北斗卫星导航系统示意图
北斗卫星导航系统是是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统 （ CNSS ），是除美国的全球定位系统（ GPS ）、俄罗斯的 GLONASS 之后第三个成熟的 卫星导航系统。
北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，其建设与发展 则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性这 4 项原则。
2011 年 4 月 10 日 4 时 47 分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭，成功将第 八颗北斗卫星送入太空预定转移轨道。 2011 年 7 月 27 日 5 时 44 分，我国在西昌卫星发射中 心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第九颗北斗卫星送入预定转移轨道。
目录
1 简介发展历程
1 “北斗”卫星导航系统：
1 发射时间
北斗卫星导航系统 - 服务
1 导航卫星北斗一代
1 北斗二代
1 北斗一代卫星导航系统覆盖范围：
1 卫星数量和轨道特性：
1 定位原理：
1 定位精度：
1 用户容量：
1 生存能力：
1 实时性：
1 自身的特点：
1 北斗被破解事件
工作原理
1 建设原则开放性 1 自主性 1 兼容性 1 渐进性
1 系统特色及优劣势特色 1 劣势
1 与 GPS 系统比较 GPS 简介 1 覆盖范围 1 数量和轨道 1 定位原理 1 定位精度 1 用户容量 1 生存能力 1 实时性
1 实际应用军用功能 1 民用功能 1 覆盖全球
1 未来发展发展进程 1 面临挑战
1 “三步走”计划及步骤进展“三步走”计划 1 北斗系统 10 月完成全面测试明年覆盖亚太区 1 其他卫星导航系统
1 简介发展历程 1 “北斗”卫星导航系统： 1 发射时间
北斗卫星导航系统 - 服务
1 导航卫星北斗一代 1 北斗二代
1 北斗一代卫星导航系统覆盖范围： 1 卫星数量和轨道特性： 1 定位原理：
1 定位精度： 1 用户容量： 1 生存能力： 1 实时性： 1 自身的特点： 1 北斗被破解事件
1 建设原则开放性 1 自主性 1 兼容性 1 渐进性 1 系统特色及优劣势特色 1 劣势
与 GPS 系统比较 GPS 简介
1 覆盖范围 1 数量和轨道 1 定位原理 1 定位精度 1 用户容量 1 生存能力 1 实时性
战略意义 实际应用军用功能 民用功能 覆盖全球 未来发展发展进程 面临挑战 “三步走”计划及步骤进展“三步走”计划 北斗系统 10 月完成全面测试明年覆盖亚太区 其他卫星导航系统
北斗卫星导航系统﹝ BeiDou （ COMPASS ） Navigation Satellite System ﹞是
北斗卫星导航系统示意图
中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。与美国 GPS 、俄罗斯格罗 纳斯、欧盟伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。
北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括 5 颗静止轨 道卫星和 30 颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面 站。用户端由北斗用户终端以及与美国 GPS 、俄罗斯“格洛纳斯”（ GLONASS ）、欧洲 “伽利略”（ GALILEO ）等其他卫星导航系统兼容的终端组成。
中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和九颗北斗导航卫星（其中，北斗 -1A 已经结束任务），将在系统组网和试验基础上，逐步扩展为全球卫星导航系统。北斗卫 星导航系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航 系统。
北斗卫星导航系统示意图
北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支 撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
目前全世界有 4 套卫星导航系统：中国北斗、美国 GPS 、俄罗斯“格洛纳斯”、欧洲 “伽利略”。其中美国 GPS 、俄罗斯“格洛纳斯”已建成投入使用。中国北斗，欧洲“伽利 略”仍处于建设阶段。卫星导航系统是重要的空间基础设施，为人类带来了巨大的社会 经济效益。中国作为发展中国家，拥有广阔的领土和海域，高度重视卫星导航系统的建 设，努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航定位系统。
2000 年以来，中国已成功发射了 9 颗“北斗导航试验卫星”，建成北斗导航试验系统 （第一代系统）。这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和
GPS 广域差分功能，并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和 国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用。
我国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由 5 颗静止轨道卫星和 30 颗非静止轨道卫 星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务（属于第二代系统）。开放服务是 在服务区免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为 10 米，授时精度为 50 纳秒，测 速精度 0 . 2 米 / 秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定
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位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。
我国计划 2012 年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区， 2020 年左右覆盖全球。北斗 2012 年底前要达到 16 颗星我国正在实施北斗卫星导航系统建设，已成功发射九颗北斗 导航卫星。根据系统建设总体规划， 2012 年左右，系统将首先具备覆盖亚太地区的定 位、导航和授时以及短报文通信服务能力； 2020 年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导 航系统。
卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。中国高度重视卫星导航系统的建设，一 直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。 2000 年，首先建成北斗导航 试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该 系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安 全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在 2008 年北京奥运会、汶川 抗震救灾中发挥了重要作用。为更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求，我 国启动实施了北斗卫星导航系统建设。
从古至今，人类在生产和生活实践中发明了多种导航方法。例如，天文导航是通过 观测天体的位置来确定自身的位置和航向，此法设备简单，但受到气象条件的限制；无 线电导航是接收海岸电台发出的无线电波来确定舰船自身的位置，它虽不受气象条件的 影响，但由于无线电波的传播距离有限，故用于远航时有困难。其他导航方法也不尽如 人意。从目前的技术水平和可以预见的将来看，卫星导航技术是一种比较理想的导航工 具。卫星导航技术是指利用一组导航卫星，对地面、海洋和空间用全户进行精确的定 位。它具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点，已成
为应用广泛的导航定位技术。卫星导航定位系统是重要的空
系统图
间基础设施，可提供高精度的定位、测速和授时服务，能带来巨大的社会和经济效益。 我国高度重视卫星导航系统的建设，一直努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航 系统。早在上世纪 60 年代末，我国就开展了卫星导航系统的研制工作，但由于诸多原 因而夭折。自 20 世纪 70 年代后期以来，国内开展了探讨适合国情的卫星导航系统的体 制研究，先后提出过单星、双星、三星和 3-5 星的区域性系统方案，以及多星的全球系 统的设想，并考虑到导航定位与通信等综合运用问题，但是由于种种原因，这些方案和 设想都没能得以实现。
在 20 世纪 80 年代到 90 年代，我国就结合国情，科学、合理地提出并制订自主研制 实施“北斗”卫星导航系统建设的“三步走”规划：
第一步是试验阶段，即用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务，为“北 斗”卫星导航系统建设积累技术经验、培养人才，研制一些地面应用基础设施设备等；
第二步是到 2012 年，计划发射 10 多颗卫星，建成覆盖亚太区域的“北斗”卫星导航 定位系统（即“北斗二号”区域系统）；
第三步是到 2020 年，建成由 5 颗静止轨道和 30 颗非静止轨道卫星组网而成的全球卫 星导航系统。
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。
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 (1 σ ) ，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 ：每小时 540000 户。
北斗一号导航定位卫星的发射时间分别为
2000 年 10 月 31 日，西昌卫星发射中心成功发射北斗导航试验卫星北斗 -1A 。 2000 年 12 月 21 日，西昌卫星发射中心成功发射北斗导航试验卫星北斗 -1B 。 2003 年 5 月 25 日，西昌卫星发射中心成功发射北斗导航试验卫星北斗 -1C 。 2007 年 2 月 3 日，西昌卫星发射中心成功发射北斗导航试验卫星北斗 -1D 。
北斗二号导航定位卫星的发射时间分别为：
2007 年 4 月 14 日 04 时 11 分，第一颗北斗导航卫星 (M1) 从西昌卫星发射中心被“长 征三号甲”运载火箭送入太空。
2009 年 4 月 15 日，第二颗北斗导航卫星 (G2) 由长征三号丙火箭顺利发射，位于地 球静止同步轨道。
2010 年 1 月 17 日，西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭发射第三颗北斗导航卫 星 (G1) 。
2010 年 6 月 2 日夜间，第四颗北斗导航卫星 (G3) 在西昌卫星发射中心由“长征三号 丙”运载火箭成功送入太空预定轨道。
2010 年 8 月 1 日 05 时 30 分，第五颗北斗导航卫星 (I1) 在西昌卫星发射中心由“长征三 号甲”运载火箭成功送入太空轨道，这是长征系列运载火箭第 126 次飞行。
2010 年 11 月 1 日 00 时 26 分，第六颗北斗导航卫星 (G4) 在西昌卫星发射中心由“长征 三号丙”运载火箭成功送入太空，这是长征系列运载火箭的第 133 次飞行。
2010 年 12 月 18 日 04 时 20 分，第七颗北斗导航卫星 (I2) 在西昌卫星发射中心由“长征 三号甲”运载火箭成功送入太空，这是长征系列运载火箭的第 136 次飞行，亦是该年中 国的最后一次发射。
2011 年 4 月 10 日 04 时 47 分，第八颗北斗导航卫星 (I3) 在西昌卫星发射中心由“长征 三号甲”运载火箭成功送入太空预定转移轨道。此次发射是长征系列火箭的第 137 次发 射，标志着中国航天 2011 年高密度发射拉开序幕，同时也是“十二五”期间的首次航天 发射。
2011 年 7 月 27 日 05 时 44 分，第九颗北斗导航卫星 (I4) 在西昌卫星发射中心由“长征 三号甲”运载火箭成功送入太空预定转移轨道，这是中国北斗导航系统组网的第四颗倾 斜地球同步轨道卫星。
2011 年 12 月 2 日 05 时 07 分，第十颗北斗导航卫星 (I5) 在西昌卫星发射中心由“长征 三号甲”运载火箭成功送入太空预定转移轨道。这是中国北斗导航系统组网的第五颗倾 斜地球同步轨道卫星。
北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，包括开 放服务和授权服务两种方式。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位 精度 10 米，测速精度 0.2 米 / 秒，授时精度 10 纳秒。授权服务是为有高精度、高可靠卫星 导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。 导航卫星
北斗一代
北斗卫星 (7 张 )
“ 北斗 ” 卫星导航试验系统（ “ 北斗一号 ” ） “北斗”卫星导航试验系统（也称“双星定 位导航系统”）为我国“九五”列项，其工程代号取名为“北斗一号”，其方案于 1983 年提 出。
2003 年 5 月 25 日零时 34 分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭， 成功地将第三颗“北斗一号”卫星送入太空。前两颗卫星分别于 2000 年 10 月 31 日和 12 月 21 日发射升空，运行至今导航定位系统工作稳定，状态良好。这次发射的是导航定位 系统的备份星，它与前两颗“北斗一号”工作星组成了完整的卫星导航定位系统，确保全 天候、全天时提供卫星导航信息。这标志着我国成为继美国 GPS 和俄罗斯的 GLONASS 后，在世界上第三个建立了完善的卫星导航系统的国家，该系统的建立对我国国民国防 和经济建设将起到积极作用。
2007 年 2 月 3 日，“北斗一号”第四颗卫星发射成功，该卫星不仅作为早期三颗卫星 的备份，同时还将进行“北斗”卫星导航定位系统的相关试验。目前，“北斗一号”已有四 颗卫星在太空遨游，组成了完整的卫星导航定位系统，确保全天候、全天时提供卫星导 航资讯。“北斗一号”是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授 时服务的一种全天候、区域性的卫星定位系统。系统由两颗地球静止卫星 (80 ° E 和 140 ° E) 、一颗在轨备份卫星 (110.50 ° E) 、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部 分组成。其覆盖范围是北纬 5 ° -55 ° ，东经 70 ° -140 ° 之间的心脏地区，上大下小，最 宽处在北纬 35 ° 左右。定位精度为水平精度 100 米 (1 ) ，设立标校站之后为 20 米 ( 类似差 分状态 ) ，工作频率为 2491.75MHz ，系统能容纳的用户数为每小时 540000 户。
“北斗一号”具有卫星数量少、投资小、用户设备简单价廉、能实现一定区域的导航 定位、通讯等多用途，可满足当前我国陆、海、空运输导航定位的需求。
“北斗一号”就性能来说，和美国 GPS 相比差距甚大。
第一，覆盖范围也不过是初步具备了我国周边地区的定位能力，与 GPS 的全球定 位相差甚远。
第二，定位精度低，定位精度最高 20 米，而 GPS 可以到 10 米以内。
第三，由于采用卫星无线电测定体制，用户终端机工作时要发送无线电信号，会被 敌方无线电侦测设备发现，不适合军用。
第四，无法在高速移动平台上使用，这限制了它在航空和陆地运输上的应用。但最 重要的是，“北斗一号”是我国独立自主建立的卫星导航系统，它的研制成功标志着我国
打破了美、俄在此领域的垄断地位，解决了中国自主卫星导航系统的有无问题。它是一 个成功的、实用的、投资很少的初步起步系统。此外，该系统并不排斥国内民用市场对 GPS 的广泛使用。以“北斗”导航试验系统为基础，我国开始逐步实施“北斗”卫星导航系 统的建设，首先满足中国及其周边地区的导航定位需求，并进行系统的组网和测试，逐 步扩展为全球卫星导航定位系统。
发展过程
2000 年 10 月 31 日，中国自行研制的第一颗导航定位卫星“北斗导航试验卫星”在西 昌卫星发射中心发射成功。这颗卫星采用的是“长征三号甲”运载火箭。该卫星已圆满结 束任务。
2000 年 12 月 21 日， 20 世纪中国航天最后一次发射获得圆满成功。中国航天人以全 年 5 战 5 捷的优异成绩向 20 世纪道别。
2000 年 12 月 21 日 21 日 0 时 20 分，我国自行研制的第二颗“北斗导航试验卫星”，在 西昌卫星发射中心用“长征三号甲”火箭发射升空，并准确进入预定轨道。它与同年 10 月 31 日发射的第一颗“北斗导航试验卫星”一起，构成了“北斗导航系统”。这标志着我国将 拥有自主研制的第一代卫星导航定位系统。“北斗导航试验卫星”和“长征三号甲”运载火 箭，由航天科技集团所属空间技术研究院和运载火箭技术研究院研制。这次发射是我国 长征系列运载火箭第六十四次飞行，也是自 1996 年 10 月以来，我国航天发射连续第二 十二次获得成功。
2003 年 5 月 25 日，我国在西昌卫星发射中心用长征 3A 运载火箭，成功地将第三颗 北斗导航定位卫星送入太空。这标志着我国已自主建立了完善的卫星导航系统，对我国 国民经济建设将起到积极作用。
2007 年 2 月 3 日零时 28 分 , 我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭 , 成功 将北斗导航试验卫星送入太空。该北斗导航试验卫星在西昌卫星发射中心发射升空后 , 因太阳帆板展开时发生故障 , 造成卫星不能正常运行。
2007 年 4 月 11 日，经过航天科研人员 60 天的鏖战， 2 月 3 日发射升空的北斗导航试 验卫星故障已被排除，卫星运行姿态良好，星上仪器工作正常，已转入在轨长期管理。
“ 北斗 ” 卫星导航定位系统（ “ 北斗二号 ” ） 《 2006 年中国航天白皮书》宣布将 在未来 5 年启动五大航天工程，其中具有军事用途的第二代“北斗”卫星导航系统将在 4 年 内完成部署。有专家表示，二代“北斗”卫星系统部署完成后，中国将能对小目标发动精 准攻击，而美国也有媒体认为中国用北斗计划来压制美国卫星的军事优势。随着我国综 合国力的提升和卫星导航定位系统全面渗透普通人的生活，还有科索沃战争和第二次海 湾战争美国 GPS 制导高精度打击武器的诱惑，构建一个类似 GPS 的全球卫星导航定位 系统开始提上日程，从 2007 年开始正式建设 “ 北斗 ” 卫星导航定位系统（ “ 北斗二 号”）。
“ 北斗 ” 卫星导航定位系统需要发射 35 颗卫星，足足要比 GPS 多出 11 颗。 按照规 划，“北斗”卫星导航定位系统将有 5 颗静止轨道卫星和 30 颗非静止轨道卫星组成，采用
“东方红” -3 号卫星平台。 30 颗非静止轨道卫星又细分为 27 颗中轨道 (MEO) 卫星和 3 颗倾 斜同步 (IGSO) 卫星组成， 27 颗 MEO 卫星平均分布在倾角 55 度的三个平面上，轨道高度 21500 公里。“北斗“卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。开放服务在服务区 免费提供定位，测速和授时服务，定位精度为 10 米，授时精度为 50 纳秒，测速精度为 0.2 米 / 秒。授权服务则是军事用途的马甲，将向授权用户提供更安全与更高精度的定 位，测速，授时服务，外加继承自北斗试验系统的通信服务功能。
2010 年 1 月 17 日凌晨，我国“北斗二号”卫星导航系统的第三颗卫星成功发射。此 前，第一、第二颗“北斗二号”卫星分别于 2007 年 4 月和 2009 年 4 月发射。卫星发射时间 间隔越来越短，预示着“北斗二号”正在加速组网。
发展过程
2007 年 4 月 14 日 4 时 11 分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成 功将一颗北斗导航卫星送入太空。约 14 分钟后，星箭分离。西安卫星测控中心传来的 数据表明，卫星准确进入预定轨道。这次发射的北斗导航卫星（ COMPASS-M1 ），是 中国北斗导航系统（ COMPASS ）建设计划的一颗卫星，飞行在高度为 21500 千米的中 圆轨道。这颗卫星的发射成功，标志着我国自行研制的北斗卫星导航系统进入新的发展 建设阶段。 这次发射的卫星和用于发射的“长征三号甲”运载火箭分别由中国航天科技 集团公司所属中国空间技术研究院和中国运载火箭技术研究院研制。这是长征系列运载 火箭的第 97 次飞行。
2009 年 4 月 15 日零时 16 分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭， 成功将第 2 颗北斗导航卫星送入预定轨道。中国卫星导航工程中心负责人介绍，这次发 射的北斗导航卫星（ COMPASS － G2 ），是中国北斗卫星导航系统（ COMPASS ，中 文音译名称 BeiDou ）建设计划中的第二颗组网卫星，是地球同步静止轨道卫星。这颗 卫星的成功发射，对于北斗卫星导航系统建设具有十分重要的意义。卫星导航系统是重 要的空间基础设施，可提供高精度的定位、测速和授时服务，能带来巨大的社会和经济 效益。我国高度重视卫星导航系统的建设，一直努力探索和发展拥有自主知识产权的卫 星导航系统。中国已建成的北斗导航试验系统，在测绘、电信、水利、交通运输、渔 业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域发挥着重要作用。
目前，正在实施建设北斗卫星导航系统。这次发射的卫星和运载火箭分别由中国航 天科技集团公司所属中国空间技术研究院和中国运载火箭技术研究院研制。这是长征系 列运载火箭的第 116 次飞行。
2010 年 1 月 17 日 0 时 12 分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成 功将第三颗北斗导航卫星送入预定轨道，这标志着北斗卫星导航系统工程建设又迈出重 要一步，卫星组网正按计划稳步推进。据中国卫星导航工程中心负责人介绍，我国正在 实施北斗卫星导航系统（ COMPASS ，中文音译名称 BeiDou ）建设工作，规划相继发 射 5 颗静止轨道卫星和 30 颗非静止轨道卫星。
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