北斗衛星導航試驗系統

北斗衛星導航試驗系統也被稱作北斗一號，是北斗衛星導航系統較早投入使用的第一代試驗用系統，使用的是有源定位，由三顆定位衛星（兩顆工作衛星、一顆備份衛星）地面控制中心為主的地面部分以及用戶終端三部分組成。北斗一號衛星導航定位系統可向用戶提供全天候的即時定位服務。校準精度為20米，未校準精度100米。

衛星功能

「北斗一號」衛星定位系統是我國自主研發，利用地球同步衛星為用戶提供全天候、區域性的衛星定位系統，其主要功能是：

1定位：快速確定目標或者用戶所處地理位置，向用戶及主管部門提供導航信息。

2通信：用戶與用戶、用戶與中心控制系統間均可實現雙向簡短數字報文通信^[1]。

3授時：中心控制系統定時播發授時信息（「授時」即每天在一定時間用無線電信號報告最精確的時間），同時為用戶提供時延修正值（「時延」指從說話人開始說話到受話人聽到內容的時間）。

北斗一號」衛星導航定位系統，不受通訊信號和空間距離的影響，一台主指揮機進行衛星定位後，可連接多部類似手機的「北斗一號」終端機，終端機每次可編寫40多字的短信發送到指定手機上，非常有利于震區的救援信息傳遞。

工作原理

「北斗一號」衛星定位系統由兩顆地球靜止衛星（800e和1400e）、一顆在軌備份衛星（110.50e）、中心控制系統、標校系統和各類用戶機等部分組成。系統的工作過程是：首先由中心控制系統向衛星i和衛星ii同時發送詢問信號，經衛星轉發器向服務區內的用戶廣播。用戶響應其中一顆衛星的詢問信號，並同時向兩顆衛星發送響應信號，經衛星轉發回中心控制系統。中心控制系統接收並解調用戶發來的信號，然後根據用戶的申請服務內容進行相應的數據處理。對定位申請，中心控制系統測出兩個時間延遲：即從中心控制系統發出詢問信號，經某一顆衛星轉發到達用戶，用戶發出定位響應信號，經同一顆衛星轉發回中心控制系統的延遲；和從中心控制發出詢問信號，經上述同一衛星到達用戶，用戶發出響應信號，經另一顆衛星轉發回中心控制系統的延遲。由於中心控制系統和兩顆衛星的位置均是已知的，因此由上面兩個延遲量可以算出用戶到第一顆衛星的距離，以及用戶到兩顆衛星距離之和，從而知道用戶處於一個以第一顆衛星為球心的一個球面，和以兩顆衛星為焦點的橢球面之間的交線上。另外中心控制系統從存儲在計算機內的數字化地形圖查尋到用戶高程值，又可知道用戶出於某一與地球基準橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統可最終計算出用戶所在點的三維坐標，這個坐標經加密由出站信號發送給用戶。

「北斗一號」的覆蓋範圍是北緯5°一55°，東經70°一140°之間的心臟地區，上大下小，最寬處在北緯35°左右。其定位精度為水平精度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。系統能容納的用戶數為每小時540000戶。

發射情況

2003年5月25日，我國成功將第三顆「北斗一號」導航定位衛星送入太空。前兩顆「北斗一號」衛星分別於2000年10月31日和12月21日發射升空。第三顆與前兩顆「北斗一號」工作星，組成了完整的衛星導航定位系統，可以確保全天候、全天時提供衛星導航信息。第三顆北斗衛星的發射升空，標誌着我國成為繼美國全球衛星定位系統（GPS）和前蘇聯（俄羅斯）的全球導航衛星系統（GLONASS）後，在世界上第三個建立了完善衛星導航系統的國家^[2]。

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