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北斗卫星导航系统的发展及其现代海运业的应用

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，可全天候、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，并具有短报文通信能力。

2012年12月27日，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。

2014年11月23日，国际海事组织海上安全委员会审议通过了对北斗卫星导航系统认可的航

行安全通函，这标志着北斗卫星导航系统正式成为全球无线电导航系统的组成部分，取得了面向现代

海运业应用的国际合法地位。[1]

一、北斗卫星导航系统的发展

1.北斗卫星导航系统的发展概况

中国自20世纪后期开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路，逐步形成了三步走发展战

略：2000年底，建成北斗一号系统，向中国提供服务；2012年底，建成北斗二号系统，向亚太

地区提供服务；目前，我国正在实施北斗三号系统建设。根据系统建设总体规划，计划2018年，面

向“一带一路”沿线及周边国家提供基本服务；2020年前后，完成35颗卫星发射组网，为全球用

户提供服务。

目前，正在运行的北斗二号系统免费向亚太地区提供公开服务。定位精度优于10米，

测速精度优于0.2米/秒，授时精度优于50纳秒。

2.北斗三号卫星导航系统的建设与特点

2017年是北斗导航卫星的全球布网开局之年，2017年11月，实施了北斗三号全球组网卫星的

首次发射。从2017到2020年这4年中，中国将把多种类型的近30颗北斗卫星送入轨道，并借此向

用户提供覆盖全球的高水准导航服务。

北斗二号系统与北斗三号系统的区别：

(1)星座情况：北斗二号系统由14颗卫星组网。北斗三号系统由35颗卫星组网。

(2)北斗三号系统不仅在卫星组网方面从区域走向全球，更在卫星重量(增加1倍以上)、寿命

(由5年左右增加至10年左右)、激光通信等方面有所创新。比如北斗三号采用星载氢原子钟，其精

度比北斗二号的星载铷原子钟提高一个数量级。

(3)北斗三号系统增加了卫星搜救和全球位置报告功能，在必要时可以让用户机随时向中心系统报

告动态和位置。

(4)定位精度更高，由北斗二号系统的民用精度10米左右提高至北斗三号系统的亚米级，可以

在更广泛的范围内扩展应用。

3.北斗卫星导航系统的构成

北斗系统基本组成包括空间段、地面控制段和用户段。

()，((

⑴空间段空间星座由5颗地球静止轨道GEO卫星分别位于东经58°.75、80°、

(

110°.5、140。和160°的赤道上空)、27颗中圆地球轨道MEO卫星和3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)

卫星组成。该系统于2012年覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球，系统将向全球提供高精度、高可

靠性的定位、导航和授时以及短报文通信服务。静止轨道卫星的高度为

36000千米左右，30颗非静止轨道卫星的高度为21600千米左右。[2]

(2)地面控制段：负责系统导航任务的运行控制，主要由主控站、时间同步/注入站、监测站等

组成。

主控站是北斗系统的运行控制中心，主要任务包括：收集各时间同步/注入站、监测站的导航

信号监测数据，进行数据处理，生成导航电文；负责任务规划与调度和系统运行管理

与控制；负责星地时间观测比对，向卫星注入导航电文参数；卫星有效载荷监测和异常情况分析

等。

时间同步/注入站主要负责完成星地时间同步测量，向卫星注入导航电文参数。

监测站对卫星导航信号进行连续观测，为主控站提供实时观测数据。

(3)用户段：多种类型的北斗用户终端，包括与其他导航系统兼容的终端。

4.目前覆盖的区域

北斗二号卫星导航系统现阶段可以连续提供公开服务的区域包括55°S—55°N、70°E

—150°E的大部分区域。

二、北斗卫星导航系统与GPS系统的特点比较