北斗卫星导航系统介绍
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  中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO,是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

  北斗卫星导航系统由空间段计划由35颗卫星组成,包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。

   2012年12月27日,北斗系统空间信号接口控制文件正式版1.0正式公布,北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。

  预计到2020年,我国将建成由5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统——北斗,实现全球区域覆盖,并且国内精度达到2.5米。

  北斗卫星系统应用:

  短报文通信:北斗系统用户终端具有双向报文通信功能,用户可以一次传送40-60个汉字的短报文信息。可以达到一次传送达120个汉字的信息。在远洋航行中有重要的应用价值。

  精密授时:北斗系统具有精密授时功能,可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。

  定位精度:水平精度100米(1σ),设立标校站之后为20米(类似差分状态)。工作频率:2491.75MHz。系统容纳的最大用户数:540000户/小时。

  军用功能:

  北斗卫星导航系统“北斗”卫星导航定位系统的军事功能与GPS类似,如:运动目标的定位导航;为缩短反应时间的武器载具发射位置的快速定位;人员搜救、水上排雷的定位需求等。

  这项功能用在军事上,意味着可主动进行各级部队的定位,也就是说大陆各级部队一旦配备“北斗”卫星导航定位系统,除了可供自身定位导航外,高层指挥部也可随时通过“北斗”系统掌握部队位置,并传递相关命令,对任务的执行有相当大的助益。换言之,大陆可利用“北斗”卫星导航定位系统执行部队指挥与管制及战场管理。

  民用功能:

  个人位置服务:当你进入不熟悉的地方时,你可以使用装有北斗卫星导航接收芯片的手机或车载卫星导航装置找到你要走的路线。

  气象应用:北斗导航卫星气象应用的开展,可以促进中国天气分析和数值天气预报、气候变化监测和预测,也可以提高空间天气预警业务水平,提升中国气象防灾减灾的能力。除此之外,北斗导航卫星系统的气象应用对推动北斗导航卫星创新应用和产业拓展也具有重要的影响。

  道路交通管理:卫星导航将有利于减缓交通阻塞,提升道路交通管理水平。通过在车辆上安装卫星导航接收机和数据发射机,车辆的位置信息就能在几秒钟内自动转发到中心站。这些位置信息可用于道路交通管理。

  铁路智能交通:卫星导航将促进传统运输方式实现升级与转型。例如,在铁路运输领域,通过安装卫星导航终端设备,可极大缩短列车行驶间隔时间,降低运输成本,有效提高运输效率。未来,北斗卫星导航系统将提供。

  北斗卫星导航系统:高可靠、高精度的定位、测速、授时服务,促进铁路交通的现代化,实现传统调度向智能交通管理的转型。

  海运和水运:海运和水运是全世界最广泛的运输方式之一,也是卫星导航最早应用的领域之一。在世界各大洋和江河湖泊行驶的各类船舶大多都安装了卫星导航终端设备,使海上和水路运输更为高效和安全。北斗卫星导航系统将在任何天气条件下,为水上航行船舶提供导航定位和安全保障。同时,北斗卫星导航系统特有的短报文通信功能将支持各种新型服务的开发。

  航空运输:当飞机在机场跑道着陆时,最基本的要求是确保飞机相互间的安全距离。利用卫星导航精确定位与测速的优势,可实时确定飞机的瞬时位置,有效减小飞机之间的安全距离,甚至在大雾天气情况下,可以实现自动盲降,极大提高飞行安全和机场运营效率。通过将北斗卫星导航系统与其他系统的有效结合,将为航空运输提供更多的安全保障。

  应急救援:卫星导航已广泛用于沙漠、山区、海洋等人烟稀少地区的搜索救援。在发生地震、洪灾等重大灾害时,救援成功的关键在于及时了解灾情并迅速到达救援地点。北斗卫星导航系统除导航定位外,还具备短报文通信功能,通过卫星导航终端设备可及时报告所处位置和受灾情况,有效缩短救援搜寻时间,提高抢险救灾时效,大大减少人民生命财产损失。

  指导放牧:2014年10月,北斗系统开始在青海省牧区试点建设北斗卫星放牧信息化指导系统,主要依靠牧区放牧智能指导系统管理平台、牧民专用北斗智能终端和牧场数据采集自动站,实现数据信息传输,并通过北斗地面站及北斗星群中转、中继处理,实现草场牧草、牛羊的动态监控。2015年夏季,试点牧区的牧民就能使用专用北斗智能终端设备来指导放牧。

  产业配套:

  北斗芯片:

 2012年12月27日,国家正式宣布北斗卫星导航系统试运行启动,标志着中国自主卫星导航产业发展进入崭新的发展阶段。其中,卫星导航专用ASIC硬件结合国产应用处理器的方案,成为北斗卫星导航芯片一项重大突破。该处理器由中国本土IC设计公司研发,具有完全自主知识产权并已实现规模应用,一举打破了电子终端产品行业普遍采用国外处理器局面。

  卫星导航终端中采用的导航基带及射频芯片,是技术含量及附加值最高的环节,直接影响到整个产业的发展。在导航基带中,一般通过导航专用ASIC硬件电路结合应用处理器的方案来实现。此前的应用处理器多选用国外公司ARM处理器芯片核,需向国外支付IP核使用许可费用的同时,技术还受制于人,无法彻底解决产业安全及保密安全问题。

  而通过设立重大专项应用推广与产业化项目等方式,北斗多模导航基带及射频芯片国产化现已实现,中国人自己的应用处理器也在北斗多模导航芯片中得到规模应用。

 BD/GPS多模基带芯片解决方案中,卫星导航专用ASIC硬件结合国产应用处理器打造出了一颗真正意义的“中国芯”。该应用处理器为国内完全自主开发的CPU/DSP核,包括指令集、编译器等软件工具链以及所有关键技术,均拥有100%的中国自主知识产权。其拥有国际领先水平的多线程处理器架构,可共享很多硬件资源,并在提供相当多核处理器处理能力的同时,节省芯片成本。

  而基于该国产处理器卫星导航芯片方案的模块,是全球体积最小的BD/GPS双模模块,具有定位精度高、启动时间快及功耗低等特点。

  与单纯的北斗芯片厂商相比,手机芯片厂商对终端定位有着更深刻的理解,包括:基站辅助卫星定位技术、多种定位方案的融合、定位芯片与应用处理器或基带处理器的集成等。积极扶持国内手机芯片厂商进入北斗芯片研发领域,并积极研发综合定位解决方案,壮大完善北斗产业链。鼓励国内手机芯片厂商开展与北斗芯片厂商的多样化合作,共同推进手机终端北斗定位技术的应用。

  在2014年11月17日至21日的会议上,联合国负责制定国际海运标准的国际海事组织海上安全委员会,正式将中国的北斗系统纳入全球无线电导航系统。这是该系统向其目标迈出的重要一步:被全世界接受,可媲美美国全球定位系统(GPS)。



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