Sunday, March 09, 2008
北斗卫星导航定位系统
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弯曲评论(www.tektalk.cn)此前已经介绍了全球卫星定位系统GNSS的概念、美国的GPS、欧洲的GNSS伽利略、以及俄罗斯的GNSS即GLONASS。今天弯曲评论介绍中国自主知识产权的GNSS, 北斗。
北斗的全称是北斗导航系统(Beidou Navigation System),或者北斗卫星导航定位系统(Beidou Satellite Navigation and Positioning System),新华社的英文通告中也介绍称Compass Navigation System。北斗是中国独立开发的卫星导航定位系统。目前的北斗一代系统包括四颗卫星属于试验系统,只覆盖中国部分地区。正在开发中的北斗二代系统包括35颗卫星,将是一个真正的全球卫星导航定位系统。
北斗的第一颗卫星发射于2000年10月。2003年9月,中国加入欧洲伽利略计划,预计投资2.3亿欧元。但是中国并没有停止北斗的开发,后续卫星一直在发射。2006年11月2日,中国宣布2008年内北斗将提供精度在10米以内的服务。到目前为止,北斗卫星的发射情况如下:
发射日期 | 发射火箭 | 卫星 | 轨道 | 备注 |
2000年10月31日 | 长征三号甲 | 北斗一号A | 地球同步轨道东经140度 | 已不再使用 |
2000年11月21日 | 长征三号甲 | 北斗一号B | 地球同步轨道东经80度 | 使用中 |
2003年5月25日 | 长征三号甲 | 北斗一号C | 地球同步轨道东经110.5度 | 使用中 |
2007年2月3日 | 长征三号甲 | 北斗一号D | 地球同步轨道东经86度 | 使用中 |
2007年4月14日 | 长征三号甲 | 北斗二号A | 中地轨道21500公里 | 使用中 |
北斗一代使用地球同步轨道卫星(GPS,GLONASS和伽利略都使用中地轨道卫星)。这就意味着,北斗一代不需要那么多卫星,但是同时也降低了覆盖范围——其服务范围是东经70度到140度,北纬5度到55度的地区。北斗一代工作流程大致如下:
1. 北斗一代终端发送信号。
2. 每颗地球同步卫星都接受到信号。
3. 每颗卫星把其接收到信号的准确时间回传给地面站。
4. 地面站计算北斗终端的经度和维度,并根据搜救地图(relief map)确定高度。
5. 地面站把北斗终端的三维位置发送给卫星。
6. 卫星把计算好的位置传输给终端。
此外,北斗一代终端也可以和地面站直接联系。
正在开发中的北斗二代系统是一个真正的全球系统。北斗二代包括35颗卫星,其中五颗是地球同步轨道,其余30颗是中地轨道卫星,能真正覆盖全球。对比GPS仅有24颗中地轨道卫星(没有地球同步卫星),可以看出北斗二代有相当程度的改进。北斗二代将提供两层服务:对中国民用的免费服务,和军事用途的特许服务。民用免费服务定位精度将达到10米,时钟同步精度达到50纳秒,测速精度达到0.2米/秒。军用特许服务将提供更高的精度,可用于通信,并可以向用户反馈全系统状况。
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