北斗星定位系统

中国的GPS——北斗星导航定位系统

２００３年５月２５日零时３４分，“长征”运载火箭在西昌卫星发射中心成功地将第三颗“北斗—号”导航定位卫星送上太空。这次发射的“北斗一号”是北斗星导航定位系统的备份星。它与前两颗“北斗一号”工作星（分别于２０００年１０月３１日和１２月２１日发射升空）组成了中国完整的卫星导航定位系统，确保全天候、全天时提供卫星导航信息。它标志着中国已建立了完善的第一代卫星导航定位系统，对保障中国的经济安全和国防安全将发挥重要作用。


北斗星导航系统的原理和性能


北斗星导航定位系统（简称北斗系统）由空间星座、地面控制中心系统和用户终端三部分构成。地面控制中心系统作为整个系统的功能中枢，完成用户终端位置解算、通信信息转发、用户数据保存、系统监控管理等一系列功能，可为用户提供定位、通信和授时服务。用户终端是直接由用户使用的设备，用于发送定位请求和通信信息，接收定位信息、通信信息和定时信息，实现单机定位和双向数字简短报文通信功能，也可作为自主导航和精确授时设备。

北斗系统采用主动定位方式，先由用户终端主动向地面控制中心发出定位请求（入站），地面控制中心根据用户请求信号，测量并计算出用户到两颗卫星的距离，并根据中心存储的数字高程地图或用户请求中所带的测高信息算出用户到地心的距离，再由这三个距离按三球交会测量原理进行定位解算，然后将解算结果上星广播（出站）由该用户终端接收，这样就完成了与ＧＰＳ精度相当的快速实时定位过程。通过这种信号传输和信息转发，北斗系统还实现了其每次多达１００个以上汉字的简短数字报文通信和几十纳秒级精度的精密授时功能。

我国的北斗导航系统与美国ＧＰＳ和俄罗斯ＧＬＯＮＡＳＳ有很大的不同：一是使用范围不同。“北斗—号”是区域卫星导航系统，只能用于中国及其周边地区；而ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ都是全球导航定位系统，在全球任何一点都能导航定位。二是卫星的数量和轨道不同。“北斗一号”只有３颗，位于高度近３．６万ｋｍ的地球同步轨道；而ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ都是多星系统。三是定位原理不同。“北斗一号”是用户先发射需要定位的信号，通过卫星转发至地面控制中心，地面控制中心解算出位置后再通过卫星转发给用户；而ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ用户只需要接收４个卫星的位置信息，由自