學(xué)科專題研討課程論文

1、學(xué)科專題前沿技術(shù)講座課程論文2017- 2018學(xué)年第一學(xué)期論文題目：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的進(jìn)展、貢獻(xiàn)與挑戰(zhàn)學(xué)院：物理學(xué)院專業(yè)班級(jí)：電路與系統(tǒng)學(xué) 號(hào)：XXXXX姓 名：XXX 導(dǎo) 師：XXX北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的進(jìn)展、貢獻(xiàn)與挑戰(zhàn)XXX（XXXXX 物理學(xué)院 XX XX 130000）摘要：衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展已進(jìn)入百花齊放、群星爭(zhēng)艷的時(shí)代。主要評(píng)述我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 的發(fā)展、應(yīng)用、貢獻(xiàn)及面臨的挑戰(zhàn)。介紹北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)原則和建設(shè)步驟；介 紹我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在兼容與互操作框架下在頻率、坐標(biāo)系統(tǒng)、時(shí)間系統(tǒng)方面的兼容與 互操作實(shí)現(xiàn)概況；描述北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在冗余度概念下的主要貢獻(xiàn)；簡(jiǎn)要說明北斗導(dǎo)航驗(yàn)證系 統(tǒng)

2、的重要應(yīng)用和面臨的主要挑戰(zhàn)。關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；進(jìn)展；挑戰(zhàn)Abstract: Satellite navigation has stepped into the era of a hundred flowers in bloom. The progress, application, contribution and challenges of Compass/Beidou satellite system is reviewed and analyzed. Firstly, the construction principles and development steps are in

3、troduced. Secondly, the general realizations of signal frequency and the coordinate system as well as the time system of Beidou satellite navigation system in the frame of compatibility and interoperability are described. Thirdly, in the concept of redundancy, the main contributions of Beidou system

4、 are analyzed. At last,the applications and the main challenges of Beidou system are reviewe. dKey words: Compass/Beidou； development； challenges1引言全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GPS、GIONASS已經(jīng)建成并投入使用，不僅促進(jìn)了導(dǎo)航 定位理論與應(yīng)用的變革，也促進(jìn)丁相關(guān)產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展。為提高衛(wèi)星導(dǎo)航定位的自 主性、安全性、完好性，中國(guó)和歐盟先后啟 動(dòng)了 Compass/北斗和Galileo衛(wèi)星導(dǎo) 航系統(tǒng)的建設(shè)。之后，日本啟動(dòng)了偽天頂衛(wèi)星系統(tǒng)QZSS （quasi

5、-zenith satellite system嚴(yán)，印度也啟動(dòng)了 IRNSS導(dǎo)航系統(tǒng)。中國(guó)正在運(yùn)行和正在建設(shè)的Compass系統(tǒng)是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS） 的重要組成部分。我國(guó)自19世紀(jì)80代決定建設(shè)獨(dú)立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Compass/北斗），2003年，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航驗(yàn)證系統(tǒng)建成，并在多個(gè)領(lǐng)域得到 了廣泛的應(yīng)用。面對(duì)眾多衛(wèi)星導(dǎo)航信息資源時(shí)，一方面可以利用豐富的導(dǎo)航信息，極大地提 高衛(wèi)星導(dǎo)航用戶的可用性、精確性、完好性和町靠性，但是也不得不面對(duì)隨即出現(xiàn) 的頻率資源的競(jìng)爭(zhēng)、衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)、時(shí)間頻率主導(dǎo)權(quán)的競(jìng)爭(zhēng)以及兼容與互 操作的爭(zhēng)論，也包括針對(duì)我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)貢獻(xiàn)與干擾的爭(zhēng)論。為此

6、，本文在簡(jiǎn)單介紹我國(guó)北斗（Compass導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)基本概況的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)評(píng)述我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用與貢獻(xiàn)；此外基于作者個(gè)人認(rèn) 識(shí)，也簡(jiǎn)單分析我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)面臨的問題。2系統(tǒng)建設(shè)原則與進(jìn)展步驟北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理在多篇文獻(xiàn)中已有介紹3-4。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的基本 原則是：開放性、自主性、兼容性、漸進(jìn)性5。開放性：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將為用戶免費(fèi)提供高質(zhì)量的開放服務(wù)，并且歡迎全 球用戶使用北斗系統(tǒng)。中國(guó)將與其他國(guó)家就衛(wèi)星導(dǎo)航有關(guān)問題進(jìn)行廣泛深入的交流 與合作，以推動(dòng)GNSS及其相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。自主性：中國(guó)將獨(dú)立自主地發(fā)展和運(yùn)行Compass系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)能獨(dú)立為全 球用戶提供服務(wù)，尤其是為亞

7、太地區(qū)提供高質(zhì)量的服務(wù)。兼容性：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)使用衛(wèi)星無線電導(dǎo)航業(yè)務(wù)頻段，與其他衛(wèi)星導(dǎo)航 系統(tǒng)間存在頻譜重疊。我國(guó)愿意在國(guó)際電聯(lián)有關(guān)規(guī)則、建議的指導(dǎo)下通過頻率協(xié) 調(diào)，實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的兼容和互操作。漸進(jìn)性：北斗系統(tǒng)將依據(jù)中網(wǎng)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際，遵循循序漸進(jìn)的模式 建設(shè)。通過改進(jìn)系統(tǒng)性能，確保系統(tǒng)建設(shè)平穩(wěn)過渡，為用戶提供長(zhǎng)期連續(xù)的服務(wù)。 北斗系統(tǒng)的發(fā)展分為三步：驗(yàn)證系統(tǒng)、擴(kuò)展的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)和全球?qū)Ш较到y(tǒng)。1第一步：驗(yàn)證系統(tǒng)。2000年以來，中國(guó)已成功發(fā)射3顆GEO衛(wèi)星，初 步建成北斗一星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠提供基本的定位、授時(shí)和短報(bào)文通信服 務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)驗(yàn)汪系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)域?yàn)闁|經(jīng)70

8、 140,北緯5 55，定位精度優(yōu)于20 m。北斗試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：一是首次 定位速度快。北斗驗(yàn)證系統(tǒng)的用戶定位、電文通信和位置報(bào)告可在幾秒內(nèi)完成，而 GPS首次定位一般需要1 3 mino二是集定位、授時(shí)和報(bào)文通信為一體，GPS和 GLONASS系統(tǒng)只解決了用戶在何時(shí)、在何地的授時(shí)和定位問題，北斗驗(yàn)證系統(tǒng) 是世界上首個(gè)集定位、授時(shí)和報(bào)文通信為一體的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，解決了 “何人、何 時(shí)、何處”的相關(guān)問題，實(shí)現(xiàn)了位置報(bào)告、態(tài)勢(shì)共享。三是授時(shí)精度高。GPS的精 密定位服務(wù)(PPS)授時(shí)精度為200 ns,北斗驗(yàn)證系統(tǒng)的單向授時(shí)精度達(dá)100 ns,雙向 定時(shí)精度達(dá)到20 ns，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于GPS

9、的授時(shí)精度。四是可實(shí)現(xiàn)分類保障。即町劃分 使用等級(jí)范圍，授權(quán)用戶與公開用戶分開，公開用戶也可隨時(shí)進(jìn)行定位保障等級(jí)的調(diào) 整、優(yōu)先權(quán)調(diào)配和能力集成5。2第二步：擴(kuò)展的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)。在驗(yàn)證系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,北斗 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將 進(jìn)行區(qū)域?qū)Ш侥芰ν卣埂＜从?2顆衛(wèi)星組成擴(kuò)展區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，采取有源與 無源相結(jié)合體制，兼容北斗驗(yàn)證系統(tǒng)的全部功能。2011年左右覆蓋亞太地區(qū)， 即服務(wù)拓展到南北緯55 ,東經(jīng)55至180 5。3第三步：北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。在擴(kuò)展區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)12顆衛(wèi)星基礎(chǔ) 上，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)將由區(qū)域拓展到全球設(shè)計(jì)性能優(yōu)于俄羅斯的 GLONASS,與第三代GPS性能相當(dāng)。將在2020年左右

10、為全球用戶提供服務(wù)。2007年4月13日，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的首顆MEO(Compass-M1)衛(wèi)星成功 發(fā)射，軌道高度約為21550 km7。2009年4月15日，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的首 顆GEO衛(wèi)星(Compass-G2)也成功發(fā)射。最近幾年，將發(fā)射10余顆衛(wèi)星。3與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容與互操作3.1兼容與互操作的一般描述兼容與互操作是多導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)資源利用與共享的蓖要內(nèi)容。2007年印度班加羅爾（Bangalore）舉行的第一次衛(wèi)星導(dǎo)航供應(yīng)商論壇會(huì)議初步提出 了兼容與互操作原理及定義，2008年在美國(guó)加州舉行的第三次供應(yīng)商論壇會(huì)議對(duì) 兼容與互操作定義進(jìn)行了更新。3.1.1兼容性描述兼容性是

11、指分別或綜合使用多個(gè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及區(qū)域增強(qiáng)系統(tǒng)，不會(huì)引起 不叮接受的干擾，也小會(huì)傷害其他單一衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及其服務(wù)。其主要內(nèi)容包括：國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）提供無線電頻率兼容討論框架，頻率兼容應(yīng)涉及全部 細(xì)節(jié)因素，包括接收機(jī)噪聲水平的影響，以及干擾與信號(hào)之間的互相關(guān)問題；兼容性應(yīng)關(guān)注每個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的授權(quán)與公開服務(wù)信號(hào)的頻潛分離，盡管某些 信號(hào)重疊是不可避免，但衛(wèi)星導(dǎo)航供應(yīng)商之間應(yīng)進(jìn)行討論，以便構(gòu)建雙方町接受的 方案；鼓勵(lì)任何其他改進(jìn)兼容性的決策。實(shí)際上，兼容性不僅包括無線電頻率的兼容還應(yīng)包括坐標(biāo)系統(tǒng)兼容，時(shí)間系統(tǒng)兼容，發(fā)射功率兼容等。3.1.2互操作性描述互操作是指綜合利用多個(gè)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、

12、區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、增強(qiáng)衛(wèi)星 導(dǎo)航系統(tǒng)及相應(yīng)服務(wù)，能夠在用戶層面比單獨(dú)使用一種服務(wù)獲得更好的能力。主要 內(nèi)容包括：同時(shí)處理小同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)并不顯著增加接收機(jī)的成本和復(fù)雜性；多衛(wèi)星星座播發(fā)公用互操作信號(hào)將改善觀測(cè)幾何結(jié)構(gòu)，改善所有地點(diǎn)用戶 的定位精度，減少衛(wèi)星信號(hào)受遮擋的范圍，提高衛(wèi)星的可視性；坐標(biāo)框架的實(shí)現(xiàn)及時(shí)間系統(tǒng)應(yīng)極大限度地固聯(lián)于國(guó)際現(xiàn)已存在的統(tǒng)一標(biāo) 準(zhǔn)；4 .鼓勵(lì)任何其他改善互操作的決策。顯然，互操作的實(shí)現(xiàn)必須基于衛(wèi)星導(dǎo)航 系統(tǒng)的兼容性?；诨ゲ僮鞲拍?，用戶在PNT（定位、導(dǎo)航、定時(shí)）方面所獲得的 效益應(yīng)大于付出的代價(jià)；用戶可望獲得更可靠、更豐富的PNT服務(wù)；而且這些 互操作不應(yīng)顯著增

13、加接收機(jī)的研發(fā)負(fù)擔(dān)；多衛(wèi)星系統(tǒng)所發(fā)射信號(hào)的最大接收功率應(yīng) 該相近；系統(tǒng)供應(yīng)商應(yīng)該相互播發(fā)包括坐標(biāo)系統(tǒng)和系統(tǒng)時(shí)間偏差在內(nèi)的互操作信 息；頻率多樣性是可行的，而且有益于提高抗干擾能力。3.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與其他導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容與互操作3.2.1北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的頻率兼容與互操作衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的頻率資源十分緊缺，不同 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)間的頻譜重疊不可避免。關(guān)于頻譜重疊和頻譜分離是目前兼容與互操 作討論的熱點(diǎn)，我們認(rèn)為不同系統(tǒng)服務(wù)信號(hào)間共享頻譜是可行的。對(duì)許多應(yīng)用來 說，開放信號(hào)的頻譜重疊對(duì)實(shí)現(xiàn)互操作是有益的。我國(guó)已向國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)申報(bào)，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)將發(fā)射4個(gè)頻率的信號(hào)： 1561 MHz、1589 M

14、Hz、1268 MHz 及 1207 MHz(E5b) 7，已經(jīng)發(fā)射的 3 頻信 號(hào)為：1561.098 MHz 和 1589.742 MHz，碼速率均 為 2.046 cps 帶寬為 4.092 MHz的B1(l)和B1-2(I)公開服務(wù)信號(hào)；以及中心頻點(diǎn)為1207.14 MHz，碼速率為 2.046 cps，帶寬為24 MHz的B2(l)信號(hào)，還有授權(quán)用戶信號(hào)：1268.52。此外還將 發(fā)射中心頻點(diǎn)分別為1575.42 MHz和1191.795 MHz，碼速率分別為1.023 cps 10.23 cps兩種公開服務(wù)信爭(zhēng)引。3.2.2北斗時(shí)問系統(tǒng)的兼容性與互操作北斗時(shí)(BDT)溯源到協(xié)調(diào)世界

15、時(shí)UTC(NT-SC)，與UTC的時(shí)間偏差小于100 ns。BDT的起算歷元時(shí)間是2006年1月1日零時(shí)零分零秒(UTC)5。在設(shè)計(jì)北 斗時(shí)間系統(tǒng)時(shí)，已經(jīng)考慮到BDT與GPS時(shí)(GPST)、Galileo (GST)和 GLoNASST的互操作問題，并將監(jiān)測(cè)和 發(fā)播BDT與 GPST、GST、GLONASST及GST的時(shí)差。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的時(shí)間系統(tǒng)與其他導(dǎo) 航系統(tǒng)的時(shí)間系統(tǒng)關(guān)系見圖l。GST 曹身際協(xié)調(diào)時(shí)d 1CH BDTAr GPST K國(guó)家協(xié)調(diào)時(shí)1圖1北斗導(dǎo)航時(shí)間系統(tǒng)與其他時(shí)間之間的關(guān)系3.2.3北斗坐標(biāo)系統(tǒng)的兼容性與互操作北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng)為中國(guó)2000大地坐標(biāo)系統(tǒng)（CGCS

16、2000）。CGCS 2000的定義與國(guó)際地球參考系統(tǒng)（ITRS）一致。CGCS2000的實(shí)現(xiàn)稱為CTRF 2000【9-12】。CTRF 2000參考于ITRF 97，歷元 為2000.0。CTRF 2000由三個(gè)層次框架點(diǎn)組成。第一層次：連續(xù)運(yùn)行參考站（28 個(gè)點(diǎn)），形成CGCS 2000基本骨架，精度約為3 mm ；第二層次：“200 （國(guó)家 GPS大地控制網(wǎng)” （2500多點(diǎn)），精度約為3 cm級(jí)；第三層次：全國(guó)天文大地 網(wǎng)（約50000個(gè)點(diǎn)），大地經(jīng)緯度精度約為03 m,大地高精度優(yōu)于0.5 m。顯然，CTRF2000的第一、第二層次參考框架與國(guó)際地球參考框架ITRF的一 致性約為幾

17、個(gè)厘米，對(duì)于大多數(shù)衛(wèi)星導(dǎo)航用戶來說，可以不考慮CTRF2000與 ITRF的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。理淪上，一個(gè)完整的坐標(biāo)系統(tǒng)，應(yīng)包含坐標(biāo)框架的變化速率，但在目前情）兄 下，暫不能提供高精度的CTRF的點(diǎn)位速度信息，也暫不能提供點(diǎn)位坐標(biāo)更新信 息。4北斗導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)互操作的貢獻(xiàn)（PNT）在群星璀璨的星空，未來將有100余顆用于導(dǎo)航的衛(wèi)星（包括GPS、 GLONASS、Galileo、Compass等）；有星羅棋布的觀測(cè)網(wǎng)（包括全球GNSS 服務(wù)系統(tǒng)及IGS觀測(cè)網(wǎng)、各國(guó)的CORS網(wǎng)，以及圍內(nèi)的地殼運(yùn)動(dòng)跟蹤網(wǎng)和各省、 各地區(qū)的CORS系統(tǒng)等）?，F(xiàn)代化的GPS、恢復(fù)元?dú)獾腉LONASS、正在發(fā)展 的Compass和

18、正在建設(shè)的Galileo衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，將極大改善冗余度，改善定位 精度，提高導(dǎo)航定位的靈活度，改善導(dǎo)航質(zhì)量【13】。下面僅從冗余度方面分析北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的貢獻(xiàn)，如圖2。分析圖2可以看出，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及其棚應(yīng)的地面跟蹤站建設(shè)，對(duì)全球?qū)?航用戶的貢獻(xiàn)應(yīng)該是顯著的，町歸納如下：1 .由于衛(wèi)星星座的不同，有利于改善DOP值；由于信號(hào)頻譜的不同，有利于削弱多路徑效應(yīng)的影響，并有利于抵制信號(hào) 干擾帶來的影響；由于北斗自身的多頻體制，有利于削弱電離層和對(duì)流層誤差，從而有利于弱化基準(zhǔn)站距離的限制，有利于固定載波相位模糊度，有利于縮短首次 定位時(shí)問；由于冗余觀測(cè)的大量增加，有利于減弱局部環(huán)境因素帶來的影響，顯

19、然有 利于削弱偶然誤差影響；由于觀測(cè)幾何結(jié)構(gòu)改善，有利于異常誤差診斷，提高導(dǎo)航及授時(shí)結(jié)果的抗 差性，或穩(wěn)健性）；由于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)丫與其他衛(wèi)星系統(tǒng)的兼容，于是有利于減弱信 號(hào)有色噪聲和系統(tǒng)誤差影響；由于星座體系不同，可視衛(wèi)星的增加，有利于提高可用性；由于各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的守時(shí)鐘組不同，有利于發(fā)現(xiàn)單一系統(tǒng)的時(shí)間系統(tǒng)誤 差，有利于改善UTC的精度；由于衛(wèi)星體系不同，有利于衛(wèi)星軌道精度的校核，發(fā)現(xiàn)軌道系統(tǒng)誤差，進(jìn) 而改善衛(wèi)星軌道精度；由于各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)地面跟蹤站的分布及觀測(cè)不同，有利于 改善全球坐 標(biāo)系統(tǒng)的精度。5重要應(yīng)用及面臨的問題5.1北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的重要應(yīng)用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航驗(yàn)證系統(tǒng)已在多個(gè)領(lǐng)域得

20、到成功應(yīng)用，并發(fā)揮了重要作用，包 括：通信、水利、減災(zāi)、海事、海洋漁業(yè)、交通、勘探、森林防火等等。其應(yīng)用的 顯著特點(diǎn)是集定位、授時(shí)、短報(bào)文通信及用戶監(jiān)測(cè)于一體。例如在森林防火系統(tǒng)中，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)與溫濕探測(cè)設(shè)備及地理信息系統(tǒng)進(jìn)行有效集成，使森林防火系統(tǒng)具備火情報(bào)警、火場(chǎng)定位、火情分析、救火 指揮、救火最佳路徑設(shè)計(jì)、分隊(duì)與指揮部的通信、分隊(duì)之間的通信、救火分隊(duì)自身 救援申請(qǐng)、火災(zāi)損害評(píng)估等功能。解決森林中通信難、定位難、指揮難、救援難等 問題。該系統(tǒng)已經(jīng)在我國(guó)森林防火救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。在海洋漁業(yè)應(yīng)用系統(tǒng) 中，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)不儀為漁民提供定位、導(dǎo)航和通信功能，而且也為漁民提供海 洋天氣、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)等

21、信息服務(wù)。自從北斗驗(yàn)證系統(tǒng)開通以來，北斗系統(tǒng)的應(yīng)用范圍迅速拓展，用廣機(jī)生產(chǎn)規(guī) 模不斷擴(kuò)大，北斗注冊(cè)用戶快速增長(zhǎng)。5.2北斗導(dǎo)航系統(tǒng)面臨的問題與挑戰(zhàn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由于起步較晚，國(guó)際國(guó)內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)已基本被GPS和GLONASS占領(lǐng)，許多與衛(wèi)星導(dǎo)航有關(guān)的先進(jìn) 設(shè)備進(jìn)口相對(duì)困難，所以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展也面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。5.2.1國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)首先，北斗面臨無線電頻率資源的競(jìng)爭(zhēng)，要實(shí)現(xiàn)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)與其他衛(wèi)星導(dǎo) 航系統(tǒng)間的兼容與互操，首先面臨頻率資源短缺問題；其次，北斗坐標(biāo)系統(tǒng)的最 佳實(shí)現(xiàn)應(yīng)該全球均勻建站，但是目前情況下很難實(shí)現(xiàn)；第三，衛(wèi)星導(dǎo)航定位市場(chǎng)競(jìng) 爭(zhēng)也十分激烈GPS導(dǎo)航定位用戶在國(guó)際市場(chǎng)上占有絕

22、對(duì)壟斷地位，在國(guó)內(nèi)測(cè)繪、 導(dǎo)航領(lǐng)域也占據(jù)主導(dǎo)地位，GPS時(shí)間系統(tǒng)也已在國(guó)內(nèi)電力、通信、交通、金融、空 間技術(shù)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，要從現(xiàn)有GPS市場(chǎng)份額中占有一席之地十分困難。5.2.2政策問題北斗導(dǎo)航系統(tǒng)尚無健全的國(guó)家政策和標(biāo)準(zhǔn)。為了掌握衛(wèi)星導(dǎo)航的 主導(dǎo)權(quán)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一方面需要構(gòu)建獨(dú)立自主的導(dǎo)航定位與時(shí)間系統(tǒng)，又要 實(shí)現(xiàn)與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容與互操作，所以需要盡快制定較完備的衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展 政策。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展除要滿足國(guó)防建設(shè)急需外，還應(yīng)該促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的 發(fā)展。但是若要實(shí)現(xiàn)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的良性發(fā)展，又必須鼓勵(lì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，反對(duì)壟 斷。沒有競(jìng)爭(zhēng)，北斗的整體技術(shù)就很難進(jìn)步。任何的市場(chǎng)壟斷都可能影

23、響北斗導(dǎo)航 系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步，都有可能葬送北斗導(dǎo)航事業(yè)。與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用相關(guān)的管理政策也急需明確，多層次管理或不順 暢的管理都會(huì)影響北斗用戶的拓展。5.2.3服務(wù)觀念問題中國(guó)的導(dǎo)航體制要求有主動(dòng)服務(wù)觀念。任何的被動(dòng)服務(wù)或消極服務(wù)都會(huì)影響 北斗應(yīng)用范圍的拓展，目前北斗市場(chǎng)占有率并不高，特別需要北斗導(dǎo)航服務(wù)管理 部門增強(qiáng)主動(dòng)服務(wù)觀念，加大對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的宦傳，加快北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)步 伐，提高北斗導(dǎo)航用戶接收機(jī)的性能，減小體積，降低價(jià)格，從而迅速擴(kuò)大北斗導(dǎo) 航系統(tǒng)的用戶群體。5.2.4技術(shù)問題北斗一衛(wèi)星導(dǎo)航也面臨激烈的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。衛(wèi)星系統(tǒng)性能與穩(wěn)定性需要提高； 原子鐘技術(shù)、接收機(jī)技術(shù)、信號(hào)調(diào)制

24、與捕獲技術(shù)等都有很大的發(fā)展空間；與北斗導(dǎo) 航系統(tǒng)相關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)還有改進(jìn)的余地；北斗地面跟蹤站相對(duì)偏少，幾 何結(jié)構(gòu)不夠合理；數(shù)據(jù)服務(wù)中心（類似于IGS）幾乎處于空白，相應(yīng)的服務(wù)產(chǎn)品不 夠豐富。6結(jié)論北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施，也是國(guó)際導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組 成部分，發(fā)展獨(dú)立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是國(guó)家的重大國(guó)策。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)集導(dǎo) 航定位、授時(shí)、用戶監(jiān)測(cè)、短報(bào)文通信于一體，技術(shù)體制上有創(chuàng)新。北斗導(dǎo)航驗(yàn) 證系統(tǒng)建成以來，已得到各類不同用戶的廣泛使用，性能穩(wěn)定、使用方便，適于 不同用戶尤其是集團(tuán)用戶的應(yīng)用，在我國(guó)國(guó)防建設(shè)、森林防火、抗震救災(zāi)、海洋漁業(yè)、交通、水利等行業(yè)已發(fā)揮了重要作用

25、。北斗擴(kuò)展區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)和全球?qū)Ш较到y(tǒng)預(yù)計(jì)分別在2011年和2020年左右建 成，北斗傘球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)面臨十分嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，包括頻率資源、有效載荷、用戶 系統(tǒng)、市場(chǎng)占有率等。此外，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)政策法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步完 善，管理與服務(wù)觀念有待進(jìn)一步加強(qiáng)。但是可以預(yù)期，經(jīng)過我國(guó)廣大衛(wèi)星導(dǎo)航科 技工作者和用戶的共同努力，北斗導(dǎo)航體系和應(yīng)用技術(shù)都有望取得新的突破。北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)建設(shè)將注重與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容與互操作，無論是頻 率、坐標(biāo)系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)都將盡量與同際現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一致，于是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)一 定足未來國(guó)際衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn)者！參考文獻(xiàn)FENG Y,LI B.A Benefit o

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