北斗卫星导航系统

2011-6国腾电子1北斗卫星导航系统发展之路（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）面向世界的北斗系统概述1.基本原则2.系统基本描述3.系统部署4.应用5.兼容与互操作6.结论52内容1.基本原则2.系统基本描述3.系统部署4.应用5.兼容与互操作6.结论内容53中国自上世纪80年代决策建设独立自主的卫星导航系统。2003年，北斗卫星导航试验系统建成，并在多个领域进行了很好的应用。目前，北斗卫星导航系统正在建设当中。54开放性自主性兼容性渐进性基本原则55基本原则56开放性北斗卫星导航系统将为用户免费提供高质量的开放服务，并且欢迎全世界的用户使用北斗系统。中国将与其他国家就卫星导航有关问题进行广泛深入的交流，以推动GNSS及其相关技术和产业的发展。基本原则57自主性中国将独立自主地发展和运行北斗卫星导航系统。北斗系统能够独立为全球用户提供服务，尤其是将为亚太地区提供更高质量的服务。基本原则58兼容性北斗系统将致力于实现与其他卫星导航系统的兼容和互操作。基本原则59渐进性北斗卫星导航系统将依据中国的技术和经济发展实际，遵循循序渐进的模式建设。北斗系统将通过改进系统性能，确保系统建设阶段平稳过渡，为用户提供长期连续的服务。1.基本原则2.系统基本描述3.系统部署4.应用5.兼容与互操作6.结论内容60系统描述61系统组成信号特征时间系统坐标系统服务和性能系统组成星座GEO卫星MEO卫星空间段5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星62地面段由主控站、上行注入站和监测站组成。系统组成地面段63用户段由北斗用户终端以及与其他GNSS兼容的终端组成。北斗系统的用户终端用户段系统组成64用户段系统组成65用户终端研制进展顺利，相关的政策和标准也在研究和制定当中。北斗系统民用信号ICD文件（1.0版本）的技术准备已完成，北斗系统民用信号ICD文件及其更新将逐步在北斗系统政府网站上发布。信号特征频段B1:1559.052~1591.788MHzB2:1166.22~1217.37MHzB3:1250.618~1286.423MHz66截至星座信号（实际发射）2012年5GEO+5IGSO+4MEO（区域服务）主要是北斗系统第二阶段信号2020年5GEO+3IGSO+27MEO（全球服务）主要是北斗系统第三阶段信号北斗系统第二阶段信号信号特征67信号中心频点(MHz)码速率(cps)带宽(MHz)调制方式服务类型B1(I)1561.0982.0464.092QPSK开放B1(Q)2.046授权B2(I)1207.142.04624QPSK开放B2(Q)10.23授权B31268.5210.2324QPSK授权68北斗系统第三阶段信号信号中心频点(MHz)码速率(cps)数据/符号速率(bps/sps)调制方式服务类型B1-CD1575.421.02350/100MBOC(6,1,1/11)开放B1-CPNoB1-A2.04650/100BOC（14，