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1、北斗卫星导航系统的发展与思考第29卷第2期2008年3月宇航学报JournalofAstronauticsVol.29No.2March2008北斗卫星导航系统的发展与思考谭述森(中国人民解放军61081部队，北京100094)摘要:从忙界卫星导航发展史出发，评述了屮国北斗一卫星导航系统从屮获得的有益启示，阐明了小国北斗T星导航系统小幅起步的研制建设思路。在分析国际T星导航系统发展趋势的基础上，论述了北斗全球系统的必要性、可行性和战略价值，提出了北斗GNSS的发展思路。关键词：卫星导航;GNSS;北斗卩星导航系统屮图分类号:P228
2、文献标识码:A文章编号:1000-1328(2008)02-0391-061世界卫星导航发展史的启示⑴苏联于20世纪70年代建设GLONASS系统。轨道高度为19100km,卫星数24颗,3个轨道面。导航频率2个:L1为1602.0-1615.5MHz,L2为1246.0T256.5MHz,也是采用伪距定位原理，于1995年曾布满星座，但Id前仅20%的时间提供三维服务。从第一•颗试验一卫星开始到全球系统布满共发射了76颗卫星。1.3T星导航发展史启示(1)两代系统替换武发展，虽然显示了天基无线电导航的优越性，却延缓了一卫星导航发展
3、进程。两代系统的定位原理由多普勒定位改为伪距定位，卫星轨道高度由1000km升高至20000km左右，导航频率由其高频升至L频段。两代系统毫无兼容性可继承，造成用户导航中断，资源浪费，也延缓了卫星导航的发展进程。为实现全球覆盖,GPS发射了41颗卫星,GLONASS发射了76颗卫星。从卫星导航起步到全球系统建成，两人系统各花了约36年，工程之浩大不可小视。(1)只解决了用户在何吋、何地的定位和授吋问题，未解决位置数据共享,没给导航与通信集成留有余地。(2)军民信号同频点共用，导航战施展受限,只能以BOC调制重新设计M码军用信号。(3
4、)未解决动态用户定时问题。(4)未解决卫星时间同步与精密轨道确定的高度依赖性，任一•卫星的原子钟性能下降，均影响其他1.1美苏两国以多普勒原理建成了两个类似的初级卫星导航系统尽管美国GPS联合办公室首位负责人帕金森与苏联学者纳尔托布对谁发明了第一个卫星导航系统存在争议,但双方不谋而合地在I960年代分别建设了两个类似的卫星导航系统。-个是美国于1963年建成的子午仪,一•个是苏联1979年建成的圣卡达。它们的共同点是：都采用1000km高度圆轨道卫星，使用150MHz和400MHz茯高频导航信号,5min-6min完成一次定位，1.
5、5小时至2小时进行一次二维定位，精度均在80m-100nu1.2美苏两国以RNSS原理相继建成了第二代卫星无线电导航系统为了统一无线电导航于段,取代奥米加、罗兰C等众多地基导航系统，并实现高粘度、连续、三维定位与测速,美国国防部于1973年批准了GPS计划，设计了GPS方案:轨道高度为20230km;卫星数为24颗,分布在3个轨道面上(后来修改为6个轨道平面)；川户可同时看到6-11颗卫星;导航频率有2个,L1为1575.42MIIz,L2为1227.60MHz;采用了RNSS伪距定位原理。该系统于1994年建成，定位精度:PPS服
6、务为8米(SEP),SPS服务为100米。从第一・颗试验卫星起算到全球系统建成共发射了41颗卫星。收稿日期:2007-08-07;修回日期:2008-01-08392卫星的时间同步和轨道精度。宇航学报第29卷2.3北斗卫星导航系统正式启用了系统网络资料2000年4月，针对国际电联WAC-2000人会扩展卩星无线电导航频率议题，小国以COMPASS作为卫星网络名称，以北斗卫星导航作为系统名称，向国际电联正式申报了COMPASS-58.75E,COMPASS-80E,COMPASS-110.5E,COMPASS-140E,COMPASS
7、-M,COMPASS-II及COMPASS-160E网络资料。通过北斗导航试验卩星完成上述资料应用，至2007年4月已完成了上述6个网络资料的启用，并L2在国际电联备案，为屮国卫星导航赢得了空间及频率资源,同时也为北斗卫星导航系统完成了顶层设计及关键技术验证试验。屮国北斗导航试验系统以区域卫星导航为标，以当时中国国情可以承受的经济及技术能力，创建了屮国第一个卫星无线电系统为屮国现代化北斗系统建设拉开了序幕。3北斗卫星导航系统符合需求增长趋势和卫星导航发展方向3.1需求增长趋势⑴从个体用户定位测速向用户信息共享发展。无论是航空、航海、
8、陆上车辆用户，还是空间用户，均需要实现用户与fflPZlnJ,用门与调度指挥者Z间的导航信息共享，以防止拥堵、相撞，并提高交通航路效率。虽然通信接入的方式很多，方便了不少用户，但止因为接入方式多，造成了系统总效能的下降，需要寻求统一的
