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北斗导航系统的发展历程及前景浅议

摘要:介绍了我国拥有自主知识产权的北斗卫星（BDS）全球定位导航系统，

研制的国际背景以及该系统的技术特点、主要应用领域和发展历程。

关键词:北斗导航系统，发展历程，技术特点，应用领域。

一、北斗导航系统的发展的国际背景

上世纪90年代，世界上建成并提供服务的卫星导航系统，有美国GPS、俄罗

斯的格洛纳斯（GLONASS）和我国建立的北斗卫星导航系统。美国建立的GPS卫

星导航系统可向全球提供军用与民用服务；俄罗斯建立的格洛纳斯卫星导航早期

也可提供此类服务，后期因经济衰退使卫星补网出现了困难，最少时只有7颗在

轨卫星，使卫星导航服务大打折扣，但是美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯牢牢占

据了先发优势，先后完成全球卫星组网，实现“一步建全球”。

二、北斗导航系统的特点

2000年建成北斗一号试验卫星导航系统，使我国成为世界上第三个拥有完全

自主知识产权的卫星导航系统的国家。2000年发射了2颗地球静止轨道卫星，初

步建成系统并投入使用，该系统采用有源定位体制，为中国用户可提供定位、授

时、广域差分和短报文通信服务；2003年又发射了第三颗地球静止轨道卫星，进

一步增强系统性能。

2012年建成为亚太地区提供服务北斗二号区域卫星导航系统。2004年启动

北斗二号系统工程建设于2012年底完成地球静止轨道卫星5颗、倾斜地球同步

轨道卫星5颗和中圆地球轨道卫星4颗的发射组网，该系统在兼容北斗一号技术

基础上，增加无源定位体制，可为亚太地区用户提供定位、测速、授时、广域差

分和短报文通信服务。

2020年建成为全球服务北斗三号全球卫星导航系统。2009年启动北斗系统

建设，在继承北斗一号和北斗二号有源服务和无源服务两种技术体系。2018年，

面向“一带一路”沿线及周边国家提供基本服务；2020年前后完成全部35颗卫

星发射组网，为全球用户提供服务。

三、北斗导航系统的自主创新

在北斗卫星导航系统20多年的建设过程中，我国卫星导航研制人员走出了

一条自主创新、追求极致的发展道路，面对西方国家的技术封锁，在没有自己的

原子钟和导航芯片、全球建站困难等条件下，取得了一个个的技术突破，实现全

球服务。如图1北斗系统组成，北斗一号系统的自主创新，主要解决了导航卫星

最基本的技术问题，如供配电的太阳帆板等，实现核心产品的国产化。使我国卫

星导航系统的建设从“受制于人”实现了“自主可控”。

图1北斗系统组成

北斗二号系统在国际上首个提出高中轨道混合星座新体制，攻克了以高精度

星载原子钟为代表的多项关键技术，在国际上属于首创，实现了定位、短报文通

信、差分增强三种服务融为一体的新模式。为进一步提高技术，打下了坚实基础。

北斗三号系统由整个系统的核心空间段卫星星座、地面段系统（包括主控站、

监测站、上行注入站等）和用户终端（用户机）等三部分组成。

实现了星间链路、自主定轨等关键技术并拥有几乎全部的知识产权，使北斗

导航卫星单机和关键元器件国产化率达到100%的完全自主。可以说北斗系统的核

心竞争力。正是在于我国强大的自主创新体系能力和举国体制优势，使北斗全球

卫星导航系统在创新中发展、在发展中提升。

四、北斗导航系统应用与发展

北斗系统技术应用上日益完善，已经深入到国民经济各个领域。具体如下：

1）国内智能手机生产的销售中，北斗已经成为标配，并且世界主流手机芯

片大都支持北斗，使北斗系统日益走近百姓生活。与其他卫星导航系统相比，北

斗能够实现秒级定位精度提高到±1.2m，装配专业天线时精度可达到厘米级，而

±1.2m的高精度，意味着车道级定位得以实现；授时精度优于±20纳秒；在亚

太区域授时精度优于10纳秒，北斗系统除了具备全球定位导航与授时服务功能

外，还具备有全球短报文通信、区域短报文通信、星基增强、国际搜救、精密单

点定位、地基增强等七种功能服务，能更好地满足不同用户的需求。

2）北斗系统的导航服务已被电子商务、移动智能终端制造、位置服务等厂

商广泛采用，已经进入到大众消费、共享经济和民生等领域，在国民经济众多领

域时刻改变着人们的生产生活方式。

3）截至2022年，在交通运输方面中国境内有超过900多万辆的各种营运车

辆、4万多辆邮政和快递车辆，40多个城市约10万多辆公交车4000多座内河导

航设