北斗卫星导航系统课件

二〇一一年十一月教学内容

北斗卫星导航系统发展北斗卫星导航系统组成北斗卫星导航系统应用教学重点北斗卫星导航系统组成1、产生背景无线定位技术的应用国际卫星导航定位系统GPS系统一统江湖的局面2、发展路线图按照三步走的总体规划分步实施：第一步，1994年启动北斗卫星导航试验系统建设，2000年形成区域有源服务能力；第二步，2004年启动北斗卫星导航系统建设，2012年形成区域无源服务能力；第三步，2020年北斗卫星导航系统形成全球无源服务能力。2、发展路线图1.空间段由5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星组成Non-GEO卫星GEO卫星北斗卫星导航系统星座2.控制段由主控站、上行注入站和监测站组成北斗系统控制段3.用户段由北斗用户终端以及与其它GNSS兼容的终端组成北斗系统的用户终端工作频段B1:1559.052~1591.788MHzB2:1166.22~1217.37MHzB3:1250.618~1286.423MHz时间星座信号（实际发射）2012年5GEO+5IGSO+4MEO区域服务2020年5GEO+3IGSO+27MEO全球服务1.信号特征工作频段区域服务信号信号中心频点(MHz)码速率(cps)带宽(MHz)调制方式服务类型B1(I)1561.0982.0464.092QPSK开放B1(Q)2.046授权B2(I)1207.142.04624QPSK开放B2(Q)10.23授权B31268.5210.2324QPSK授权1、信号特征信号中心频点(MHz)码速率(cps)数据/符号速率(bps/sps)调制方式服务类型B1-CD1575.421.02350/100MBOC(6,1,1/11)开放B1-CPNoB1-A2.04650/100BOC（14，2）授权NoB2aD1191.79510.2325/50AltBOC(15,10)开放B2aPNoB2bD50/100B2bPNoB31268.5210.23500bpsQPSK(10)授权B3-AD2.557550/100BOC(15,2.5)授权B3-APNo全球服务信号1、信号特征北斗系统采用中国2000大地坐标系（CGS2000）。

CGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5个厘米。3.坐标系统4.服务和性能全球服务开放服务：定位精度:10m测速精度:0.2m/s授时精度:20ns授权服务区域服务广域差分服务定位精度:1m短报文通信服务4、应用推广与产业化通过在不同领域的试用，验证系统精度、可用性、连续性、完好性等指标，为工程研制建设提供依据。在不同领域、不同行业、不同地区进行示范应用，为北斗应用推广打好基础。4、任务应用推广与产业化主要内容：基础类

主要包括芯片模块、终端、测试检定系统、卫星导航地理信息系统等。4、任务应用推广与产业化主要内容：示范类

主要包括交通、民航、通信、海洋、民政减灾、气象、公安、金融、电力、国土资源、农业、旅游等行业和有关区域的典型示范项目。4、任务应用推广与产业化主要内容：保障类

主要包括国家为规范市场和促进产业发展的政策标准，以及各行业主管部门、地方政府为加强北斗卫星导航应用推广出台的强制性、鼓励性政策和应用标准。主要内容北斗卫星导航系统发展蓝图

北斗卫星导航系统发展状况北斗卫星导航系统发展形势北斗卫星导航系统发展举措北斗卫星导航系统发展状况1关键技术2系统建设3应用推广4国际合作

2000年分别发射北斗卫星导航试验系统第一颗、第二颗卫星，2003年发射第三颗卫星，建成区域有源卫星导航系统，使我国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统可为我国及周边地区的中低动态用户提供快速定位、短报文通信和授时服务。建成北斗卫星导航试验系统2、系统建设2000年10月31日140E2000年12月21日80E2003年5月25日110.5E建成北斗卫星导航试验系统2、系统建设2004年，启动北斗卫星导航系统建设工作。目前，工程建设已进入星座组网阶段，已成功发射3颗卫星。北斗卫星导航系统进入星座组网阶段2、系统建设

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。3、应用推广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控系统”等应用推广工作，取得了良好的示范效果。3、应用推广海洋渔业基于北斗系统的海洋渔业综合信息服务平台，实现了向渔业管理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务。3、应用推广基于北斗系统的海洋渔业综合信息服务网络海洋渔业应用分布

水利基于北斗系统的水文监测系统，实现了多山地域水文测报信息的实时传输，大大提高了灾情预报的准确性，为制定防洪抗旱调度方案提供重要的保障。3、应用推广气象研制成功了一系列气象测报型北斗终端设备，提出了实用可行的系统应用解决方案，解决了国家气象局和各地气象中心气象站的数字报文自动传输和可视化问题。3、应用推广基于北斗的高原地区气象监测站基于北斗的珠峰气象监测站林业基于北斗的森林防火系统已成功用于实战，目前已经配备700多台套。3、应用推广通信成功开展了北斗/GPS双模授时应用示范，突破了光纤拉远、抗干扰螺旋天线等关键技术，研发了一体化卫星授时系统。3、应用推广TD-SCDMA抗干扰螺旋天线北斗/GPS光纤拉远授时示意图电力成功开展了基于北斗系统的电力时间同步应用示范，为电力事故分析、电力预警系统、保护系统等高精度时间应用创造了条件。3、应用推广北斗/GPS高精度电力授时服务器救援

基于北斗系统的导航定位、短报文通信以及位置报告功能，提供全国范围的实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等服务，极大地提高了灾害应急救援的快速反应能力和决策能力。3、应用推广减灾中心工作人员在玉树现场利用北斗用户机报告灾情汶川地震救灾现场

广泛开展国际交流与合作，积极参加ICG（全球导航卫星系统国际委员会）、ITU（国际电联）、中欧伽利略合作、国际卫星导航领域会议等，推动频率协调、兼容与互操作等有关工作，目前，北斗卫星导航系统已成为ICG认可的四大核心供应商之一，跻身于卫星导航国际舞台。4、国际合作4、国际合作主要内容北斗卫星导航系统发展蓝图北斗卫星导航系统发展状况

北斗卫星导航系统发展形势北斗卫星导航系统发展举措北斗卫星导航系统发展形势1关键技术攻关2系统建设3应用产业4国际合作1、关键技术攻关随着全球卫星导航系统更新换代的加速，卫星导航领域核心关键技术与基础技术研究快速发展，竞争异常激烈，我国卫星导航系统相对美、俄起步晚20余年，研究力量相对薄弱，需要下大力缩短这方面差距，支撑北斗系统可持续发展。2、系统建设北斗卫星导航系统建设正按“三步走”计划稳步推进。卫星导航系统规模庞大、整体性强、技术难度高，在GPS和GLONASS组网初期，都遇到了实现高精度、高可靠、抗干扰、长寿命四大难题，必须实现高密度研制生产、高成功率发射、高稳定运行以及降低高风险组网四大跨越。2、系统建设目前，北斗面临从单星研制向组批生产，从面向行业用户向公众用户的历史性转型，任务十分艰巨。3、应用产业目前，国外GPS产品已进入成熟期，在中国市场处于先发优势地位。尽管我们北斗系统应用推广稳步发展，卫星导航产业发展迅速，但从总体上看，产业发展尚处于成长期，由于拥有核心技术不足，缺乏高技术含量和高附加值的产品；另一方面，市场竞争不够充分，产业化发展很不平衡，规范化管理不足，产品质量水平参差不齐，北斗应用产业化难度很大。4、国际合作兼容互操作是全球卫星导航系统主要供应商达成的共识，中国致力于推进全球卫星导航系统兼容互操作进程。4、国际合作鉴于各国卫星导航系统发展不平衡，以及多边合作的差异性、技术合作的复杂性并存，北斗系统在与世界上其它系统协调宝贵的频率轨位资源、协调兼容与互操作、融入国际标准化体系等方面，必将付出很大努力。主要内容北斗卫星导航系统发展蓝图北斗卫星导航系统发展状况北斗卫星导航系统发展形势

北斗卫星导航系统发展举措北斗卫星导航系统的发展从管理上必须解决四大问题：※

突破攻克核心关键技术的瓶颈※

突破建设高性能、高可靠系统的瓶颈※

突破促进北斗应用推广与产业化的瓶颈※

突破深化北斗与世界GNSS兼容互操作的瓶颈北斗卫星导航系统发展举措北斗卫星导航系统发展举措北斗卫星导航系统的发展需要采取八项措施：1加大顶层设计力度2加大技术攻关力度3加大质量管理力度4加大资源整合力度5加大政策保障力度6加大人才培养力度7加大监督评价力度8加大国际合作力度1、加大顶层设计力度

确保顶层设计的科学性是实现专项战略目标和阶段性目标的重要保障。优先做好系统总体方案的顶层设计。国内外卫星导航发展的经验教训告诉我们，系统总体方案决定着用户终端性能可能达到的最高水平。1、加大顶层设计力度实际上，一个卫星导航系统能否真正在产业化中拥有自主知识产权、获取竞争优势，很大程度上在方案阶段就已经决定了。我们必须在认识上和实践上加大总体方案设计力度，充分发挥各研制单位和专家组织在科学决策中的支撑作用；深化应用推广与产业化总体策划，发挥政府和市场双重作用。2、加大技术攻关力度

专项组织实施的核心是技术攻关，这对我们取得后发优势至关重要。突破关键技术是当前专项工作的重中之重。我们已从总体到系统、到单机论证出来了多项关键技术，突破这些关键技术是专项最紧迫、最艰巨的任务。2、加大技术攻关力度另一方面，卫星导航基础科学研究也是专项必须关注的重点，与前一阶段相比，我们越来越认识到它不可或缺的作用，并做了安排。必须加大技术攻关力度，特别是下大力掌握核心技术，具有自主知识产权。3、加大质量管理力度质量是卫星导航系统的生命，行业和大众用户是系统质量优劣的评判者。建设一个卫星导航系统，就意味着对用户提供可靠服务的宣誓。北斗系统三步走，从建成几颗星的星座，到十几颗星的星座，再到三十几颗星的星座，将是我国航天科技工业跨越发展的标志，也必将是航天工业质量管理水平的一次跃升。3、加大质量管理力度我们认为，实现这一目标，不仅需要更加严格的质量管理，更需要一次质量管理机制的创新，全面适应系统建设质量保证的需要。另一方面，卫星导航应用产品的质量水平既要依靠市场竞争，又要通过标准规范和市场质量监督来促进。4、加大资源整合力度

国家要求在专项组织实施中，积极探索新形势下的举国体制，目的是提高资源整合的有效性。竞争是优化资源配置的最佳方式。不仅传统的国有企事业单位承担任务，也鼓励民营企业参与。尤其对竞争性强的项目，专项将引入竞争机制，择优选择任务承担单位，大力推进技术、质量和产业化进步。4、加大资源整合力度建立多部门协作机制与合作大平台是发达国家的成功做法。这种做法可以充分利用好现有资源，发挥最大效益。在此，我代表专项办向各有关主管部门呼吁在专项实施中，加强沟通协调，对有关资源整合工作，加强顶层设计和联合实施，使北斗系统建设和应用实现社会效益的最大化。5、加大政策保障力度协调行业、地方有关部门出台鼓励创新政策，培育创新机制，提升创新动力和创新能力；出台稳定人才政策，留住和扩大基础研究、质量可靠性等方面人才。出台应用推广政策，鼓励北斗在经济