北斗二代导航系统

2021-11-19 科技 253阅读
北斗卫星导航系统(北斗二代)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统,致力于向全球用户提供定位、导航、授时服务。中国在2003年完成了具有区域导航功能的北斗卫星导航试验系统(北斗一代),之后开始构建服务全球的北斗卫星导航系统,于2012年起向亚太大部分地区正式提供服务,并计划至2020年完成全球系统的构建。
按照规划,北斗卫星导航定位系统将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,采用东方红3号卫星平台。30颗非静止轨道卫星又细分为27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星组成,27颗MEO卫星平均分布在倾角55度的三个平面上,轨道高度21500公里。
北斗卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。开放服务在服务区免费提供定位,测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度为0.2米/秒。授权服务则是军事用途的马甲,将向授权用户提供更安全与更高精度的定位,测速,授时服务,外加继承自北斗试验系统的通信服务功能。
卫星信号强于现有的GPS
北斗卫星导航定位系统的基本定位是由27颗MEO卫星完成的,通过三个55°倾角的轨道平面个部署9颗卫星,定位精度可以达到10米以内,理论上可以达到水平和垂直方向7.5米精度,北斗系统尽管是GPS系统的仿制品,但根据2007年MEO-1卫星发射后国外技术人员对信号的测定,北斗卫星导航定位系统在B1频段比GPS高7个dB,充分体现了后发优势,在新的GPS III系统部署前,北斗卫星导航定位系统的性能要优秀得多。
中国及周边地区导航精度提升
5颗静止轨道卫星不仅提供RNSS服务,还继承了试验系统的RDSS信号链路,仍保留了短报文通信功能。为了提高定位精度满足航空I类精密进近(CAT-1)的要求,我国采用GEO卫星进行了精度增强,5颗GEO卫星完全可以满足我国及其周边地区的CAT-1精度要求,达到垂直定位4.4~7.7米的性能,在高密度可见星区可以满足国土资源调查的无基站水平1米实时定位精度要求,在北斗卫星导航系统建成后实现这些性能的话,北斗的性能将超越现有的GPSII系统,甚至超过一些GPS区域增强系统增强后的性能。
高纬度地区导航精度提升
为了满足高纬度地区进行信号增强工作的需求,增设了3颗IGSO轨道卫星。IGSO卫星高度和静止轨道卫星相同,但是倾角不为0,因此轨道中心在赤道设定的经度上,星下点南北来回运动在地面上划出很明显的8字形轨迹。IGSO轨道卫星克服了GEO卫星在高纬度地区仰角过低的问题,可以对高纬度地区进行有效的信号增强。3颗IGSO卫星轨道最北到北纬55°,可对我国领土范围内进行有效的精度增强。
卫星导航的第一目的是为军事服务,即使GPS也是如此。从094核潜艇形成战斗力考虑,国内一直论证5IGSO甚至7IGSO卫星,将增强范围大幅度北推,满足我国战略核武器系统的定位需求。北推的增强范围的另一个思路是类似于日本准天顶(Quasi-Zenith Satellite System)GPS增强系统,轨道高度不在同步轨道上,将8字形变形大幅度北推,以较少的卫星实现需求的信号定位增强性能。
北斗二代导航系统仍然保留了一代的短报文通讯功能,这个功能是GPS不具备的,此功能在应急救灾的时候可以起到关键的作用。
——————来自百度经验
2012年启用的
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