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  • BDS北斗卫星导航系统
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BDS北斗卫星导航系统 BDS北斗卫星导航系统 BDS北斗卫星导航系统


BDS是北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System)的英文简写,是中国自行研制的全球卫星导航系统,也是继GPS和GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。BDS由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务,并且具备短报文通信和国际搜救等功能。


系统规划

BDS的系统规划遵循了“自主、开放、兼容、渐进”的原则,按照“先区域、后全球”的总体思路,分步实施了“三步走”的发展战略:

  • 第一步,建设北斗一号系统。1994年,启动北斗一号系统工程建设;2000年,发射2颗地球静止轨道卫星,建成系统并投入使用,采用有源定位体制,为中国用户提供定位、授时、广域差分和短报文通信服务;2003年发射第3颗地球静止轨道卫星,进一步增强系统性能。

  • 第二步,建设北斗二号系统。2004年,启动北斗二号系统工程建设;2012年,发射5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星,建成系统并投入使用,采用无源定位体制,为亚太地区用户提供定位、导航、授时和短报文通信服务。

  • 第三步,建设北斗三号系统。2017年,启动北斗三号系统工程建设;2020年,发射3颗地球静止轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星和24颗中圆地球轨道卫星,建成系统并投入使用,采用无源定位体制,为全球用户提供定位、导航、授时和短报文通信服务。

BDS的系统规划还包括了地基增强系统和星基增强系统,以提高系统的服务性能和可靠性:

  • 地基增强系统。按照“统一规划、统一标准、共建共享”的原则,整合国内地基增强资源,建立以北斗为主、兼容其他卫星导航系统的高精度卫星导航服务体系。利用北斗/GNSS高精度接收机,通过地面基准站网,利用卫星、移动通信、数字广播等播发手段,在服务区域内提供1-2米、分米级和厘米级实时高精度导航定位服务。

  • 星基增强系统。通过地球静止轨道卫星搭载卫星导航增强信号转发器,可以向用户播发星历误差、卫星钟差、电离层延迟等多种修正信息,实现对原有卫星导航系统定位精度的改进。按照国际民航标准,开展北斗星基增强系统设计、试验与建设。

系统组成

BDS由空间段、地面段和用户段三部分组成:

  • 空间段。由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。北斗一号系统由3颗地球静止轨道卫星组成;北斗二号系统由5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星组成;北斗三号系统由3颗地球静止轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星和24颗中圆地球轨道卫星组成。

  • 地面段。包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站,以及星间链路运行管理设施。主控站负责系统的运行管理、卫星轨道确定、卫星状态监控、卫星信号参数注入、用户位置计算、用户短报文信息交换等功能;时间同步/注入站负责系统的时间同步、卫星信号参数注入、卫星状态监测等功能;监测站负责卫星信号参数监测、卫星信号质量评估、卫星导航增强信息生成等功能;星间链路运行管理设施负责卫星间链路的运行管理、卫星间链路信号参数注入等功能。

  • 用户段。包括北斗及兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品,以及终端设备、应用系统与应用服务等。终端设备根据不同的应用需求,可以分为手持型、车载型、船载型、飞机载型、手机型等多种类型,具有接收卫星信号、计算位置、速度、时间、显示导航信息、发送或接收短报文等功能。应用系统与应用服务根据不同的行业和领域,可以提供交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等多种应用服务。


系统功能

BDS能够向用户提供多种服务功能,包括:

  • 基本导航服务。向全球用户提供无源定位、导航、授时服务,服务性能指标为:空间信号测距误差优于0.5米,定位精度单频测量为7米,双频测量为3米,测速精度0.2米/秒,授时精度20纳秒,可用性99%。在亚太地区,服务性能指标更优,定位精度单频测量为5米,双频测量为2.5米,测速精度0.1米/秒,授时精度10纳秒,可用性99%。

  • 精密单点定位服务。通过使用B2b信号,向全球用户提供厘米级的高精度定位服务,服务性能指标为:定位精度0.1米,授时精度1纳秒,可用性99%。该服务主要应用于测绘、地理信息、工程建设、智能交通等领域。

  • 星基增强服务。通过使用B1C和B2a信号,向全球用户提供米级的增强定位服务,服务性能指标为:定位精度1米,授时精度10纳秒,可用性99%。该服务主要应用于民航、海事、铁路等领域。

  • 短报文通信服务。通过使用L波段和S波段信号,向全球用户提供短报文通信服务,服务性能指标为:信息容量120字节,信息速率1.2kbps,可用性99%。该服务主要应用于渔业、气象、救灾、公共安全等领域。

  • 国际搜救服务。通过使用UHF波段和B2b信号,向全球用户提供国际搜救服务,服务性能指标为:信息容量112字节,信息速率400bps,可用性99%。该服务主要应用于海上、航空、陆地等领域的紧急救援。

  • 地基增强服务。通过使用移动通信或互联网,向全球用户提供分米级或厘米级的地基增强定位服务,服务性能指标为:定位精度1-2米或0.1米,授时精度10纳秒或1纳秒,可用性99%。该服务主要应用于测绘、地理信息、工程建设、智能交通等领域。


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