4--北斗卫星导航系统发展计划

主要内容世界卫星导航发展中的北斗世界卫星导航竞争中的北斗世界卫星导航愿景中的北斗北斗卫星导航系统发展蓝图北斗卫星导航系统发展状况北斗卫星导航系统发展形势北斗卫星导航系统发展举措（一）竞相发展的全球卫星导航系统一、世界卫星导航发展中的北斗（二）北斗对中国的贡献（三）北斗对世界的贡献美国GPS欧盟伽利略俄罗斯GLONASS中国北斗（一）竞相发展的全球卫星导航系统19751980198519901995200020052010201505101520253035GALILEOGLONASS在轨运行卫星数量GPS北斗系统1、系统状态：四大系统卫星在轨数量变化情况2020年GPS36颗GLONASS30颗北斗35颗GALILEO30颗2、服务性能：GPS导航信号发展情况ARNSBandRNSSBandARNSBand1575.421227.6Frequency(MHz)1176.45-250-240-230-220PowerSpectrum(dBW/Hz)1575.421227.6Frequency(MHz)1176.45-250-240-230-220PowerSpectrum(dBW/Hz)1575.421227.6-250-240-230-220PowerSpectrum(dBW/Hz)Frequency(MHz)P(Y)C/AL5ML2CL1CL1L2L5BlockIIA,1990BlockIII,2013BlockIIR-M,2005BlockIIF,20102005年12月(artist’sconcept)新信号原信号本页图片摘自ICG-3会议1575.421227.6-250-240-230-220PowerSpectrum(dBW/Hz)Frequency(MHz)服务性能：GNSS导航信号发展情况伽利略北斗1268.52MHzE6B:BPSK(5)1278.75MHzE6A:BOCc(10,5）B3I:BPSK(10)GPS1575.42MHzM-CodeBOC(10,5)P-CodeBPSK(10)L1C-IBOC(1,1)L1C-QTMBOC(6,1,4/33)C/ABPSK(1)L2CBPSK(1)M-CodeBOC(10,5)P-CodeBPSK(10)1227.6MHz1176.45MHzL5-IBPSK(10)L5-QBPSK(10)1176.45MHz1207.14MHzE5a-IBPSK(10)E5b-IBPSK(10)E5a-QBPSK(10)E5b-QBPSK(10)1176.45MHz1207.14MHzB2-AP(OS)BPSK(10)B2-AD(OS)BPSK(10)B3A:BOC(15,2.5)B3A:BOC(15,2.5)E6C:BPSK(5)B1:BOC(14,2)E1B,E1CCBOC(6,1,1/11)E1A:BOC(15,2.5)1575.42MHz1575.42MHzB1-CD,B1-CPMBOC(6,1,1/11)红色系：授权信号蓝色系：公开信号1254.61MHz1237.83MHz16.78MHz-7-6-5-45678……L20=1246MHzL20=1246MHzP-CodeBPSK(5.11)C/A-CodeBPSK(0.511)1611.61MHz1592.95MHz18.66MHz-7-6-5-45678……L10=1602MHzL10=1602MHzRAP-CodeBPSK(5.11)C/A-CodeBPSK(0.511)GLONASSB3Q:BPSK(10)B2-BP(OS)BPSK(10)B2-BD(OS)BPSK(10)服务性能：空间信号精度提升情况GPS本页图片摘自ICG-4会议GLONASS陆地应用海洋应用航空应用航天应用大众消费3、应用：卫星导航应用增长情况（二）北斗对中国的贡献（二）北斗对中国的贡献（一）竞相发展的全球卫星导航系统一、世界卫星导航发展中的北斗（三）北斗对世界的贡献1、建成试验系统，实现从无到有2000年10月31日东经140度2000年12月21日东经80度2003年5月25日东经110.5度2、星箭组批生产，启动组网发射2007年4月14日MEO卫星2009年4月15日GEO卫星2010年1月17日GEO卫星卫星运载火箭3、关键技术攻关，致力持续发展4、发挥系统特色，应用初见成效5、培育人才队伍，奠定发展基础（二）北斗对中国的贡献（一）竞相发展的全球卫星导航系统一、世界卫星导航发展中的北斗（三）北斗对世界的贡献（三）北斗对世界的贡献1164MHz1300MHz1215MHz1260MHz1559MHz1610MHz卫星导航L频段1、新增导航频率资源，开辟新的发展空间1164MHz1300MHz1215MHz1260MHz1559MHz1610MHz新增新增2000年世界无线电通信大会北斗GPSGLONASS伽利略2、促进全球竞争合作，推动系统共同发展竞争合作共同发展二、世界卫星导航竞争中的北斗挑战一：建设高性能的北斗卫星导航系统挑战二：建设高可靠的北斗卫星导航系统挑战三：发展高效益的北斗卫星导航系统挑战一：建设高性能的北斗卫星导航系统建设高性能的北斗卫星导航系统，核心是拥有一套富有特色的、拥有自主知识产权的新体制、新方案，包含多项关键技术。例如：先进的导航信号体制星间链路和自主运行高精度星载原子钟技术先进的导航信号方案星间链路和自主运行高精度星载原子钟技术二、世界卫星导航竞争中的北斗挑战一：建设高性能的北斗卫星导航系统挑战二：建设高可靠的北斗卫星导航系统挑战三：发展高效益北斗卫星导航系统挑战二：建设高可靠的北斗卫星导航系统建设高可靠的北斗卫星导航系统，核心是实现与世界其他全球卫星导航系统同等甚至更优的可用性、连续性、完好性的系统指标，这将是我国航天史上一项系统极为复杂、规模庞大的可靠性工程。例如：系统可靠性设计星箭批产和高密度发射大型复杂星座运行控制与管理系统可靠性设计观念体制方法系统目标:高可靠可靠性设计总数50颗2010年2020年……星箭批产和高密度发射大型复杂星座控制与管理二、世界卫星导航竞争中的北斗挑战一：建设高性能的北斗卫星导航系统挑战二：建设高可靠的北斗卫星导航系统挑战三：发展高效益的北斗卫星导航系统挑战三：发展高效益的北斗卫星导航系统发展高效益的北斗卫星导航系统，核心是在国外系统竞争的情况下，在较短时间内完成北斗在国家经济安全领域的推广应用和在大众市场的迅速扩展。主要挑战有：核心自主知识产权的接收机芯片有竞争力的应用解决方案和规模推广策略核心自主知识产权的接收机芯片芯片自主创新目标掌握核心技术保护自主知识产权提高核心竞争力有竞争力的应用解决方案和规模推广策略历史机遇：国家战略需求迫切国家经济实力保障实施导航重大专项把握机遇，迎接挑战，实现“质量、安全、应用、效益”的目标，需要创新组织管理模式，建立科学的竞争、激励、监督、评价机制，关注政策、标准、人才、合作、文化、知识产权等。（二）服务国家的北斗（一）中国特色的北斗三、世界卫星导航愿景中的北斗（三）面向世界的北斗（一）中国特色的北斗2020年前，建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的全球卫星导航系统，达到国际一流水准，并具有中国特色。（一）中国特色的北斗首先实现我国及周边地区覆盖，然后逐步扩展覆盖全球面向全球提供服务，我国及周边地区可获得更高精度服务1、发展策略：突出区域、面向全球（一）中国特色的北斗在全球范围内，提供授权服务和免费的开放服务在我国及周边地区，还提供短报文和差分完好性服务（一）中国特色的北斗2、系统服务发挥中国特色社会主义的制度优势发挥市场在资源配置中的基础性作用（一）中国特色的北斗3、组织实施：充分发挥新形势下的举国体制作用（二）服务国家的北斗（一）中国特色的北斗（三）走向世界的北斗（二）服务国家的北斗三、世界卫星导航愿景中的北斗卫星导航应用，只有想不到的，没有做不到的。未来，北斗将为我国提供统一的时空基准服务，在我国国家安全和国民经济社会各领域得到广泛应用，保障国家经济社会安全，转变国民经济发展方式，成为战略性新兴产业，促进信息化建设的跨跃式发展。（二）服务国家的北斗充分发挥卫星导航产业关联度高、渗透性强的特点，不断衍生出新应用、新产品、新市场，进一步拓展卫星导航服务领域和应用规模，实现卫星导航无处不在。1、推动应用领域创新，提升应用规模“创新应用，方法先行”。发挥卫星导航应用只受想象力限制的特点，持续创新应用方法，深度挖掘应用潜力，大幅提升应用质量。2、推动应用方式创新，提升应用质量充分发挥卫星导航与其他信息产业间互补、融合、增值的特点，创新应用价值，提升应用效果，成为我国经济社会增收增效的“新引擎”。3、推动应用价值创新，提升应用效用（二）服务国家的北斗（一）中国特色的北斗（三）面向世界的北斗（三）面向世界的北斗三、世界卫星导航愿景中的北斗1、作为全球卫星导航系统核心供应商之一，将致力于推动全球卫星导航系统建设和产业发展。2、通过国际交流合作，将致力于实现与世界其他卫星导航系统的兼容互操作，为用户提供更好的服务。3、融入国际民航、海事等标准体系，使北斗拥有其他全球卫星导航系统全球应用的同等质量和同等地位。（三）面向世界的北斗北斗卫星导航系统发展蓝图5组织实施4任务3目标2使命1发展路线图1、发展路线图北斗卫星导航系统按照三步走的总体规划分步实施：第一步，1994年启动北斗卫星导航试验系统建设，2000年形成区域有源服务能力；第二步，2004年启动北斗卫星导航系统建设，2012年形成区域无源服务能力；第三步，2020年北斗卫星导航系统形成全球无源服务能力。1、发展路线图2、使命按照“质量、安全、应用、效益”的总要求，建设北斗卫星导航系统，满足国家对卫星导航的战略需求，实现卫星导航产业的经济效益，促进国家信息化建设和经济发展方式转变。2、使命我们理解，主要包括三点:为保证国防、经济、社会发展安全使用，所建成的北斗卫星导航系统必须是高质量的；为最大限度地满足国防、经济、社会发展的需求，所建成的北斗卫星导航系统必须是技术一流的；为使国家获取更大的经济利益，所建成的北斗卫星导航系统，必须在核心技术领域掌握自主知识产权。3、目标建设高性能、高可靠、高效益的北斗卫星导航系统。4、任务北斗卫星导航系统建设三大任务:关键技术攻关与试验工程建设应用推广与产业化4、任务关键技术攻关与试验主要任务：满足工程建设与应用产业化需求；深化基础研究与前沿技术研究，带动相关原材料、元器件等基础工业生产能力的整体提高，推动航空、通信、电子、测绘、地质、水文、天文等科技领域的持续发展。4、任务关键技术攻关与试验主要内容：探索卫星导航领域前沿理论、方法和体制，突破星座设计、信号体制、精密定轨与时间同步、时间频率体系、系统安全、差分与系统完好性、星间链路与自主导航、系统过渡与替换、长寿命与高可靠、星地一体系统控制与管理、导航卫星专用平台、一箭多星发射组网、关键元器件部件国产化等多项关键技术，开展地面和星地综合试验，全面突破核心关键技术。4、任务工程建设主要任务：研制生产5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星，在西昌卫星发射中心用CZ-3A系列运载火箭发射共35颗卫星，西安卫星测控中心提供卫星发射组网与运行测控支持。2012年形成区域无源服务能力2020年形成全球无源服务能力4、任务工程建设系统组成：空间段：由5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星组成Non-GEO卫星GEO卫星星座系统组成：地面段：由主控站、上行注入站和监测站组成4、任务工程建设北斗系统地面段系统组成：用户段：由北斗用户终端以及与其它GNSS兼容的终端组成4、任务工程建设北斗系统的用户终端信号特征工作频段B1:1559.052~1591.788MHzB2:1166.22~1217.37MHzB3:1250.618~1286.423MHz时间星座信号（实际发射）2012年5GEO+5IGSO+4MEO区域服务2