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1、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展與思考第29卷第2期2008年3月宇航學報JournalofAstronauticsVol.29No.2March2008北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展與思考譚述森(中國人民解放軍61081部隊，北京100094)摘要:從忙界衛(wèi)星導航發(fā)展史出發(fā)，評述了屮國北斗一衛(wèi)星導航系統(tǒng)從屮獲得的有益啟示，闡明了小國北斗T星導航系統(tǒng)小幅起步的研制建設思路。在分析國際T星導航系統(tǒng)發(fā)展趨勢的基礎上，論述了北斗全球系統(tǒng)的必要性、可行性和戰(zhàn)略價值，提出了北斗GNSS的發(fā)展思路。關鍵詞：衛(wèi)星導航;GNSS;北斗卩星導航系統(tǒng)屮圖分類號:P228

2、文獻標識碼:A文章編號:1000-1328(2008)02-0391-061世界衛(wèi)星導航發(fā)展史的啟示⑴蘇聯(lián)于20世紀70年代建設GLONASS系統(tǒng)。軌道高度為19100km,衛(wèi)星數(shù)24顆,3個軌道面。導航頻率2個:L1為1602.0-1615.5MHz,L2為1246.0T256.5MHz,也是采用偽距定位原理，于1995年曾布滿星座，但Id前僅20%的時間提供三維服務。從第一?顆試驗一衛(wèi)星開始到全球系統(tǒng)布滿共發(fā)射了76顆衛(wèi)星。1.3T星導航發(fā)展史啟示(1)兩代系統(tǒng)替換武發(fā)展，雖然顯示了天基無線電導航的優(yōu)越性，卻延緩了一衛(wèi)星導航發(fā)展

3、進程。兩代系統(tǒng)的定位原理由多普勒定位改為偽距定位，衛(wèi)星軌道高度由1000km升高至20000km左右，導航頻率由其高頻升至L頻段。兩代系統(tǒng)毫無兼容性可繼承，造成用戶導航中斷，資源浪費，也延緩了衛(wèi)星導航的發(fā)展進程。為實現(xiàn)全球覆蓋,GPS發(fā)射了41顆衛(wèi)星,GLONASS發(fā)射了76顆衛(wèi)星。從衛(wèi)星導航起步到全球系統(tǒng)建成，兩人系統(tǒng)各花了約36年，工程之浩大不可小視。(1)只解決了用戶在何吋、何地的定位和授吋問題，未解決位置數(shù)據(jù)共享,沒給導航與通信集成留有余地。(2)軍民信號同頻點共用，導航戰(zhàn)施展受限,只能以BOC調(diào)制重新設計M碼軍用信號。(3

4、)未解決動態(tài)用戶定時問題。(4)未解決衛(wèi)星時間同步與精密軌道確定的高度依賴性，任一?衛(wèi)星的原子鐘性能下降，均影響其他1.1美蘇兩國以多普勒原理建成了兩個類似的初級衛(wèi)星導航系統(tǒng)盡管美國GPS聯(lián)合辦公室首位負責人帕金森與蘇聯(lián)學者納爾托布對誰發(fā)明了第一個衛(wèi)星導航系統(tǒng)存在爭議,但雙方不謀而合地在I960年代分別建設了兩個類似的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。-個是美國于1963年建成的子午儀,一?個是蘇聯(lián)1979年建成的圣卡達。它們的共同點是：都采用1000km高度圓軌道衛(wèi)星，使用150MHz和400MHz茯高頻導航信號,5min-6min完成一次定位，1.

5、5小時至2小時進行一次二維定位，精度均在80m-100nu1.2美蘇兩國以RNSS原理相繼建成了第二代衛(wèi)星無線電導航系統(tǒng)為了統(tǒng)一無線電導航于段,取代奧米加、羅蘭C等眾多地基導航系統(tǒng)，并實現(xiàn)高粘度、連續(xù)、三維定位與測速,美國國防部于1973年批準了GPS計劃，設計了GPS方案:軌道高度為20230km;衛(wèi)星數(shù)為24顆,分布在3個軌道面上(后來修改為6個軌道平面)；川戶可同時看到6-11顆衛(wèi)星;導航頻率有2個,L1為1575.42MIIz,L2為1227.60MHz;采用了RNSS偽距定位原理。該系統(tǒng)于1994年建成，定位精度:PPS服

6、務為8米(SEP),SPS服務為100米。從第一?顆試驗衛(wèi)星起算到全球系統(tǒng)建成共發(fā)射了41顆衛(wèi)星。收稿日期:2007-08-07;修回日期:2008-01-08392衛(wèi)星的時間同步和軌道精度。宇航學報第29卷2.3北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式啟用了系統(tǒng)網(wǎng)絡資料2000年4月，針對國際電聯(lián)WAC-2000人會擴展卩星無線電導航頻率議題，小國以COMPASS作為衛(wèi)星網(wǎng)絡名稱，以北斗衛(wèi)星導航作為系統(tǒng)名稱，向國際電聯(lián)正式申報了COMPASS-58.75E,COMPASS-80E,COMPASS-110.5E,COMPASS-140E,COMPASS

7、-M,COMPASS-II及COMPASS-160E網(wǎng)絡資料。通過北斗導航試驗卩星完成上述資料應用，至2007年4月已完成了上述6個網(wǎng)絡資料的啟用，并L2在國際電聯(lián)備案，為屮國衛(wèi)星導航贏得了空間及頻率資源,同時也為北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)完成了頂層設計及關鍵技術驗證試驗。屮國北斗導航試驗系統(tǒng)以區(qū)域衛(wèi)星導航為標，以當時中國國情可以承受的經(jīng)濟及技術能力，創(chuàng)建了屮國第一個衛(wèi)星無線電系統(tǒng)為屮國現(xiàn)代化北斗系統(tǒng)建設拉開了序幕。3北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)符合需求增長趨勢和衛(wèi)星導航發(fā)展方向3.1需求增長趨勢⑴從個體用戶定位測速向用戶信息共享發(fā)展。無論是航空、航海、

8、陸上車輛用戶，還是空間用戶，均需要實現(xiàn)用戶與fflPZlnJ,用門與調(diào)度指揮者Z間的導航信息共享，以防止擁堵、相撞，并提高交通航路效率。雖然通信接入的方式很多，方便了不少用戶，但止因為接入方式多，造成了系統(tǒng)總效能的下降，需要尋求統(tǒng)一的