2010年3月9-11日,德国慕尼黑
中国第二代卫星导航系统专项管理办公室
2010年慕尼黑卫星导航峰会
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北斗卫星导航系统建设与发展
2
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
3
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
4
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。
5
开放性
自主性
兼容性
渐进性
基本原则
6
基本原则
7
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
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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
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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
1
0
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
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系统描述
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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
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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
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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
15
用户段
系统组成
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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(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: ~
B2: ~
B3: ~
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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
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信号
中心频点
(MHz)
码速率
(cps)
带宽
(MHz) 调制方式 服务类型
B1(I)
QPSK
开放
B1(Q) 授权
B2(I)
24 QPSK
开放
B2(Q) 授权
B3 24 QPSK 授权
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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-CD
50/100
MBOC(6,1,1/11) 开放
B1-CP No
B1-A
50/100
BOC(14,2) 授权
No
B2aD
25/50
AltBOC(15,10 ) 开放
B2aP No
B2bD 50/100
B2bP No
B3
500bps QPSK(10) 授权
B3-AD
50/100
BOC(15,) 授权
B3-AP No
时间系统
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北斗时(BDT)溯源到协调世界时UTC(NTSC),
与UTC的时间偏差小于100纳秒。BDT的起算历元时
间是2006年1月1日零时零分零秒(UTC)。
BDT与GPS时和Galileo时的互操作在北斗设计时间系
统时已经考虑,BDT 与GPS时和Galileo时的时差将会
被监测和发播。
北斗系统采用中国2000大地坐标系统 (CGS2000)。
CGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5个
厘米,对于大多数应用来说,可以不考虑CGS2000
和 ITRF 的坐标转换。
坐标系统
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服务和性能
两种全球服务
开放服务:免费、开放
• 定位精度: 10 m
• 授时精度: 20 ns
• 测速精度: m/s
授权服务: 确保高可靠应用(甚至是在复杂条件下)。
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服务和性能
两种区域服务
广域差分服务
• 定位精度: 1 m
短报文通信服务
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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
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部署步骤
第一步——北斗卫星导航试验系统
北斗第一阶段
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2000年以来,成功发射3颗GEO卫星,建成北斗卫
星导航试验系统。系统能够提供基本的定位、授时和
短报文通信服务。
2000年10月31日
140E
2000年12月21日
80E
2003年5月25日
作为全球系统,北斗卫星导航系统首先在2012年左
右覆盖亚太地区,并将在2020年前覆盖全球。
北斗系统第二阶段 北斗系统第三阶段
2012年左右 2020年前
部署步骤
第二步——全球系统
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2007年4月,北斗卫星导航系统的首颗
MEO(COMPASS-M1)卫星成功发射,确保了ITU频
率资料,并完成了大量技术试验。
COMPASS-M1发射
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COMPASS-G2发射
2009年4月15日,北斗卫
星导航系统的首颗GEO卫星
(COMPASS-G2 )在西昌卫
星发射中心由长征三号丙运载
火箭成功发射,验证了GEO
导航卫星相关技术。
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新的GEO卫星发射
2010年1月17日,北斗卫
星导航系统的第三颗组网卫星
在西昌卫星发射中心由长征三
号丙运载火箭成功发射,该卫
星也是系统的第二颗GEO卫星。
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2010年1月22日,卫星定点于东经160度并
开始发射信号。目前,卫星正在进行在轨
测试。
截至2012年底,将由长征系列运载火箭陆续发
射10余颗卫星。
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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
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应用
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北斗卫星导航试验系统已在多个领域发挥了非
常重要的作用,包括:
- 测绘
- 通信
- 水利
- 减灾
- 海事
- 交通
- 勘探
- 森林防火等等
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
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对兼容与互操作的理解
有关双边活动
兼容与互操作
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兼容:单独或共同使用多个卫星导航系统,而不对各
自服务或信号的使用产生有害干扰。
ITU为射频兼容问题的讨论提供了框架。
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兼容
频谱重叠:
导航系统间共享频谱是可行的,不同系统信号间确实
存在频谱重叠。
对许多应用来说,开放信号频谱重叠对实现互操作是
有益的。
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兼容
授权信号频谱分离:
授权信号与开放信号频谱分离是有益的。
信号设计应综合考虑多种因素。
由于频率资源十分有限,目前,授权信号频谱分离十
分困难。
现有系统现代化信号和未来新建系统信号的频率资源
需求也将难以得到满足。
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兼容
互操作: 共同使用多个卫星导航系统的开放服务,
能够在用户层面比单独使用一种服务获得更好的能
力,而不显著增加接收机的成本和复杂性。
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互操作
获得的效益大于付出的代价
在用户级提供更好的能力
易于互操作接收机的研发
相互播发包括系统时间偏差在内的互操作信息
相近的最大接收功率对互操作是有益的
共同的频谱是重要的
频率多样性对提高抗干扰能力是有益的
互操作信号
B1-C :
B2a:
B2b:
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互操作
有关双边活动
第一次会议于2007年6月在日内瓦召开
第二次会议于2008年5月在西安召开
第三次会议于2008年10月在日内瓦召开
第四次会议于2009年12月在三亚召开
4次频率兼容协调会议:
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BeiDouBeiDou GPSGPS
第一次频率兼容会议于2007年5月在北京召开。
第一次兼容与互操作技术工作组会议于2008年9月在北京召开。
第二次技术工作组会议于2008年12月在北京召开。
第三次工作组会议于2009年6月在布鲁塞尔召开。
第二次频率兼容会议于2010年1月在北京召开。
第四次工作组会议于2010年1月在北京召开。
有关双边活动
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GalileoGalileoBeiDou BeiDou
频率兼容协调会议于2007年1月在莫斯科召开。
有关双边活动
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GLONASSGLONASSBeiDou BeiDou
内容
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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
目前,北斗系统建设正在顺利进行。
作为重要的GNSS系统之一,北斗系统愿意与其它卫星
导航系统积极开展合作,共同促进卫星导航系统和产业
的发展。
结论
45
谢 谢!
46