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北斗卫星导航系统

         

 

       北斗卫星导航系统是我国自主发展的卫星导航系统,其建设按照“先有源、后无源”、“先区域、后全球”的发展思路,按照“三步走”的总体规划分布实施。

第一步,北斗卫星导航试验系统。中国于1994年正式启动了北斗卫星导航试验系统的工程建设;2000年先后发射了2颗北斗导航试验卫星,初步建立了北斗卫星导航试验系统,形成了区域有源服务能力;2003年,第3颗北斗导航试验卫星发射入轨,进一步增强了北斗卫星导航试验系统,也标志着北斗卫星导航试验系统的全面建成。

第二步,北斗卫星导航(区域)系统。2004年中国进入了北斗卫星导航系统工程建设阶段;2007年第1颗MEO(中圆地球轨道)卫星发射成功;2012年北斗卫星导航系统总共由14颗卫星构成,包括5颗GEO(同步地球轨道)卫星、5颗IGSO(倾斜地球轨道)卫星和4颗MEO卫星,实现了区域无源服务能力。

第三步,2020年全面建成北斗卫星导航系统,形成全球覆盖能力。

 

2011年12月27日,北斗卫星导航系统正式提供试运行服务,开始向我国及周边地区提供连续无源定位、导航、授时与短报文通信等服务。截至2012年5月,共有4颗北斗导航试验卫星和13颗北斗导航卫星发射升空并运行在预定轨道。

1. 系统组成

北斗卫星导航试验系统的空间段由3颗距离地面高度约36000 m的地球同步轨道(GEO)卫星组成,其中2颗为工作星,分别位于东经80°和114°的赤道上空,另一颗为备份星,运行在东经110.5°上空。每颗北斗导航试验卫星的设计寿命是8年。

北斗卫星导航系统的空间部分由5颗静止轨道(GEO)卫星和30颗非静止轨道(Non-GEO)卫星构成,其中非静止轨道卫星包括27颗中圆轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步轨道(IGSO)卫星。5颗GEO卫星分别位于东经58.75°、80°、110.5°、140°和160°。MEO卫星轨道高度为21500 km,轨道倾角为55°,均匀分布在3个轨道面上;IGSO卫星轨道高度为36000 km,轨道倾角为55°,均匀分布在3个轨道面上。

北斗卫星导航系统的星座构成如图1.3所示。

图1.3 北斗卫星导航系统的星座

随着2012年4月30日第12、13颗北斗导航卫星的发射升空,太空中已有北斗卫星导航系统的5颗GEO卫星、5颗IGSO卫星和3颗MEO卫星,按照“5+5+4”的星座组网计划,未来还将有1颗MEO卫星发射。这三种卫星及星座的有关参数如表2.3所列。

 

 

表2.3 北斗卫星导航系统星座参数

卫星类型

GEO

IGSO

MEO

数量

5

5

4

轨道

地球同步轨道

高轨倾斜圆轨道

中轨圆轨道

倾角/(°)

0

55

55

半长轴/km

42164

42164

27878

偏心率

0

0

0

经度/(°)

58.75,80(E)

110,140,160(E)

118(E)

98(E)

0.120(赤道)

轨道高度/km

35786

35789

21528

 

2. 主要性能指标

2011年12月北斗卫星导航系统正式投入试运行后,经过系统测试,系统试运行期间的主要性能指标如下:

(1)服务区域:东经84°到东经160°,南纬55°到北纬55°之间的大部分区域;

(2)定位精度:平面25 m、高程30 m;

(3)测速精度:0.4 m/s;

(4)授时精度:50 ns;

(5)广域差分服务定位精度:1 m;

(6)短报文通信:120个汉字/次。

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