北斗卫星导航系统建设及发展

1、2010年月年月-11日，德国慕尼黑日，德国慕尼黑中国第二代卫星导航系统专项管理办公室中国第二代卫星导航系统专项管理办公室 2010年慕尼黑卫星导航峰会年慕尼黑卫星导航峰会1北斗卫星导航系统建设与发展北斗卫星导航系统建设与发展u北斗卫星导航系统政府网站2010年1月15日开通运行；u“” 或；u英文网站也将于近期开通运行。 21.1.基本原则基本原则2.2.系统基本描述系统基本描述3.3.系统部署系统部署 4.4.应用应用5.5.兼容与互操作兼容与互操作6.6.结论结论3内容内容1.1.基本原则基本原则2.2.系统基本描述系统基本描述3.3.系统部署系统部署 4.4.应用应用5.5.兼容与互操

2、作兼容与互操作6.6.结论结论内容内容4 中国自上世纪80年代决策建设独立自主的卫星导航系统。2003年，北斗卫星导航试验系统建成，并在多个领域进行了很好的应用。目前，北斗卫星导航系统正在建设当中。 5开放性开放性自主性自主性兼容性兼容性渐进性渐进性 基本原则基本原则6 基本原则基本原则7u开放性开放性 北斗卫星导航系统将为用户免费提供高质量的开放服务，并且欢迎全世界的用户使用北斗系统。 中国将与其他国家就卫星导航有关问题进行广泛深入的交流，以推动GNSS及其相关技术和产业的发展。 基本原则基本原则8u自主性自主性 中国将独立自主地发展和运行北斗卫星导航系统。 北斗系统能够独立为全球用户提供服

3、务，尤其是将为亚太地区提供更高质量的服务。 基本原则基本原则9u兼容性兼容性 北斗系统将致力于实现与其他卫星导航系统的兼容和互操作。 基本原则基本原则10u渐进性渐进性 北斗卫星导航系统将依据中国的技术和经济发展实际，遵循循序渐进的模式建设。 北斗系统将通过改进系统性能，确保系统建设阶段平稳过渡，为用户提供长期连续的服务。1.1.基本原则基本原则2.2.系统基本描述系统基本描述3.3.系统部署系统部署 4.4.应用应用5.5.兼容与互操作兼容与互操作6.6.结论结论内容内容11系统描述系统描述12系统组成系统组成信号特征信号特征时间系统时间系统坐标系统坐标系统服务和性能服务和性能系统组成系统组

4、成星座星座GEO 卫星卫星MEO 卫星卫星u空间段空间段5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星13 地面段由主控站、上行注入站和监测站组成。系统组成系统组成u地面段地面段14 用户段由北斗用户终端以及与其他GNSS兼容的终端组成。 北斗系统的用户终端北斗系统的用户终端u用户段用户段系统组成系统组成15u用户段用户段系统组成系统组成16 用户终端研制进展顺利，相关的政策和标准也在研究和制定当中。 北斗系统民用信号ICD文件（1.0版本）的技术准备已完成，北斗系统民用信号ICD文件及其更新将逐步在北斗系统政府网站上发布。信号特征信号特征u频段频段 B1: 1559.0521591.788MHz

5、B2: 1166.221217.37MHz B3: 1250.6181286.423MHz17截至截至星座星座信号（实际发射）信号（实际发射）2012年年5GEO+5IGSO+4MEO（区域服务）（区域服务）主要是北斗系统第二阶段信号主要是北斗系统第二阶段信号2020年年5GEO+3IGSO+27MEO（全球服务）（全球服务）主要是北斗系统第三阶段信号主要是北斗系统第三阶段信号u北斗系统第二阶段信号北斗系统第二阶段信号信号特征信号特征18信号信号中心频点中心频点(MHz)码速率码速率(cps)带宽带宽(MHz)调制方式调制方式服务类型服务类型B1(I)1561.0982.0464.092QPS

6、K开放开放B1(Q)2.046授权授权B2(I)1207.142.04624QPSK开放开放B2(Q)10.23授权授权B31268.5210.2324QPSK授权授权19u北斗系统第三阶段信号北斗系统第三阶段信号信号信号中心频点中心频点(MHz)码速率码速率(cps)数据数据/符号速率符号速率 (bps/sps) 调制方式调制方式服务类型服务类型B1-CD1575.421.02350/100MBOC(6,1,1/11) 开放开放B1-CPNoB1-A2.04650/100BOC（14，2）授权授权NoB2aD1191.79510.2325/50AltBOC(15,10 )开放开放B2aPNo

7、B2bD50/100B2bPNoB31268.5210.23500bpsQPSK(10) 授权授权B3-AD2.557550/100BOC(15,2.5) 授权授权B3-APNo时间系统时间系统20u北斗时（BDT）溯源到协调世界时UTC（NTSC），与UTC的时间偏差小于100纳秒。BDT的起算历元时间是2006年1月1日零时零分零秒（UTC）。uBDT与GPS时和Galileo时的互操作在北斗设计时间系统时已经考虑，BDT 与GPS时和Galileo时的时差将会被监测和发播。u北斗系统采用中国2000大地坐标系统 （CGS2000）。uCGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5

8、个厘米，对于大多数应用来说，可以不考虑CGS2000 和 ITRF 的坐标转换。坐标系统坐标系统21服务和性能服务和性能u两种全球服务 u开放服务：免费、开放 定位精度: 10 m 授时精度: 20 ns 测速精度: 0.2 m/su授权服务: 确保高可靠应用（甚至是在复杂条件下）。22服务和性能服务和性能u两种区域服务u广域差分服务 定位精度: 1 mu短报文通信服务23内容内容1.1.基本原则基本原则2.2.系统基本描述系统基本描述3.3.系统部署系统部署 4.4.应用应用5.5.兼容与互操作兼容与互操作6.6.结论结论24部署步骤部署步骤u第一步第一步北斗卫星导航试验系统北斗卫星导航试验

9、系统 北斗第一阶段北斗第一阶段25 2000年以来，成功发射3颗GEO卫星，建成北斗卫星导航试验系统。系统能够提供基本的定位、授时和短报文通信服务。2000年年10月月31日日140E2000年年12月月21日日80E2003年年5月月25日日110.5E 作为全球系统，北斗卫星导航系统首先在2012年左右覆盖亚太地区，并将在2020年前覆盖全球。 北斗系统第二阶段北斗系统第二阶段 北斗系统第三阶段北斗系统第三阶段2012年左右年左右 2020年前年前部署步骤部署步骤u第二步第二步全球系统全球系统26 2007年4月，北斗卫星导航系统的首颗MEO（COMPASS-M1）卫星成功发射，确保了IT

10、U频率资料，并完成了大量技术试验。COMPASS-M1发射发射27COMPASS-G2发射发射 2009年4月15日，北斗卫星导航系统的首颗GEO卫星（COMPASS-G2 ）在西昌卫星发射中心由长征三号丙运载火箭成功发射，验证了GEO导航卫星相关技术。 28新的新的GEO卫星发射卫星发射 2010年1月17日，北斗卫星导航系统的第三颗组网卫星在西昌卫星发射中心由长征三号丙运载火箭成功发射，该卫星也是系统的第二颗GEO卫星。29u2010年1月22日，卫星定点于东经160度并开始发射信号。目前，卫星正在进行在轨测试。u截至2012年底，将由长征系列运载火箭陆续发射10余颗卫星。31内容内容1.

11、 .基本原则基本原则2.2.系统基本描述系统基本描述3.3.系统部署系统部署 4.4.应用应用5.5.兼容与互操作兼容与互操作6.6.结论结论32应用应用33u北斗卫星导航试验系统已在多个领域发挥了非常重要的作用，包括：- 测绘- 通信- 水利- 减灾- 海事- 交通- 勘探- 森林防火等等内容内容1. 基本原则基本原则2.系统基本描述系统基本描述3. 系统部署系统部署 4. 应用应用5. 兼容与互操作兼容与互操作6. 结论结论34对兼容与互操作的理解有关双边活动兼容与互操作兼容与互操作35u 兼容：单独或共同使用多个卫星导航系统，而不对各自服务或信号的使用产生有害干扰。u ITU为射频兼容问

12、题的讨论提供了框架。36兼容兼容频谱重叠：u 导航系统间共享频谱是可行的，不同系统信号间确实存在频谱重叠。u 对许多应用来说，开放信号频谱重叠对实现互操作是有益的。37兼容兼容授权信号频谱分离:u 授权信号与开放信号频谱分离是有益的。u 信号设计应综合考虑多种因素。u 由于频率资源十分有限，目前，授权信号频谱分离十分困难。u 现有系统现代化信号和未来新建系统信号的频率资源需求也将难以得到满足。38兼容兼容u互操作: 共同使用多个卫星导航系统的开放服务，能够在用户层面比单独使用一种服务获得更好的能力，而不显著增加接收机的成本和复杂性。39互操作互操作u获得的效益大于付出的代价u在用户级提供更好的

13、能力u易于互操作接收机的研发u相互播发包括系统时间偏差在内的互操作信息u相近的最大接收功率对互操作是有益的u共同的频谱是重要的u频率多样性对提高抗干扰能力是有益的u 互操作信号 B1-C ：1575.42MHz B2a：1176.45MHz B2b：1207.14MHz40互操作互操作有关双边活动有关双边活动u第一次会议于第一次会议于2007年年6月在日内瓦召开月在日内瓦召开u第二次会议于第二次会议于2008年年5月在西安召开月在西安召开u第三次会议于第三次会议于2008年年10月在日内瓦召开月在日内瓦召开u第四次会议于第四次会议于2009年年12月在三亚召开月在三亚召开4次频率兼容协调会议：次频率兼容协调会议：41u第一次频率兼容会议于第一次频率兼容会议于2007年年5月在北京召开。月在北京召开。u第一次兼容与互操作技术工作组会议于第一次兼容与互操作技术工作组会议于2008年年9月在北京召开。月在北京召开。u第二次技术工作组会议于第二次技术工作组会议于2008年年12月在北京召开。月在北京召开。u第三次工作组会议于第三次工作组会议于2009年年6月在布鲁塞尔召开。月在布鲁塞尔召开。u第二次频率兼容会议于第二次频率兼容会议于2010年年1月在北京召开。月在北京召开。u第四次工作组会议于第四次工作组会议于2010年年1月在北京召开。月在北京召开。有关双边活动有关双边活动42