北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)90142課件

2011-61北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展之路美國GPS歐盟伽利略俄羅斯GLONASS中國北斗（一）競相發(fā)展的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)1、系統(tǒng)狀態(tài)：四大系統(tǒng)衛(wèi)星在軌數(shù)量變化情況

2020年GPS36顆GLONASS30顆北斗35顆GALILEO30顆2、服務(wù)性能：GPS導(dǎo)航信號發(fā)展情況ARNSBand

RNSSBand

ARNSBand

P(Y)C/AL5ML2CL1CL1L2L5BlockIIA,1990BlockIII,2013BlockIIR-M,2005BlockIIF,2010

2005年12月(artist’sconcept)新信號原信號本頁圖片摘自ICG-3會議1575.421227.6-250-240-230-220PowerSpectrum(dBW/Hz)Frequency(MHz)服務(wù)性能：空間信號精度提升情況GPS本頁圖片摘自ICG-4會議GLONASS陸地應(yīng)用海洋應(yīng)用航空應(yīng)用航天應(yīng)用大眾消費3、應(yīng)用：衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用增長情況

（二）北斗對中國的貢獻(xiàn)（二）北斗對中國的貢獻(xiàn)（一）競相發(fā)展的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一、世界衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展中的北斗（三）北斗對世界的貢獻(xiàn)2、星箭組批生產(chǎn)，啟動組網(wǎng)發(fā)射2007年4月14日MEO衛(wèi)星2009年4月15日GEO衛(wèi)星2010年1月17日GEO衛(wèi)星衛(wèi)星運載火箭3、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，致力持續(xù)發(fā)展5、培育人才隊伍，奠定發(fā)展基礎(chǔ)（二）北斗對中國的貢獻(xiàn)（一）競相發(fā)展的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一、世界衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展中的北斗（三）北斗對世界的貢獻(xiàn)（三）北斗對世界的貢獻(xiàn)1164MHz1300MHz1215MHz1260MHz1559MHz1610MHz衛(wèi)星導(dǎo)航L頻段1、新增導(dǎo)航頻率資源，開辟新的發(fā)展空間1164MHz1300MHz1215MHz1260MHz1559MHz1610MHz新增新增2000年世界無線電通信大會二、世界衛(wèi)星導(dǎo)航競爭中的北斗挑戰(zhàn)一：建設(shè)高性能的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)挑戰(zhàn)二：建設(shè)高可靠的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)挑戰(zhàn)三：發(fā)展高效益的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)挑戰(zhàn)一：建設(shè)高性能的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)高性能的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，核心是擁有一套富有特色的、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的新體制、新方案，包含多項關(guān)鍵技術(shù)。例如：先進(jìn)的導(dǎo)航信號體制星間鏈路和自主運行高精度星載原子鐘技術(shù)星間鏈路和自主運行高精度星載原子鐘技術(shù)系統(tǒng)可靠性設(shè)計觀念體制方法系統(tǒng)目標(biāo):高可靠可靠性設(shè)計總數(shù)50顆2010年2020年……星箭批產(chǎn)和高密度發(fā)射

大型復(fù)雜星座控制與管理二、世界衛(wèi)星導(dǎo)航競爭中的北斗挑戰(zhàn)一：建設(shè)高性能的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)挑戰(zhàn)二：建設(shè)高可靠的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)挑戰(zhàn)三：發(fā)展高效益的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)挑戰(zhàn)三：發(fā)展高效益的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展高效益的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，核心是在國外系統(tǒng)競爭的情況下，在較短時間內(nèi)完成北斗在國家經(jīng)濟(jì)安全領(lǐng)域的推廣應(yīng)用和在大眾市場的迅速擴(kuò)展。主要挑戰(zhàn)有：核心自主知識產(chǎn)權(quán)的接收機(jī)芯片有競爭力的應(yīng)用解決方案和規(guī)模推廣策略核心自主知識產(chǎn)權(quán)的接收機(jī)芯片芯片自主創(chuàng)新目標(biāo)掌握核心技術(shù)保護(hù)自主知識產(chǎn)權(quán)提高核心競爭力有競爭力的應(yīng)用解決方案和規(guī)模推廣策略歷史機(jī)遇：

國家戰(zhàn)略需求迫切國家經(jīng)濟(jì)實力保障實施導(dǎo)航重大專項把握機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，實現(xiàn)“質(zhì)量、安全、應(yīng)用、效益”的目標(biāo)，需要創(chuàng)新組織管理模式，建立科學(xué)的競爭、激勵、監(jiān)督、評價機(jī)制，關(guān)注政策、標(biāo)準(zhǔn)、人才、合作、文化、知識產(chǎn)權(quán)等。（二）服務(wù)國家的北斗（一）中國特色的北斗三、世界衛(wèi)星導(dǎo)航愿景中的北斗（三）面向世界的北斗（一）中國特色的北斗2020年前，建成獨立自主、開放兼容、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，達(dá)到國際一流水準(zhǔn)，并具有中國特色。（一）中國特色的北斗首先實現(xiàn)我國及周邊地區(qū)覆蓋，然后逐步擴(kuò)展覆蓋全球面向全球提供服務(wù)，我國及周邊地區(qū)可獲得更高精度服務(wù)1、發(fā)展策略：突出區(qū)域、面向全球（一）中國特色的北斗在全球范圍內(nèi)，提供授權(quán)服務(wù)和免費的開放服務(wù)在我國及周邊地區(qū)，還提供短報文和差分完好性服務(wù)（一）中國特色的北斗2、系統(tǒng)服務(wù)發(fā)揮中國特色社會主義的制度優(yōu)勢發(fā)揮市場在資源配置中的基礎(chǔ)性作用（一）中國特色的北斗3、組織實施：充分發(fā)揮新形勢下的舉國體制作用

（二）服務(wù)國家的北斗（一）中國特色的北斗（三）走向世界的北斗（二）服務(wù)國家的北斗三、世界衛(wèi)星導(dǎo)航愿景中的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用，只有想不到的，沒有做不到的。未來，北斗將為我國提供統(tǒng)一的時空基準(zhǔn)服務(wù)，在我國國家安全和國民經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，保障國家經(jīng)濟(jì)社會安全，轉(zhuǎn)變國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)信息化建設(shè)的跨躍式發(fā)展。（二）服務(wù)國家的北斗充分發(fā)揮衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、滲透性強的特點，不斷衍生出新應(yīng)用、新產(chǎn)品、新市場，進(jìn)一步拓展衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)領(lǐng)域和應(yīng)用規(guī)模，實現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航無處不在。1、推動應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)新，提升應(yīng)用規(guī)模“創(chuàng)新應(yīng)用，方法先行”。發(fā)揮衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用只受想象力限制的特點，持續(xù)創(chuàng)新應(yīng)用方法，深度挖掘應(yīng)用潛力，大幅提升應(yīng)用質(zhì)量。2、推動應(yīng)用方式創(chuàng)新，提升應(yīng)用質(zhì)量充分發(fā)揮衛(wèi)星導(dǎo)航與其他信息產(chǎn)業(yè)間互補、融合、增值的特點，創(chuàng)新應(yīng)用價值，提升應(yīng)用效果，成為我國經(jīng)濟(jì)社會增收增效的“新引擎”。3、推動應(yīng)用價值創(chuàng)新，提升應(yīng)用效用（二）服務(wù)國家的北斗（一）中國特色的北斗（三）面向世界的北斗（三）面向世界的北斗三、世界衛(wèi)星導(dǎo)航愿景中的北斗1、作為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)核心供應(yīng)商之一，將致力于推動全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2、通過國際交流合作，將致力于實現(xiàn)與世界其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容互操作，為用戶提供更好的服務(wù)。3、融入國際民航、海事等標(biāo)準(zhǔn)體系，使北斗擁有其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球應(yīng)用的同等質(zhì)量和同等地位。（三）面向世界的北斗系統(tǒng)概述1.基本原則2.系統(tǒng)基本描述3.系統(tǒng)部署4.應(yīng)用5.兼容與互操作6.結(jié)論52內(nèi)容1.基本原則2.系統(tǒng)基本描述3.系統(tǒng)部署4.應(yīng)用5.兼容與互操作6.結(jié)論內(nèi)容53

中國自上世紀(jì)80年代決策建設(shè)獨立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2003年，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)建成，并在多個領(lǐng)域進(jìn)行了很好的應(yīng)用。目前，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正在建設(shè)當(dāng)中。

54開放性自主性兼容性漸進(jìn)性

基本原則55

基本原則56開放性

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將為用戶免費提供高質(zhì)量的開放服務(wù)，并且歡迎全世界的用戶使用北斗系統(tǒng)。

中國將與其他國家就衛(wèi)星導(dǎo)航有關(guān)問題進(jìn)行廣泛深入的交流，以推動GNSS及其相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

基本原則57自主性

中國將獨立自主地發(fā)展和運行北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)能夠獨立為全球用戶提供服務(wù)，尤其是將為亞太地區(qū)提供更高質(zhì)量的服務(wù)。

基本原則58兼容性北斗系統(tǒng)將致力于實現(xiàn)與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容和互操作。

基本原則59漸進(jìn)性北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將依據(jù)中國的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展實際，遵循循序漸進(jìn)的模式建設(shè)。

北斗系統(tǒng)將通過改進(jìn)系統(tǒng)性能，確保系統(tǒng)建設(shè)階段平穩(wěn)過渡，為用戶提供長期連續(xù)的服務(wù)。1.基本原則2.系統(tǒng)基本描述3.系統(tǒng)部署4.應(yīng)用5.兼容與互操作6.結(jié)論內(nèi)容60系統(tǒng)描述61系統(tǒng)組成信號特征時間系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)服務(wù)和性能系統(tǒng)組成星座GEO衛(wèi)星MEO衛(wèi)星空間段5顆GEO衛(wèi)星和30顆Non-GEO衛(wèi)星62地面段由主控站、上行注入站和監(jiān)測站組成。系統(tǒng)組成地面段63用戶段由北斗用戶終端以及與其他GNSS兼容的終端組成。

北斗系統(tǒng)的用戶終端用戶段系統(tǒng)組成64用戶段系統(tǒng)組成65

用戶終端研制進(jìn)展順利，相關(guān)的政策和標(biāo)準(zhǔn)也在研究和制定當(dāng)中。北斗系統(tǒng)民用信號ICD文件（1.0版本）的技術(shù)準(zhǔn)備已完成，北斗系統(tǒng)民用信號ICD文件及其更新將逐步在北斗系統(tǒng)政府網(wǎng)站上發(fā)布。信號特征頻段B1:1559.052~1591.788MHzB2:1166.22~1217.37MHzB3:1250.618~1286.423MHz66截至星座信號（實際發(fā)射）2012年5GEO+5IGSO+4MEO（區(qū)域服務(wù)）主要是北斗系統(tǒng)第二階段信號2020年5GEO+3IGSO+27MEO（全球服務(wù)）主要是北斗系統(tǒng)第三階段信號北斗系統(tǒng)第二階段信號信號特征67信號中心頻點(MHz)碼速率(cps)帶寬(MHz)調(diào)制方式服務(wù)類型B1(I)1561.0982.0464.092QPSK開放B1(Q)2.046授權(quán)B2(I)1207.142.04624QPSK開放B2(Q)10.23授權(quán)B31268.5210.2324QPSK授權(quán)68北斗系統(tǒng)第三階段信號信號中心頻點(MHz)碼速率(cps)數(shù)據(jù)/符號速率(bps/sps)調(diào)制方式服務(wù)類型B1-CD1575.421.02350/100MBOC(6,1,1/11)開放B1-CPNoB1-A2.04650/100BOC（14，2）授權(quán)NoB2aD1191.79510.2325/50AltBOC(15,10)開放B2aPNoB2bD50/100B2bPNoB31268.5210.23500bpsQPSK(10)授權(quán)B3-AD2.557550/100BOC(15,2.5)授權(quán)B3-APNo時間系統(tǒng)69北斗時（BDT）溯源到協(xié)調(diào)世界時UTC（NTSC），與UTC的時間偏差小于100納秒。BDT的起算歷元時間是2006年1月1日零時零分零秒（UTC）。BDT與GPS時和Galileo時的互操作在北斗設(shè)計時間系統(tǒng)時已經(jīng)考慮，BDT與GPS時和Galileo時的時差將會被監(jiān)測和發(fā)播。北斗系統(tǒng)采用中國2000大地坐標(biāo)系統(tǒng)

（CGS2000）。CGS2000與國際地球參考框架ITRF的一致性約為5個厘米，對于大多數(shù)應(yīng)用來說，可以不考慮CGS2000和ITRF的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。坐標(biāo)系統(tǒng)70服務(wù)和性能兩種全球服務(wù)開放服務(wù)：免費、開放定位精度:10m授時精度:20ns測速精度:0.2m/s授權(quán)服務(wù):確保高可靠應(yīng)用（甚至是在復(fù)雜條件下）。71服務(wù)和性能兩種區(qū)域服務(wù)廣域差分服務(wù)定位精度:1m短報文通信服務(wù)72內(nèi)容1.基本原則2.系統(tǒng)基本描述3.系統(tǒng)部署4.應(yīng)用5.兼容與互操作6.結(jié)論73部署步驟第一步——北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)北斗第一階段742000年以來，成功發(fā)射3顆GEO衛(wèi)星，建成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠提供基本的定位、授時和短報文通信服務(wù)。2000年10月31日140E2000年12月21日80E2003年5月25日110.5E作為全球系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首先在2012年左右覆蓋亞太地區(qū)，并將在2020年前覆蓋全球。

北斗系統(tǒng)第二階段北斗系統(tǒng)第三階段2012年左右2020年前部署步驟第二步——全球系統(tǒng)752007年4月，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，確保了ITU頻率資料，并完成了大量技術(shù)試驗。COMPASS-M1發(fā)射76COMPASS-G2發(fā)射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）在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長征三號丙運載火箭成功發(fā)射，驗證了GEO導(dǎo)航衛(wèi)星相關(guān)技術(shù)。

77新的GEO衛(wèi)星發(fā)射

2010年1月17日，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的第三顆組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長征三號丙運載火箭成功發(fā)射，該衛(wèi)星也是系統(tǒng)的第二顆GEO衛(wèi)星。782010年1月22日，衛(wèi)星定點于東經(jīng)160度并開始發(fā)射信號。目前，衛(wèi)星正在進(jìn)行在軌測試。

截至2012年底，將由長征系列運載火箭陸續(xù)發(fā)射10余顆衛(wèi)星。80內(nèi)容1.基本原則2.系統(tǒng)基本描述3.系統(tǒng)部署4.應(yīng)用5.兼容與互操作6.結(jié)論81應(yīng)用82北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)已在多個領(lǐng)域發(fā)揮了非常重要的作用，包括：測繪通信水利減災(zāi)海事交通勘