“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)正在實(shí)施的自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，包括“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)（“北斗一號(hào)”）和“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（“北斗二號(hào)”）。繼2007年4月和2009年4月第一、二顆“北斗二號(hào)”衛(wèi)星成功發(fā)射后，今年年初，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)丙”運(yùn)載火箭將第三顆“北斗二號(hào)”衛(wèi)星成功送入太空預(yù)定軌道，這標(biāo)志著四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一的中國(guó)“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程建設(shè)又邁出重要一步。“北斗二號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間間隔越來越短，預(yù)示著“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)正按計(jì)劃穩(wěn)步推進(jìn)。
我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展歷程
導(dǎo)航定位是人類社會(huì)所必需的。從古至今，人類在生產(chǎn)和生活實(shí)踐中發(fā)明了多種導(dǎo)航方法。例如，天文導(dǎo)航是通過觀測(cè)天體的位置來確定自身的位置和航向，此法設(shè)備簡(jiǎn)單，但受到氣象條件的限制；無線電導(dǎo)航是接收海岸電臺(tái)發(fā)出的無線電波來確定艦船自身的位置，它雖不受氣象條件的影響，但由于無線電波的傳播距離有限，故用于遠(yuǎn)航時(shí)有困難。其他導(dǎo)航方法也不盡如人意。從目前的技術(shù)水平和可以預(yù)見的將來看，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)是一種比較理想的導(dǎo)航工具。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)是指利用一組導(dǎo)航衛(wèi)星，對(duì)地面、海洋和空間用全戶進(jìn)行精確的定位。它具有全時(shí)空、全天候、高精度、連續(xù)事實(shí)地提供導(dǎo)航、定位和授時(shí)的地點(diǎn)，已成為應(yīng)用廣泛的導(dǎo)航定位技術(shù)。衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施，可提供高精度的定位、測(cè)速和授時(shí)服務(wù)，能帶來巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)高度重視衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，一直努力探索和發(fā)展擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
早在上世紀(jì)60年代末，我國(guó)就開展了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研制工作，但由于諸多原因而夭折。自20世紀(jì)70年代后期以來，國(guó)內(nèi)開展了探討適合國(guó)情的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的體制研究，先后提出過單星、雙星、三星和3-5星的區(qū)域性系統(tǒng)方案，以及多星的全球系統(tǒng)的設(shè)想，并考慮到導(dǎo)航定位與通信等綜合運(yùn)用問題，但是由于種種原因，這些方案和設(shè)想都沒能得以實(shí)現(xiàn)。在20世紀(jì)80年代到90年代，我國(guó)就結(jié)合國(guó)情，科學(xué)、合理地提出并制訂自主研制實(shí)施“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的“三步走”規(guī)劃：第一步是試驗(yàn)階段，即用少量衛(wèi)星利用地球同步靜止軌道來完成試驗(yàn)任務(wù)，為“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、培養(yǎng)人才，研制一些地面應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備等；第二步是到2012年，計(jì)劃發(fā)射10多顆衛(wèi)星，建成覆蓋亞太區(qū)域的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（即“北斗二號(hào)”區(qū)域系統(tǒng)）；第三步是到2020年，建成由5顆靜止軌道和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組網(wǎng)而成的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
2000年，中國(guó)“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)建成運(yùn)行，成為繼美國(guó)、俄羅斯之后世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于測(cè)繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運(yùn)輸、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和國(guó)家安全等諸多領(lǐng)域，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，特別是在2008年中國(guó)南方冰凍災(zāi)害、汶川特大地震抗震救災(zāi)和北京奧運(yùn)會(huì)中發(fā)揮出非常重要的作用。
“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)（“北斗一號(hào)”）
“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)（也稱“雙星定位導(dǎo)航系統(tǒng)”）為我國(guó)“九五”列項(xiàng)，其工程代號(hào)取名為“北斗一號(hào)”，其方案于1983年提出。2003年5月25日零時(shí)34分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭，成功地將第三顆“北斗一號(hào)”衛(wèi)星送入太空。前兩顆衛(wèi)星分別于2000年10月31日和12月21日發(fā)射升空，運(yùn)行至今導(dǎo)航定位系統(tǒng)工作穩(wěn)定，狀態(tài)良好。這次發(fā)射的是導(dǎo)航定位系統(tǒng)的備份星，它與前兩顆“北斗一號(hào)”工作星組成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，確保全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息。這標(biāo)志著我國(guó)成為繼美國(guó)GPS和俄羅斯的GLONASS后，在世界上第三個(gè)建立了完善的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家，該系統(tǒng)的建立對(duì)我國(guó)國(guó)民國(guó)防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)將起到積極作用。2007年2月3日，“北斗一號(hào)”第四顆衛(wèi)星發(fā)射成功，該衛(wèi)星不僅作為早期三顆衛(wèi)星的備份，同時(shí)還將進(jìn)行“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的相關(guān)試驗(yàn)。目前，“北斗一號(hào)”已有四顆衛(wèi)星在太空遨游，組成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，確保全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航資訊。
“北斗一號(hào)”是利用地球同步衛(wèi)星為用戶提供快速定位、簡(jiǎn)短數(shù)字報(bào)文通信和授時(shí)服務(wù)的一種全天候、區(qū)域性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。系統(tǒng)由兩顆地球靜止衛(wèi)星(800E和1400E)、一顆在軌備份衛(wèi)星(110.50E)、中心控制系統(tǒng)、標(biāo)校系統(tǒng)和各類用戶機(jī)等部分組成。其覆蓋范圍是北緯5°-55°，東經(jīng)70°-140°之間的心臟地區(qū)，上大下小，最寬處在北緯35°左右。定位精度為水平精度100米(1σ)，設(shè)立標(biāo)校站之后為20米(類似差分狀態(tài))，工作頻率為2491.75MHz，系統(tǒng)能容納的用戶數(shù)為每小時(shí)540000戶。“北斗一號(hào)”具有衛(wèi)星數(shù)量少、投資小、用戶設(shè)備簡(jiǎn)單價(jià)廉、能實(shí)現(xiàn)一定區(qū)域的導(dǎo)航定位、通訊等多用途，可滿足當(dāng)前我國(guó)陸、海、空運(yùn)輸導(dǎo)航定位的需求。
“北斗一號(hào)”就性能來說，和美國(guó)GPS相比差距甚大。第一，覆蓋范圍也不過是初步具備了我國(guó)周邊地區(qū)的定位能力，與GPS的全球定位相差甚遠(yuǎn)。第二，定位精度低，定位精度最高20米，而GPS可以到10米以內(nèi)。第三，由于采用衛(wèi)星無線電測(cè)定體制，用戶終端機(jī)工作時(shí)要發(fā)送無線電信號(hào)，會(huì)被敵方無線電偵測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)，不適合軍用。第四，無法在高速移動(dòng)平臺(tái)上使用，這限制了它在航空和陸地運(yùn)輸上的應(yīng)用。但最重要的是，“北斗一號(hào)”是我國(guó)獨(dú)立自主建立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，它的研制成功標(biāo)志著我國(guó)打破了美、俄在此領(lǐng)域的壟斷地位，解決了中國(guó)自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的有無問題。它是一個(gè)成功的、實(shí)用的、投資很少的初步起步系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)并不排斥國(guó)內(nèi)民用市場(chǎng)對(duì)GPS的廣泛使用。以“北斗”導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，我國(guó)開始逐步實(shí)施“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，首先滿足中國(guó)及其周邊地區(qū)的導(dǎo)航定位需求，并進(jìn)行系統(tǒng)的組網(wǎng)和測(cè)試，逐步擴(kuò)展為全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。
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