協副主席、中國科學技術部部長萬鋼日前透露,2013年將中國在東協各國合作建設北斗系統地面站網。而根據中國衛星導航定位協會最新預測數據,到2015年,中國衛星導航與位置服務產業產值將超過2250億元,至2020年則將超過4000億元。
2014年7月26日,來自泰國、馬來西亞、汶萊、印度尼西亞、高棉、寮國、朝鮮、巴基斯坦等八個國家的19名學員代表赴武漢中國光谷北斗基地,參觀學習中國最新的北鬥技術。他們是由中國科技部國家遙感中心主辦的“2014北鬥技術與套用國際培訓班”的學員,均為各國衛星導航、遙感、地理信息系統、空間探測相關專業或從事相關管理工作的高級人員。活動為東協及亞洲地區國家提供了以北斗衛星導航系統為主的空間信息技術培訓,使中國北斗科技加快進入東協及亞洲國家。

國內示範

2014年11月,國家發展改革委批覆2014年北斗衛星導航產業區域重大套用示範發展專項,成都市、綿陽市等入選國家首批北斗衛星導航產業區域重大套用示範城市。

標準制訂

北斗接收機國際通用數據標準的制修訂是北斗全球套用和產業發展的基礎性工作之一,與衛星導航接收機密切相關的RTCM差分系列標準、RINEX接收機交換數據格式、NMEA接收機導航定位數據接口等通用數據標準幾乎是世界上所有衛星導航接收機都必須遵守的通用標準。然而,全球有多個全球衛星導航系統(GNSS)接收設備技術標準制定組織,參與其中的中國企業和機構卻寥寥無幾。例如,成立於1947年的國際海事無線電技術委員會(RTCM)目前有130多個成員,卻只有2家中國企業成員。成立於1957年的美國國家海洋電子協會(NMEA),535個成員中只有1家中國企業成員。對於正式提供服務近兩年的北斗系統而言,參與國際標準的建設任重而道遠。

全國北斗衛星導航標準化技術委員會於2014年成立,15項北斗套用基礎標準正在制定中,部分關鍵標準計畫在今年底對外發布。屆時,北斗系統將完成北斗產業鏈中標準規範關鍵環節的布局,北斗套用也將進入標準化、規範化以及通用化的快車道。

在國際方面,在中國民航局、交通部海事局、工信部科技司等部門指導下,依託中國航天標準化研究所北京航空航天大學、交通部水運科學研究院、工信部電信研究院、武漢導航與位置服務工業技術研究院等科研院所,先後啟動了北斗系統進入國際民航、海事、移動通信、接收機通用數據標準等國際標準工作。經過各方協作和配合,北斗國際標準工作捷報頻傳。國際民航組織(ICAO)同意北斗系統逐步進入ICAO標準框架;國際海事組織(IMO)批准發布了《船載北斗接收機設備性能標準》,實現了北斗國際標準的‘零’突破,完成了北斗系統作為全球無線電導航系統(WWRNS)重要組成部分的技術認可工作,有望在今年底成為第三個被IMO認可的WWRNS;第三代移動通信標準化夥伴項目(3GPP)支持北斗定位業務的技術標準已獲得通過。北斗已經開啟了走向國際民航、國際海事、國際移動通信等高端套用領域的破冰之旅。

2014年9月8日至9日,國際海事無線電技術委員會第104專業委員會(RTCM SC-104)全體會議在美國佛羅里達州坦帕市會議中心召開,來自Trimble、Novatel、Geo++、USCG(美國海岸警衛隊)等全球20多個GNSS高精度知名企業(機構)和重要用戶單位的30多位專家代表與會。武漢導航與位置服務工業技術研究院和上海司南衛星導航技術有限公司組團參加,圓滿完成各項既定任務。

RTCM SC-104主要負責差分全球衛星導航系統(DGNSS)系列推薦標準的制修訂,以及參與接收機自主交換格式(RINEX)、接收機導航定位數據輸出接口協定(NMEA-0183)等國際通用數據標準的制修訂工作。該委員會由全球從事衛星導航設備生產、技術研發、系統服務的知名企業機構成員組成,下設GLONASS 、Galileo、RINEX、NMEA、BDS等工作組。武漢導航院為BDS工作組主席單位,北斗專項套用推廣與產業化專家組專家韓紹偉博士任BDS工作組主席。

會上,武漢導航院韓紹偉博士代表BDS工作組,向委員會全體會議匯報了對BDS NH碼的處理方法,澄清了對NH碼實現過程中因符號規則理解差異造成的差分解算失效、接收機無法兼容等問題,給出了解決方案並獲得委員會一致通過。該問題的解決打消了國際社會對BDS高精度可靠套用的疑慮,對促進北斗高精度全球套用具有重要作用。另外,韓紹偉博士代表BDS工作組就BDS導航電文數據組識別符的研究進展向委員會全體會議進行了匯報,對其組成、產生、判別方法等進行了探討,該識別符是BDS實現可靠實時差分套用的重要因素,也是北斗進入RTCM差分標準的關鍵參數。BDS工作組將就該問題繼續與有關各方深入合作,尋求最終解決方案。

最後,BDS工作組提議2015年5月11-12日在中國西安召開RTCM SC104全體會議,並邀請專家參加2015年5月13-15日在中國西安召開的第六屆中國衛星導航學術年會(CSNC2015),該提議獲得委員會成員的通過。這是中國首次獲得RTCM SC104全體會議主辦權,標誌著以中國企業為主體推動北斗加入 RTCM 、RINEX、NMEA等國際通用數據標準工作得到國際認可,顯示了國際社會對北斗高精度全球套用的期待和信心,必將有助於加速北斗進入系列國際通用數據標準工作。

國際認可

中國北斗衛星已獲聯合國正式認可可媲美GPS
在2014年11月17日至21日的會議上,聯合國負責制定國際海運標準的國際海事組織海上安全委員會,正式將中國的北斗系統納入全球無線電導航系統。這意味著繼美國的GPS和俄羅斯的“格洛納斯”後,中國的導航系統已成為第三個被聯合國認可的海上衛星導航系統。專門研究中國太空項目和信息戰爭的加州大學專家凱文·波爾彼得表示,北斗系統能在其覆蓋範圍內提供足夠精確的定位信息。

社會評價

北斗衛星導航系統北斗衛星導航系統
中國的衛星導航系統已獲得國際海事組織的認可。這是該系統向其目標邁出的重要一步:被全世界接受,可媲美美國全球定位系統(GPS)。
在2014年11月17日至21日的會議上,聯合國負責制定國際海運標準的國際海事組織海上安全委員會,正式將中國的北斗系統納入全球無線電導航系統。這意味著繼美國的GPS和俄羅斯的“格洛納斯”後,中國的導航系統已成為第三個被聯合國認可的海上衛星導航系統。專門研究中國太空項目和信息戰爭的加州大學專家凱文·波爾彼得表示,這是“承認北斗系統能在其覆蓋範圍內提供足夠精確的定位信息”。

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