北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统是全球三大成熟的卫星导航系统之一，是中国实施改革开放40余年来取得的重要成就之一，是新中国成立70余年来重大科技成就之一，是中国贡献给世界的全球公共服务产品。

卫星运行想象图

北斗卫星导航系统（以下简称“北斗系统”，BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国根据国家安全和经济社会发展需要自行研制，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位与导航和授时服务的全球卫星导航系统，是国家重要时空基础设施，也是继美国全球定位系统GPS、俄罗斯全球卫星导航系统GLONASS、欧洲伽利略卫星导航系统GALILEO之后的第四个成熟的卫星导航系统。中国北斗系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的全球卫星导航核心系统四大供应商。

2000年，我国建成北斗一号试验系统。2012年，我国建成北斗二号区域系统为亚太地区提供服务。2019年，北斗三号核心星座部署完成。2020年，北斗三号全球系统建成并向全球提供服务。

北斗系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。其中，空间段由若干地球静止轨道卫星（GEO）、倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）和中圆地球轨道卫星（MEO）等组成；地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站，以及星间链路运行管理设施；用户段包括北斗兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品，以及终端产品、应用系统与应用服务等。

北斗卫星模型

北斗系统示意图

北斗系统空间段三种轨道卫星，北斗人称之为“北斗三兄弟”，其中GEO卫星站得高，覆盖广，具有良好的抗遮蔽性，在城市、峡谷、山区等具有明显的应用优势；IGSO卫星是覆盖区域的中坚，抗遮蔽能力强，尤其在低纬度地区，其性能优势明显；MEO卫星小巧灵活，环绕全球运行，是实现全球服务的最优选择。我国首创这三种轨道卫星的混合星座构型，是发挥了不同轨道卫星的优势，各放异彩，各显神通，基于各自小功用，实现北斗大功用。

北斗系统的技术特点归纳起来有3点：

一是北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座，与其他卫星导航系统相比，高轨卫星更多，抗遮蔽能力强，尤其在低纬度地区其性能优势更为明显。

二是北斗系统提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。

北斗卫星运行轨迹 （2021年12月24日2时）

北斗导航示意图

三是北斗系统创新融合了导航与通信能力，具备定位导航授时、星基增强、地基增强、精密单点定位、短报文通信和国际搜救等多种服务能力。

通常人们会认为卫星导航系统是用来导航定位的，实际上卫星提供的是授时信息。卫星导航系统的授时精度可达纳秒级，也是当前应用最广的授时系统，这其中包括中国的北斗系统。北斗系统使用了地球同步轨道卫星，其授时误差在中国区域内变化不大，并且误差随时间变化也相对缓慢，授时稳定性在时间和空间上都很高。

北斗系统的建设目标是建立独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，建成完善的国家北斗导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星在国民经济社会各行业的广泛应用。

目前，全球范围内已经有137个国家与北斗系统签下了合作协议。北斗系统为经济社会发展提供重要的时空信息保障，提供服务以来，已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用，应用的新模式、新业态、新经济不断涌现，深刻改变着人们的生产生活方式。

截至2020年，中国卫星导航与位置服务产业总体产值已突破4 000亿元。预估到2025年，中国北斗产业总产值将达到1万亿元。

北斗系统是中国实施改革开放40余年来取得的重要成就之一，是新中国成立70余年来重大科技成就之一，是中国贡献给世界的全球公共服务产品。

未来，中国将一如既往地积极推动国际交流与合作，实现与世界其他卫星导航系统的兼容与互操作，为全球用户提供更高性能、更加可靠和更加丰富的服务。