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中国北斗卫星导航系统介绍

1、人造地球卫星特点及种类

用途广、种类繁多，有太空“信使”通信卫星、太空“遥感器”地球资源卫星、

太空“气象站”气象卫星、太空“向导”导航卫星、太空“间谍”侦察卫星、太

空“广播员”广播卫星、太空“测绘员”测地卫星、太空“千里眼”天文卫星等，

组成一个庞大的“卫星世家”。

2、人造地球卫星飞

行原理

人造地球卫星能在

地球轨道上运行，首

先是因为它具有第

一宇宙速度（7.9千

米／秒），还有就是

因为地球的引力（向

心力）一直拉着它，

正向细绳子拉着石

子一样。如果卫星飞

行速度快，离心力超

过地球引力时，卫星

聚会脱离地球飞向

远方的太空。

3、北斗卫星导航系

统工作原理

北斗卫星导航系统

﹝BeiDou（COMPASS）

Navigation

SatelliteSystem﹞

是中国自行研制开

发的区域性有源三

维卫星定位与通信

系统（CNSS），是除

美国的全球定位系

统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系

统致力于向全球用户提供高质量的定位导航、和授时服务其建设与发展则遵循，

开放性、自主性、兼容性、渐进性这4项原则。2011年4月10日4时47分，

我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭，成功将第八颗北斗卫星送入太

空预定转移轨道。2011年7月27日5时44分，我国在西昌卫星发射中心用“长

征三号甲”运载火箭，成功将第九颗北斗卫星送入预定转移轨道。

北斗卫星导航系统的工作过程是：首先由中心控制系统向卫星I和卫星

II同时发送询问信号，经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一

颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，经卫星转发回中心控制系

统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号，然后根据用户的申请服务内容进

行相应的数据处理。对定位申请，中心控制系统测出两个时间延迟：即从中心

控制系统发出询问信号，经某一颗卫星转发到达用户，用户发出定位响应信号，

经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟；和从中心控制发出询问信号，经上述

同一卫星到达用户，用户发出响应信号，经另一颗卫星转发回中心控制系统的延

迟。

由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的，因此由上面两个延迟量可以算

出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于

一个以第一颗

卫星为球心的

一个球面，和

以两颗卫星为

焦点的椭球面

之间的交线

上。另外中心

控制系统从存

储在计算机内

的数字化地形

图查寻到用户

高程值，又可

知道用户处于

某一与地球基

准椭球面平行

的椭球面上。

从而中心控制

系统可最终计

算出用户所在

点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。

短报文通信：一次可传送多达120个汉字的讯息。

精密授时：精度达10纳秒。

定位精度：水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。

工作频率：2491.75MHz。

系统容量：每小时540000户。

4、北斗卫星导航系统“三步走”计划

第一步，即区

域性导航系

统，已由北斗

一号卫星定位

系统完成，这

是中国自主研

发，利用地球

同步卫星为用

户提供全天

候、覆盖中国

和周边地区的

卫星定位系

统。中国先后

在2000年10

月31日、2000

年12月21日

和2003年5月25日发射了3颗“北斗”静止轨道试验导航卫星，组成了“北斗”

区域卫星导航系统。北斗一号卫星在汶川地震发生后发挥了重要作用。

第二步，即在“十二五”前期完成发射12颗到14颗卫星任务，组成区域性、

可以自主导航的定位系统；

第三步，即在2020年前，有30多颗卫星覆盖全球。北斗二号将为中国及周

边地区的军民用户提供陆、海、空导航定位服务，促进卫星定位、导航、授时服

务功能的应用，为航天用户提供定位和轨道测定手段，满足导航定位信息交换的

需要等。