新技术讲座报告1.docx

新技术讲座报告1.docx

《新技术讲座报告1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新技术讲座报告1.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

新技术讲座报告1

新技术讲座报告1

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。

　导航精度上不逊于欧美之外，北斗卫星导航系统解决了何人、何事、何地的问题，这就是北斗的特色服务，靠北斗一个终端你就可以走遍天下。

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）、欧盟“伽利略”（GALILEO）等其他卫星导航系统兼容的终端组成。

该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务并兼具短报文通信能力。

中国以后生产定位服务设备的产商，都将会提供对GPS和北斗系统的支持，会提高定位的精确度。

而北斗系统特有的短报文服务功能将收费，这个功能的实用性还有待观察。

北斗导航系统的开放服务是在服务区免费提供定位、测速、授时服务，定位精度为10米，测速精度0.2米/秒，授时精度50纳秒，在服务区的较边缘地区精度稍差。

授权服务则是向授权用户提供更安全与更高精度的定位、测速、授时、通信服务以及系统完好性信息，这类用户为中国军队和政府等。

由于该正式系统继承了试验系统的一些功能，能在亚太地区提供无源定位技术所不能完成的服务，如短报文通信。

在北斗卫星导航系统中，能使用无源时间测距技术为全球提供无线电卫星导航服务（RNSS），也同时也保留了试验系统中的有源时间测距技术，即提供无线电卫星测定服务（RDSS），但仅在亚太地区实现。

从卫星所起到的功能来区分，可以分成下列两类：

非静止轨道卫星：

北斗卫星导航系统中地球轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星使用东方红三号通信卫星平台并略有改进，其有效载荷都为RNSS载荷。

静止轨道卫星：

这类卫星使用改进型东方红三号平台，其五颗卫星的定点位置为东经58.75°到160°之间，每颗均有3种有效载荷，即用作有源定位的RDSS载荷、用作无源定位的RNSS载荷、用于客户端间短报文服务的通信载荷。

由于此类卫星仅定点在亚太地区上空，故需要用到RDSS载荷的有源定位服务以及用到通讯载荷的短报文服务只能在亚太提供。

北斗卫星导航系统同时使用静止轨道与非静止轨道卫星，对于亚太范围内的区域导航来说，无需借助中地球轨道卫星，只依靠北斗的地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星即可保证服务性能。

而数量庞大的中地球轨道卫星，主要服务于全球卫星导航系统。

此外，如果倾斜地球同步轨道卫星发生故障，则中地球轨道卫星可以调整轨道予以接替，即作为备份星。

截至2012年发射的北斗系统的卫星设计寿命都是8年，而后续又有数量众多的中地球轨道卫星需要发射，这些卫星将采用专门的中地球轨道卫星平台，寿命将延长至12年或更多，还会往小型化发展。

北斗卫星导航系统的建设于2004年启动，2011年开始对中国和周边提供测试服务，2012年12月27日起正式提供卫星导航服务，服务范围涵盖亚太大部分地区，南纬55度到北纬55度、东经55度到东经180度为一般服务范围。

该导航系统提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。

北斗卫星导航系统作为我国独立发展、自主运行的全球卫星导航系统，是国家正在建设的重要空间信息基础设施，可广泛用于经济社会的各个领域。

 北斗卫星导航系统能够提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，具有导航和通信相结合的服务特色。

通过近些年的发展，这一系统在测绘、渔业、交通运输、电信、水利、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域得到应用，产生了显著的经济效益和社会效益。

特别是在四川汶川、青海玉树抗震救灾方面发挥了十分重要的作用。

中国北斗卫星导航系统是继美国ＧＰＳ、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略之后，全球第四大卫星导航系统。

北斗卫星导航系统２０１２年将覆盖亚太区域，２０２０年将形成由３０多颗卫星组网具有覆盖全球的能力。

高精度的北斗卫星导航系统实现自主创新，既具备ＧＰＳ和伽利略系统的功能，又具备短报文通信功能。

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。

北斗卫星导航系统的建设目标是：

建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，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。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和３０颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。

针对北斗导航系统的建设，我国制定了“三步走”计划。

按照“三步走”的发展战略，北斗卫星导航系统将于２０１２年前具备亚太地区区域服务能力，２０２０年左右建成由２０余颗卫星、地面段和各类用户终端构成的、覆盖全球的大型航天系统。

三步走计划：

第一步即区域性导航系统，已由北斗一号卫星定位系统完成，这是中国自主研发，利用地球同步卫星为用户提供全天候、覆盖中国和周边地区的卫星定位系统。

中国先后在２０００年１０月３１日、２０００年１２月２１日和２００３年５月２５日发射了３颗“北斗”静止轨道试验导航卫星，组成了“北斗”区域卫星导航系统。

北斗一号卫星在汶川地震发生后发挥了重要作用。

第二步，即在“十二五”前期完成发射１２颗到１４颗卫星任务，组成区域性、可以自主导航的定位系统；

第三步，即在2020年前，有30多颗卫星覆盖全球。

北斗二号将

为中国及周边地区的军民用户提供陆、海、空导航定位服务，促进卫星定位、导航、授时服务功能的应用，为航天用户提供定位和轨道测定手段，满足导航定位信息交换的需要等。

截至２０１１年１２月２７日，中国北斗系统北斗系统已发射１０颗卫星，建成了基本系统，开始提供定位、导航、授时等试运行服务。

２０１２年１２月２７日，我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统启动区域性正式服务。

在未来，我国将继续致力于北斗导航系统的建设。

并将在开放服务和授时服务等方面取得进一步的突破。

发展历程

2007年4月14日4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）。

[1] 

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。

[2] 

2010年8月1日5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0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4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4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。

[3] 

2011年7月27日5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5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。

2012年2月25日0时12分，第十一颗北斗导航卫星（G5）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轨道，这是长征系列运载火箭第158次飞行。

2012年4月30日，中国在西昌卫星发射中心成功发射“一箭双星”，用“长征三号乙”运载火箭将中国第十二、第十三颗北斗导航系统组网卫星顺利送入太空预定转移轨道。

2012年9月19日3时10分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，以“一箭双星”方式，将第14和第15颗北斗导航卫星成功发射升空并送入预定转移轨道。

2012年10月25日23时33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16颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道。

这颗卫星将与先期发射的15颗北斗导航卫星组网运行，形成覆盖亚太大部分地区的导航服务能力

“北斗二号”于2004年8月31日批准立项建设。

据估计，2009-2010年北斗卫星导航定位系统将再发射10颗左右卫星上天，基本具备运行能力，满足国内陆地、海洋、航空测量导航等方面的需要；剩下的20颗左右卫星，将在2020年以前发射，最终在2015年-2020年建成一个由30多颗卫星组成的全球导航系统。

2007年4月14日，中国首颗“北斗2号”导航卫星上天，飞行在21500千米的中圆轨道；2009年4月15日，中国发射第二颗采用“东方红-3A”平台（有效载荷承载能力比东方红-2提高40%-50%）的“北斗”导航卫星，它运行在地球静止轨道。

“北斗二号”卫星导航系统由3颗静止轨道卫星，3颗倾斜地球同步轨道卫星和27颗中圆轨道卫星组成。

“北斗二号”卫星导航系统将克服“北斗一号”系统存在的缺点，同时具备通信功能。

其建设目标是为我国及周边地区的我军民用户提供陆、海、空导航定位服务，促进卫星定位、导航、授时服务功能的应用，为航天用户提供定位和轨道测定手段，满足武器制导的需要，满足导航定位信息交换的需要。

系统同时提供开放服务和授权服务。

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位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。

中国全球定位系统技术应用协会咨询中心主任曹冲研究员说：

“‘北斗二号’就是国产的GPS，只要现在GPS应用的地方，我们的‘北斗二号’就能应用。

”中国即将建立的“北斗二号”全球卫星定位系统无论是导航方式，还是覆盖范围上都和美国的GPS非常类似，而且有着GPS和GLONASS无法比拟的独特优势。

“北斗二号”系统主要有三大功能：

快速定位，为服务区域内的用户提供全天候、实时定位服务，定位精度与GPS民用定位精度相当；短报文通信，一次可传送多达120个汉字的信息；精密授时，精度达20纳秒。

中国卫星导航（北斗）系统总设计师孙家栋院士2008年底明确表示，“北斗二号”计划于2010年先期建成区域卫星导航系统，2015年建成全球卫星导航系统。

据悉，发展“北斗二号”不会采取一步到位的方式，也不会停掉一代发展二代，而是在一代的基础上不断补充卫星数，增加其功能，提高整体水平。

北斗应用前景

卫星导航服务产业是个大产业，也是个大众化消费类产业，会迅速成长为国民经济新的增长点。

卫星导航应用服务产业是极少能进入三百六十行，能进入人民大众日常工作、学习与生活的高科技产业。

它与移动通信的融合使它的应用产品插上腾飞的翅膀，它与internet网的结合，使它的服务畅行无阻，延伸到四面八方、千家万户。

其行业覆盖的普遍性，其用户群体的不可限量性，均证明它是一个大产业，会迅速成长为国民经济发展的新增长点。

尤其北斗是中国自主知识产权的产品，安全性不存在问题，性能上又有GPS和GLONASS不具备的关键的通信功能，北斗在中国和未来国外的市场将是不可估量的。

我国卫星导航技术的发展首先从应用开始。

20世纪70年代，我国为解决洲际导弹试验远距离、高精度海上导航定位问题，从美国引进了子午仪/奥米伽导航仪（美国第一代卫星导航系统）。

随后，海军舰艇、渔船装备了单、双频不同型号的子午仪接收机。

90年代中期美国第二代卫星导航系统（GPS）正常运行之后，GPS应用在我国遍地开花，从海上空中导航、大地测量扩展到农牧渔业、安全防范、防震救灾、环境监测、车辆监控导航等方面，应用领域不断扩展，应用层面不断深入，应用水平居发展中国家之首，是GPS应用大国。

目前，卫星导航技术的应用以GPS为主。

GPS在国内应用逐步普及，已渗透到很多行业中。

在我国军事应用中，除少量武器装备了北斗设备和部分武器装备使用GPS/GLONASS进行训练和试验之外，重要武器和信息系统的时频信号80%以上依赖GPS校正。

在民用领域，涉及国家经济安全的许多重要领域，包括民航、交通、电信、金融、电力、物流等时频基本依赖GPS校准，接收机模块GPS占据了应用市场近99%的份额。

GPS如此广泛的应用，一方面反映了市场对卫星导航定位和授时的大量需求，另一方面也构成了对国家安全和经济的严重威胁。

GPS本质上是不安全的，关键部门或者行业使用和依赖GPS是非常危险甚至致命的。

美国有明确政策规定，只要被美国单方面认为是敌对国家，美国可以随时停止对有关国家（区域）的GPS服务。

2004年12月8日，美国布什总统批准了一项新的天基定位、导航与授时服务国家政策。

“中央情报局将确定、监视和评估国外对使用GPS定位、导航和授时体系和相关服务的威胁的进展；为国防部长决定开发对抗手段提供支持信息”；“为保障国土安全，改进拒绝和阻断敌方使用任何天基定位、导航和授时服务”，“在实际的条件下，培训、装备、测试和训练美国的军事力量和国家安全能力，包括GPS的拒绝与阻断。

”任何其他国家都有可能被美国认定为“敌方”，因此，单一使用GPS对于国防安全和经济安全是危险和致命的。

GPS的安全问题已经成为中国国防建设和经济发展的严重隐患之一。

因此，为了保障国家和社会经济的安全，有必要以国家意志或者政府政策的方式要求在我国卫星导航定位授时等应用中必须优先采用北斗导航系统，至少必须保证北斗导航系统与GPS组合、相互备份。

北斗应用的关键是自主知识产权的导航芯片。

目前，中国在北斗导航芯片的研发上取得了很大的成绩，这是北斗卫星导航系统大规模应用的最重要基础之一。

已经研制成功的芯片包括北斗2基带芯片，北斗2射频芯片正在研发过程中。

将完成的北斗2号射频芯片完成BD2/GPS信号的变频和数字化采样，该芯片的特点是体积小（2x3毫米）、功耗低（15毫安以内）、批量生产成本低（预算10万片产量时生产成本为每片10元人民币左右），适合大批量生产和应用。

已完成的北斗2号基带芯片完成BD2/GPS联合导航定位的全部数字功能，包括信号搜索、跟踪、解码、导航定位方程求解等功能。

该芯片也具有体积小（10x10毫米）、功耗低（40毫安以内）、批量生产成本低（预算10万片产量时生产成本为每片25元人民币左右），适合大批量生产和应用。

作为北斗应用的关键核心技术，目前已经研发完成三种芯片（BD2/GPS/GLONASS三模式芯片、BD2/GPS/GLONASS单系统芯片、GPS嵌入手机CPU芯片），并已经投入批量生产。

北斗导航定位芯片组将使北斗芯片组的体积、功耗、性能、价格达到或接近GPS同等水平；最大特点是北斗导航定位芯片是国产化的并且具有自主知识产权；可以解决北斗芯片随着北斗系统建设不断升级换代问题。

北斗芯片组大规模应用场合包括但不限于车载、手持、单兵、野外作业等。

BD2/GPS芯片定位精度：

0.5米，3米，10米三个量级。

BD2/GPS芯片应用场合：

精确导航、授时、测量等场合，例如土地管理、精确交通管理、物流管理、地下管网维修管理、建筑施工、道路施工、位置监视、铁路授时、电力授时、通信授时、军事授时等等。

现有终端只要是采用WINCE操作系统的（采用其他操作系统的改造起来稍麻烦一些），基本上都可以很方便和很快地改造为北斗/GPS双模式或者北斗/GPS/GLONASS三模式终端，成本增加不多，有的甚至可以嵌入惯导设备，保证用户应用系统不依赖任何一套卫星导航系统，从根本上提高了用户导航应用系统的可靠性和可用性，保证了应用系统的安全。

北斗和GPS等不是相互取代的问题，而是互为备份地形成高安全的系统。

北斗应用系统的发展特别应该充分利用GPS二十多年在中国积累的市场、技术、经验和教训，促进北斗的应用，减少应用的投入，从政策到各种门槛的设定保证北斗的竞争能力和系统的可用性，尤其是在美国人别有用心地宣布因资金问题GPS精度可能下降甚至崩溃的信息，GPS用户对GPS心存疑虑的情况下，北斗/GPS或者北斗/GPS/GLONASS三模式系统将给用户和投资者极大信心。

加拿大《汉和防务评论》曾撰文指出，鉴于信息战是最薄弱的环节，中国军队正在积极解决最关键环节的数字化通讯与精确定位问题。

为此，北斗系统正在更加广泛地被军队运用。

军事专家表示，“北斗二号”系统一旦正式运营，中国将形成“陆、海、空、天”四位一体的“国防门”，同时具备“信息化作战”能力，能对小区域、小目标发动“点穴战式”精准攻击，大大提升在遭遇外敌入侵时的精确反击能力。

中国军队也将拥有自主的全球卫星导航手段，车辆、单兵、舰船乃至高速移动的飞机和导弹都可以应用，如通过卫星引导，从潜艇或远程轰炸机发射巡航导弹，摧毁机场、港口等军事设施。

由于包括北斗系统在内的卫星导航技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。

包括北斗系统在内的卫星导航系统的主要用途是：

（1）陆地应用，主要包括车辆导航、应急救援、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等；

（2）海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；（3）航空航天应用，包括飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。

北斗系统具有通信功能，这是其他系统不具备的，使得北斗系统应用更为广泛和方便。