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北斗導航系統 | |
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北斗衛星導航系統(英文名稱:BeiDou Navigation Satellite System,簡稱BDS)是中國自行研製的全球衛星導航系統,也是繼GPS、GLONASS之後的第三個成熟的衛星導航系統。北斗衛星導航系統(BDS)和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO,是聯合國衛星導航委員會已認定的供應商。 [1]
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。
北斗衛星導航系統是全球四大衛星導航核心供應商之一,在軌衛星已達39顆。從2017年底開始,北斗三號系統建設進入了超高密度發射。北斗系統正式向全球提供RNSS服務,在軌衛星共39顆。2019年還將再發射5-7顆,2020年再發射2-4顆衛星後,北斗全球系統建設將全面完成。 [2]
中文名:北斗衛星導航系統
外文名:BeiDou Navigation Satellite System
簡 稱:BDS研製
國家:中國
定位精度:10米
測速精度:0.2米/秒
授時精度:10納秒
建設原則:自主、開放、兼容、漸進
概述
北斗衛星導航系統(以下簡稱北斗系統)是中國着眼於國家安全和經濟社會發展需要,自主建設、獨立運行的衛星導航系統,是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要空間基礎設施。
隨着北斗系統建設和服務能力的發展,相關產品已廣泛應用於交通運輸、海洋漁業、水文監測、氣象預報、測繪地理信息、森林防火、通信時統、電力調度、救災減災、應急搜救等領域,逐步滲透到人類社會生產和人們生活的方方面面,為全球經濟和社會發展注入新的活力。 [3]
1、導航系統組成
北斗衛星導航系統由空間端、地面端和用戶端三部分組成。空間端包括5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星。地面端包括主控站、注入站和監測站等若干個地面站。用戶端由北斗用戶終端以及與美國GPS、俄羅斯「格洛納斯」(GLONASS)、歐洲「伽利略」(GALILEO)等其他衛星導航系統兼容的終端組成。
2、發射衛星:10顆北斗導航衛星
中國此前已成功發射四顆北斗導航試驗衛星和十顆北斗導航衛星(其中,北斗-1A已經結束任務),將在系統組網和試驗基礎上,逐步擴展為全球衛星導航系統。
3、服務性能:25米精度
經前期系統測試,北斗系統試運行服務期間主要性能如下: 1.服務區:東經84度到160度,南緯55度到北緯55度之間的大部分區域。 2.位置精度:平面25米、高程30米。 3.測速精度:每秒0.4米。 4.授時精度:50納秒。
2012年,覆蓋區內定位精度達到10米。
4、覆蓋範圍:
從2011年12月27日開始,向中國及周邊地區提供連續的導航定位和授時服務。2012年,再發射6顆組網衛星,形成覆蓋亞太大部分地區的服務能力。2020年,建成覆蓋全球的北斗衛星導航系統。
5、兼容性:
中國將推動北斗系統與美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略系統兼容共用,目前已着手終端產品研發工作。[4]
系統特點
1、北斗系統空間段採用三種軌道衛星組成的混合星座,與其他衛星導航系統相比高軌衛星更多,抗遮擋能力強,尤其低緯度地區性能特點更為明顯。
2、北斗系統提供多個頻點的導航信號,能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。
3、北斗系統創新融合了導航與通信能力,具有實時導航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通信服務五大功能。 [5]
發展步驟
——第一步,建設北斗一號系統。1994 年,啟動北斗一號系統工程建設;2000 年,發射 2 顆地球靜止軌道衛星,建成系統並投入使用,採用有源定位體制,為中國用戶提供定位、授時、廣域差分和短報文通信服務;2003 年,發射第 3 顆地球靜止軌道衛星,進一步增強系統性能。
——第二步,建設北斗二號系統。2004 年,啟動北斗二號系統工程建設;2012 年年底,完成 14 顆衛星(5 顆地球靜止軌道衛星、5 顆傾斜地球同步軌道衛星和 4 顆中圓地球軌道衛星)發射組網。北斗二號系統在兼容北斗一號系統技術體制基礎上,增加無源定位體制,為亞太地區用戶提供定位、測速、授時和短報文通信服務。
——第三步,建設北斗三號系統。2009 年,啟動北斗三號系統建設;2018 年年底,完成 19 顆衛星發射組網,完成基本系統建設,向全球提供服務;計劃 2020 年年底前,完成 30 顆衛星發射組網,全面建成北斗三號系統。北斗三號系統繼承北斗有源服務和無源服務兩種技術體制,能夠為全球用戶提供基本導航(定位、測速、授時)、全球短報文通信、國際搜救服務,中國及周邊地區用戶還可享有區域短報文通信、星基增強、精密單點定位等服務。[6]
應用與產業化情況
北斗提供全球服務以來,國家各行各業應用北斗的信心倍增,全面布局北斗產業," 北斗+""+北斗 " 的產業生態體系進一步豐富完善,北斗規模化、產業化和國際化應用再上新台階。
1、新信號催生新產品。支持北斗三號新信號的 22 納米工藝射頻基帶一體化導航定位芯片,體積更小、功耗更低、精度更高,已實現規模化應用。同時,新一代北斗高精度天線、板卡、寬帶射頻芯片等系列產品完成研發,性能指標持續提升,已具備大規模應用推廣條件。此外,國外主流廠商也紛紛推出支持北斗三號新信號的基礎產品。
2、融合應用拓展新領域。在工業互聯網、物聯網、車聯網等新興應用領域,自動駕駛、自動泊車、自動物流等創新應用層出不窮。隨着 5G 商用時代的到來,北斗正在與新一代通信、區塊鏈、人工智能等新技術加速融合,北斗應用新模式、新業態、新經濟不斷湧現。
3、傳統應用增添新活力。北斗與交通運輸、農林牧漁、電力能源等傳統應用領域業務融合不斷深化,規模進一步擴大,成效進一步顯現,如交通運輸部建設運行的營運車輛動態監管系統,入網車輛已超過 650 萬輛,正在向鐵路運輸、內河航運、遠洋航海、航空運輸及交通基礎設施建設管理方面縱深推進。在慶祝新中國成立七十周年閱兵儀式上,無論是在裝備方隊、空中梯隊、還是步兵方隊,北斗的高精度定位都得到廣泛使用。
4、保障環境支撐新發展。積極推進國家衛星導航法治建設,已基本完成《中華人民共和國衛星導航條例》意見徵集。近年來,我國衛星導航專利申請呈快速增長態勢,截至今年底,累計申請 7 萬件,位居全球第一;北斗國家標準和專項標準陸續發布,應用產業保障環境逐步完善。[7]
國際合作與交流情況
北斗邁入全球服務新時代,為建設人類命運共同體、時空服務共同體貢獻北鬥力量。
一是雙邊合作走深走實。中俄衛星導航政府間合作協定正式生效,為中俄互建監測站等合作提供組織與法律保障;中美深化信號互操作協調;中歐開展頻率協調。持續推動系統兼容共用,讓全球用戶更好地享用多系統帶來的好處。
二是多邊合作成果顯著。在聯合國全球衛星導航系統國際委員會(ICG)等多邊平台上積極發聲。成功舉辦第二屆中阿北鬥合作論壇、第一屆中國 - 中亞北鬥合作論壇,與 " 一帶一路 " 國家和國際組織的合作更加廣泛,持續擴大北斗 " 朋友圈 "。
三是北斗應用落地海外。國產北斗基礎產品已出口 120 余個國家和地區,基於北斗的土地確權、精準農業、數字施工、智慧港口等,已在東盟、南亞、東歐、西亞、非洲等得到成功應用。
四是國際標準快速推進。北斗全球信號技術指標基本完成驗證,計劃明年進入國際民航組織標準;支持北斗三號新信號的首個 5G 移動通信國際標準成功立項;正在開展北斗中軌搜救載荷相關標準文件制定和入網測試;首個北斗船載終端檢測標準通過國際電工委員會審議。[8]
重要意義
1、軍隊不必受到美國導航的制約
在「北斗」導航系統研發之前,中國軍方在導航系統上,同樣是使用的GPS系統。也正是因為如此,在過去的多年時間中,中國並沒有少在這方面吃虧。而全面推動「北斗」系統之後,中國必將不會再在這個方面吃虧。
2、建立更強的民用導航體系
在現代化高速發展的中國,不僅是軍事用途中,需要強大的導航系統,即使是在民用上,同樣也不會例外。尤其是對於沿海地區的漁民而言,導航系統更是意義非凡。「北斗」系統的全面發展與普及,將為中國帶來更加強大的民用導航體系。
3、進一步促進中國經濟的發展
在經濟社會中,不僅是在漁業中需要使用到導航系統。在人們的日常生活中,需要使用到導航系統的時候,也並不算少。從目前的一些相關資料上來看,中國導航系統的需求異常強大。如果能夠讓「北斗」系統全面普及,必將促進中國經濟的進一步發展。[9]
相關視頻
1、北斗導航系統彰顯中國智慧,「北斗特色」都有哪些
2、北斗導航系統
參考來源
- ↑ 北斗走進阿拉伯:中國導航系統服務全球「開門紅」,環球網,2018-04-17
- ↑ 我國北斗系統在軌衛星已達39顆 明年將全面完成建設,新華網,2019-09-04
- ↑ 北斗衛星導航系統介紹,黨政機關網,2017-03-16
- ↑ 北斗導航系統介紹,新浪網
- ↑ 北斗衛星導航系統介紹,黨政機關網,2017-03-16
- ↑ 北斗衛星導航系統發展報告,黨政機關網,2018
- ↑ 北斗衛星導航系統應用服務體系 1.0 版本正式發布 ,搜狐網,2019-12-27
- ↑ 北斗衛星導航系統應用服務體系 1.0 版本正式發布 ,搜狐網,2019-12-27
- ↑ 北斗導航系統發展的重要意義解析:中國軍隊導航不再受制於美國,快資訊網,2020-03-16