北斗卫星导航系统
2020年6月23日，我国“北斗三号”最后一颗全球组网卫星发射任务顺利完成，这意味着北斗将进入服务全球、造福人类的新时代。北斗系统是着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统。
我国的北斗卫星导航系统建设的启动要追溯到1994年，这一年，提出了“三步走”发展战略。“三步走”发展战略是按照“质量、安全、应用、效益”的总要求，坚持“自主、开放、兼容、渐进”的发展原则，遵循“先区域、后全球”“先有源、后无源”的总体思路稳步推进的。
第一阶段是从1994年至2003年，建成北斗卫星导航试验系统，简称“北斗一号”，目标是具备区域有源服务能力。“北斗一号”于1994年立项，2000年10月31日发射了第一颗试验卫星，2000年12月21日发射了第二颗试验卫星，从而建成了北斗卫星导航试验系统，我国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家；2003年发射了第三颗北斗导航试验卫星，进一步增强了“北斗一号”的性能。“北斗一号”系统是由空间部分、地面部分（以地面控制中心站为主）和北斗用户终端组成的。其中，空间部分由2～3颗地球静止卫星（GEO）构成；控制段由一个地面主控站和若干标校站组成。其定位原理是以两颗卫星的已知位置为球心，以测定的卫星至用户终端的距离为半径，形成两个球面，且球面相交得到一个圆弧；然后由电子高程地图提供一个以地心为球心，地心到用户终端距离为半径的球面；圆弧和第三个球面相交可得到两个点，再用排除法，即可得到用户的位置。上述距离测量和位置计算是由地面主控站与用户终端通过应答方式完成的。完成定位的同时，既能获得位置，也能进行通信（图5-14）。
图5-14 双星定位
第二阶段是从2004年至2012年，建成北斗区域卫星导航系统，简称“北斗二号”，最终形成区域无源服务能力。这一阶段的发展目标是构成一个具有连续实时无源三维定位测速能力的区域性卫星导航系统，为我国及亚太地区用户提供无线电导航卫星服务。首颗卫星于2007年发射，2012年年底完成了5颗GEO卫星、5颗IGSO（倾斜地球同步轨道）卫星和4颗MEO（中轨道）卫星的组网服务。
第三阶段是从2013年至2020年，建成北斗全球卫星导航系统，简称“北斗三号”，最终形成全球无源服务能力。“北斗三号”由空间段、运控段和用户段组成。空间段由30颗卫星组成，其中包括3颗地球静止轨道（GEO）卫星、3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星和24颗中圆地球轨道（MEO）卫星，这样的三种轨道混合星座布局抗遮挡能力更强，能实现全球覆盖、全球服务；运控段包括主控站、注入站和监测站；用户段包括北斗终端、与其他导航系统兼容的终端及相关的应用服务系统（图5-15）。“北斗三号”全球服务的性能指标：空间信号测距误差优于0.5 m，其定位精度单频测量为7 m，双频测量为3 m，测速精度为 0.2 m/s，授时精度为20 ns。其可以提供6种服务：卫星无线电导航服务、星基增强系统、区域短信息通信服务、全球短信息通信服务、国际SAR服务和精密单点定位服务。
图5-15 “北斗三号”卫星星座
“北斗三号”系统提供的服务及参与的卫星见表5-1。
表5-1 “北斗三号”系统提供的服务及参与的卫星
