北斗卫星导航系统及其应用

张雁丘

摘 要

北斗系统已经广泛应用到社会各领域之中，取得了较大的成效，在社会各领域之中有着极其重要的作用。

【关键词】北斗系统 系统建设 应用推广

我国在北斗卫星导航系统目前正按“三步走”的战略执行。第一步已经取得了成功，从2002年左右，我国相继发射了三颗北斗导航试验卫星，均取得了成功。第二步在2012年前，北斗卫星导航系统开始为亚太地区提供以下几方面的服务，第一个是定位服务，第二个是导航服务，第三个事授时服务，第四个是短报文通信服务。第三步计划的时间是在2020年前后，我国要逐步将北斗系统覆盖全球。

1 北斗卫星导航系统

为了更好的提升定位系统的性能，我国研发制作了北斗卫星导航系统。从以下几方面进行了改进，第一方面是导航的体制，第二方面是测距方法，第三方面是卫星星座，第四方面是信号结构，第四方面是接收机。我国计划先建设成区域性的系统，接下来逐渐将该系统扩展成全球系统。

1.1 系统组成

系统是由以下几部分组成，第一部分是空间段，第二部分是地面段，第三部分是用户段。

区域系统卫星星座计划是由以下几部分组成，第一部分是GEO，也就是地球静止轨道，第二部分是IGSO，也就是地球倾斜轨道，第三部分是MEO，也就是中圆轨道。

全球系统空间段是由以下几部分组成，第一是部分是5颗GEO卫星，第二部分是30颗非静止轨道卫星。而非静止轨道卫星则是由以下几种卫星组成，第一是27颗MEO卫星，第二是3颗IGSO卫星。在这当中MEO卫星的轨道高度在21500km，其位置在3个轨道的面上，轨道的倾角为55度；IGSO卫星的轨道高度在三万六千米，位置在3个轨道的面上，轨道的倾角为55度。卫星都是采取长征系列的运载火箭来进行发射。

地面段主要是由以下几部分组成，第一部分是主控站，第二部分是注入站，第三部分是若干监测站。主控站的任务是对其他监测站的数据进行收集，然后对这些数据进行处理，完成任务的调度，从而更好的实现系统的控制等等。注入站要服从主控站的调派，完成以下的工作，第一项工作是卫星导航电文，第二项工作是差分完好性信息注入，第三项工作是有效载荷的控制管理。监测站的任务是接受卫星信号，将收到的信号传送给主控站，进而实现跟踪卫星以及监测卫星。

用户段则是由其他终端构成的。北斗用户就有着兼容的功能，能够对GPS以及GALILEO等有着兼容的作用。

1.2 工作体制

北斗卫星导航系统使用的是RDSS与RNSS集成体制，RDSS也即是卫星无线电测定，RNSS则是卫星无线电导航，能够如同GPS以及GALILEO系统一般，为用户提供一下几方面的服务，第一方面是卫星无线电导航，第二方面是位置报告的服务，第三方面是短报文通信的服务。

1.3 导航信号

系统在以下B1和B2以及B3这几个频段上发射以下几种导航信号，一种是开放服务导航型号，另一种是三路授权服务导航信号。B1是在1559.052至1591.788MHz的范围内，B2的范围是在1166.22至1217.37MHz，B3的范围是在1250.618至1286.423MHz。

2 北斗卫星系统的应用

2.1 国防应用

北斗衛星导航技术能够作用于我国的国防建设上，能够提升我国军队的军事任务能力。系统运行以来，在以下几方面得到了广泛的应用，第一方面是军事训练，第二方面是抢险救灾，第三方面是边防执勤，第四方面是反恐维稳。

2.2 保障电力畅通

电网是一个非常重大的系统工程，要保障电厂以及变电站设备的有效运行，就一定要保障设备内部时钟保持一致。为了使内部的时钟保持一致，我国电力系统只能借助于GPS，将其作为授时手段。随着我国北斗导航系统的研发成功，我国结束了一直以来依赖于GPS的历史，解决了时间同步中的几个难题，第一个难题是可靠的的时钟源，第二个难题是全网时间同步管理，第三个难题是远程来实施监测与维护。这样一来，就能够非常有效的保障了我国的电力安全。

2.3 在灾害救援中发挥了较大的作用

北斗系统在近些年的灾害监测中发挥了重要的作用，例如在汶川地震中就发挥了重要的作用。

在汶川发生地震之时，我国相关部门立即将北斗一号终端机交由给汶川地震区的救援队伍，该终端机有许多的作用，不仅能接收卫星的信号，还能够用短报文来与指挥控制中心进行交流。在监控中心的屏幕中，指挥者可以了解每一个救援分队的位置，可以通过报文形式来传送监控的命令。

2.4 自动测报气象

为解决无人区的气象数据观测，我国有关部门经过了多年的实验，研发制作了气象测报的设备——北斗终端设备。如下图，该设备很好的解决了我国气象局的数字报文自动传输汇集。此外，北斗设备逐渐的应用到了人工影响天气作业领域，取得了较好的成效，如图1所示。

3 结语

随着科技的不断发展与进步，北斗卫星导航系统也将得到更好的发展，在今后的社会各领域之中得到更加广泛的应用，进而惠及大众。在今后，我国的科研人员一定高研究发展北斗卫星导航系统，让其在我国的军事上、经济上、气象预测上等等都能够起到更好的作用，促进我国综合国力的提升。

参考文献

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[2]唐金元，于潞，王思臣.北斗卫星导航定位系统应用现状分析[J].全球定位系统，2008（02）：26-30.

[3]贠敏，葛榜军.北斗卫星导航系统及应用[J].卫星应用，2012（05）：19-23.

作者单位

深圳航空有限责任公司航线三中队 广东省深圳市 518101