CNSS北斗定位技術初探

李宏璽

摘 要：我國建設和發展北斗系統，目的是為了促進我國導航領域的發展和應用。建設高精度的導航體系，不僅要求系統穩定，質量好，還應具有巨大的應用效益。目前我國的北斗導航體系對國際開放，提供全球化的高精度免費服務。當前，我國與世界各國正積極開展合作，在系統的兼容性和互操作性上取得了很大進展，不斷推動我國的衛星導航事業的向前發展。

關鍵詞：北斗；定位；技術

中圖分類號：U666.134 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）02-0029-01

1960年初，美國和蘇聯開始發展新一代全球衛星導航系統。90年代，全球衛星導航系統GPS和GLONASS開始建成投產。2000年起，中國自主知識產權的CNSS北斗衛星導航系統開始成功建成，2003年后正式開通并開始了運行應用。

1 北斗衛星導航系統（IBDS或COMPASS）

我國的北斗衛星導航系統，屬于自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統。由空間、地面控制端和用戶終端三部分組成。空間上包括5顆地球靜止軌道衛星，30顆非靜止軌道衛星。地面控制端包括注入站、主站和監測站等設施基站組成。用戶端由與GPS、GLONASS、GALILEO等不同的衛星導航系統有良好了兼容性的終端組成。

與GPS和GLONASS系統之間的最大差別在于，北斗衛星導航系統實現了用戶知道自己的位置，還可以告訴別人自己的位置，適用于移動數據通訊和導航，如搜救、交通、調度指揮、地理信息實時查詢等。目前，該系統已經成功應用于防災減災、測繪、交通、電信、漁業、國家安全等不同的領域，社會經濟效益顯著，在我國南方冰凍災害、汶川地震救災、北京奧運會中都發揮了極其重要的作用。

我國自主知識產權的“北斗”衛星導航系統，控制區域采用自主控制的方式，優勢十分明顯。北斗衛星導航系統的建設發展，對社會主義現代化事業和經濟進步都具有重要的意義。

2 北斗系統特點

相比于其他的衛星導航系統，北斗系統立足我國的具體國情，采用自主開發和研制的模式，保證了中國本土最大范圍的全區域覆蓋，大致的覆蓋范圍為東經70-140°，北緯約5-55°，并且已經對東南亞實現全覆蓋。北斗系統的精度很高，具有20米的三維定位精度，授時精度約高達100納秒。北斗系統容量較之于以前的衛星定位系統，有了大幅度的提升，一般的用戶容量可以達到540000戶/小時，屬于領先水平。北斗系統還具有優越的服務能力，通信上實現了雙向通報，用戶一次可以傳達40～60漢字信息，一次最多可傳送120個漢字的信息，對于遠洋作業非常有利和方便，在氣象預報、救災救援以及海運、陸運、交通管理和運輸商業中發揮的作用越來越重要。如表1所示。

3 北斗系統組成

目前的北斗系統，采用的體制技術與GPS體系有一定的相同之處，也是由空間系統、地面的控制系統、用戶終端等部分組成。區別于其他的衛星導航系統的是，北斗系統的衛星空間組成方式和它們不一樣，主要采用偽隨機噪聲碼序列捕獲方法，在調制及編碼導航電文、載波頻率和碼頻率、用戶的定位解算方式方面都存在一定方式的不同。

（1）空間衛星；北斗的空間衛星為三顆，距離地面的距離為36000 km，系統頻段為衛星無線電定位業務的頻段，上行的L頻段，頻率范圍為1626.5-1610MHz，下行的S頻段，頻率范圍2500-2483.5MHz，空間衛星的任務是完成地面中心控制系統和用戶之間的雙向無線電信號收發工作。衛星S波段天線是主要負載用戶之間的雙向無線電信號收發器。

（2）地面中心控制系統；地面控制中心系統是導航和定位系統管理控制中心，具有完整的系統信息收集、生產、加工、測量和控制等功能，由信號收發子系統、信息處理子系統、監控子系統和通道監控子系統等組成。比如，當你進入一個陌生的地方，你可以用裝有北斗衛星導航芯片手機，找到所需要的路徑和方向。還可以查詢最近的停車場、餐廳、酒店或其他任何你想去的地方，服務商會立即根據你的位置，找到需要信息。

（3）用戶終端；用戶終端部分由信號接收天線、混頻、發射裝置、放大部分、顯示器、信息輸入鍵盤組成。

服務在中國是一個新概念，它有四大需求：國家任務的執行、科學和技術的發展、工業市場的需求、國家安全與國家戰略，四項任務密切相關。北斗正是基于這種國家服務的理念提出的，在應用上也嚴格遵循以上法則。現代信息社會的快速發展，時空信息服務需求的不斷增加，國家性服務和北斗衛星時間、空間優勢整合的發展趨勢越來越明顯。這種開發和應用，在提供具體技術支持的同時，還極大的拓寬了北斗應用的領域和范圍。

4 結語

中國北斗導航衛星系統的建設和應用，是一個偉大而艱巨的系統工程，建設和使用過程中會面臨許多技術挑戰，需要多種技術力量進行研究和突破，積極探索和掌握核心的先進技術，研發自主產權的器件，盡量縮短測試的周期，降低運營中的各種風險，保證北斗衛星系統長期穩定運行，對于我國各行各業的發展和國家的進步都有重要的現實意義和戰略意義。

參考文獻：

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