第一篇：關于北斗衛星導航系統科普現狀問卷調查

關于北斗衛星導航系統科普現狀問卷調查您好，非常感謝您百忙之中抽空協助我們做好此次問卷調查工作！為了做好北斗衛星導航系統的科普宣傳，為后期“北斗”的普及和完善出謀劃策，特此進行問卷調查，您的看法和意見對我們非常寶貴，感謝您的支持和幫助！

（確實不會做的題目，請選擇“不清楚”，我們需要您最客觀的回答！）

您的年級：您的專業：

1.您對北斗是否了解？（）

A.非常了解 B.聽說過 C.不了解但有興趣D.不感興趣

2.如果您對北斗導航系統有所了解，你是通過什么途徑了解的？（）

A.報刊雜志 B.電視 C.網絡 C.老師、朋友介紹 D.一點都不了解

3“北斗”是否是地球同步衛星？（）

A.是 B.否 C.不清楚

4北斗導航系統工程的總工程師是誰？（）

A.沈榮俊 B孫家棟.C.譚述森 D.不清楚

5.北斗的英文簡稱是什么？（）

A.COMPASSB.GLONASS C.Galileo D.不清楚

6.我國的北斗衛星導航系統發展到什么階段了？（）

A.亞太地區區域有源 B.亞太地區區域無源 C.全球區域無源 D.不清楚

7.北斗衛星系統的組成部分不包括下面哪個？（）

A.車輛 B.地面支持系統 C.用戶D.不清楚

8.北斗接收機在哪些地方收不到信號？（）

A.金屬網內 B.玻璃罩內 C.塑料袋內D.不清楚

9.您覺得北斗衛星導航系統不能運用在那個方面？（）

A.國防、救災搶險B.交通運輸、旅游 C.精準農業D.外科手術

10.在發生地震等災害后地面的通信設施幾乎被完全破壞，唯一能用的就是北斗系統特有的短報文通信功能，您對于這個功能感覺如何？（）

A.能在關鍵時刻發揮很大作用，前景非常好 B.感覺一般 C.不感興趣

11.過些年“北斗”推出其終端產品后，您是否愿意使用北斗產品？（）

A.非常愿意B.如果好用才愿意C.不愿意

12.您覺得用臺歷的形式展示北斗的相關知識與圖片如何？（）

A.很不錯，形象直觀 B.覺得不怎么樣

13..為做好北斗的科普宣傳，您覺得科普介質的載體選擇哪種更好？（）

A.文字內容 B.圖畫 C.圖文并茂

14.您希望科普知識更多體現哪些方面的內容？（）

A.北斗之用 B.北斗之路 C.為北斗的研究做出貢獻的科學家 D.以上信息的綜合請說明理由：

15.談談您對科普媒介編創的建議或意見

（最后，再次衷心地感謝您花費寶貴時間答完這份問卷！）

第二篇：北斗衛星導航系統及應用綜述

北斗衛星導航系統及應用綜述

0引言

北斗衛星導航系統是中國自行研制的全球衛星定位與通信系統（BDS），是繼美全球定位系統（GPS）和俄GLONASS之后第三個成熟的衛星導航系統。系統由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，已經初步具備區域導航、定位和授時能力，定位精度優于20m，授時精度優于100ns。2012年12月27日，北斗系統空間信號接口控制文件正式版正式公布，北斗導航業務正式對亞太地區提供無源定位、導航、授時服務。北斗衛星導航系統基本信息介紹

中國在2003年完成了具有區域導航功能的北斗衛星導航試驗系統，之后開始構建服務全球的北斗衛星導航系統，于2012年起向亞太大部分地區正式提供服務，并計劃至2020年完成全球系統的構建。北斗衛星導航系統和美國全球定位系統、俄羅斯格洛納斯系統及歐盟伽利略定位系統一起，是聯合國衛星導航委員會已認定的供應商。

1.1 北斗衛星導航系統的定位原理

“北斗一號”衛星導航系統的定位原理與GPS系統不同,GPS采用的是被動式偽碼單向測距三維導航,由用戶設備獨立解算自己的三維定位數據,而“北斗一號”衛星導航定位系統則采用主動式雙向測距二維導航, 由地面中心控制系統解算供用戶使用的三維定位數據。“北斗”衛星是中國“北斗”導航系統空間段組成部分,由兩種基本形式的衛星組成,分別適應于GEO和MEO軌道。“北斗”導航衛星由衛星平臺和有效載荷兩部分組成。衛星平臺由測控、數據管理、姿態與軌道控制、推進、熱控、結構和供電等分系統組成。有效載荷包括導航分系統、天線分系統。GEO衛星還含有RDSS有效載荷。因此,“北斗”衛星為提供導航、通信、授時一體化業務創造了條件。“北斗”導航衛星分別在1559MH z～1610MH z、1200MH z～1300MH z兩個頻段各設計有兩個粗碼、兩個精密測距碼導航信號, 具有公開服務和授權服務兩種服務模式[1]。

“北斗二號”導航衛星系統體制第二代導航衛星系統與第一代導航衛星系統在體制上的差別主要是: 第二代用戶機可免發上行信號,不再依靠中心站電子高程圖處理或由用戶提供高程信息,而是通過直接接收衛星單程測距信號來自己定位, 系統的用戶容量不受限制,并可提高用戶位置隱蔽性。

圖1.1北斗衛星導航定位系統定位原理圖

1.2 北斗衛星導航系統的系統組成

北斗雙星導航系統主要由空間部分、地面中心控制系統和用戶終端3個部分組成。空間部分由軌道高度為36000km 的2顆工作衛星和1顆備用衛星組成(一個軌道平面), 其坐標分別為(80°E, 0°, 36000km)、(140°E, 0,°36000km)、(110.5°E, 0°, 36000km)。衛星不發射導航電文, 也不配備高精度的原子鐘, 只是用于在地面中心站與用戶之間進行雙向信號中繼。衛星電波能覆蓋地球表面42%的面積, 其覆蓋的經度為100°, 緯度為N81°～ S81°。其軌道如圖1.2所示。

圖1.2北斗雙星導航系統衛星軌道

地面中心控制系統是北斗導航系統的中樞,包括1個配有電子高程圖的地面中心站、地面網管中心、測軌站、測高站和數十個分布在全國各地的地面參考標校站, 主要用于對衛星定位、測軌,調整衛星運行軌道、姿態,控制衛星的丁作, 測量和收集校正導航定位參量,以形成用戶定位修正數據并對用戶進行精確定位。用戶終端為帶有定向天線的收發器,用于接收中心站通過衛星轉發來的信號和向中心站發射通信請求,不含定位解算處理功能。根據應用環境和功能的不同, 北斗用戶機分為普通型、通信型、授時型、指揮型和多模型用戶機5種,其中,指揮型用戶機又可分為一級、二級、三級3個等級。時間系統和坐標系統:時間系統采用UTC(世界協調時),坐標系統采用1954年北京坐標系和1985年中國國家高程系統。未來的北斗衛星導航系統(COMPASS)將由分布在3個軌道面上的30顆中等高度軌道衛星(MEO)和均勻分布在一個軌道面的5顆地球同步衛星構成。非靜止軌道上,每個軌道面10顆衛星,其中1顆為備用,軌道傾角為56?。衛星軌道半長軸約為2.7萬km。1.3 北斗衛星導航系統的工作過程

地面控制中心向衛星I和衛星II同時發送詢問信號,經衛星轉發器向服務區內的用戶廣播。用戶響應其中一顆衛星的詢問信號,并同時向兩顆衛星發送響應信號,經衛星轉發回中心控制系統[2]。中心控制系統接收并解調用戶發來的信號, 然后根據用戶申請的服務內容進行相應的數據處理。對定位申請,中心控制系統測出兩個時間延遲: 即從中心控制系統發出詢問信號,經某一顆衛星轉發到達用戶,用戶發出定位響應信號,經同一顆衛星轉發回中心控制系統的延遲;和從中心控制系統發出詢問信號,經上述同一衛星到達用戶,用戶發出響應信號,經另一顆衛星轉發回中心控制系統的延遲。由于中心控制系統和兩顆衛星的位置均是已知的,可以由上述兩個延遲量計算出用戶到第一顆衛星的距離,以及用戶到兩顆衛星距離之和。從而知道用戶處于一個以第一顆衛星為球心的一個球面,和以兩顆衛星為焦點的橢球面之間的交線上;另外,中心控制系統從存儲在計算機內的數字化地形圖查尋到用戶高程值,又知道用戶處于某一與地球基準橢球面平行的橢球面上。因此,中心控制系統利用數值地圖可計算出用戶所在點的三維坐標, 并與相關信息或通信內容發送到衛星,經衛星轉發器傳送給用戶或收件人。

北斗衛星導航定位系統的工作步驟如下:(1)地面控制中心向2顆衛星發送詢問信號;(2)衛星接收到詢問信號,經衛星轉發器向服務區用戶播送詢問信號;(3)用戶響應其中1顆衛星的詢問信號,并同時向2顆衛星發送回應信號;(4)衛星收到用戶響應信號,經衛星轉發器發送回地面控制中心;(5)地面控制中心收到用戶的響應信號,解讀出用戶申請的服務內容;(6)地面控制中心利用數值地圖計算出用戶的三維坐標位置,再將相關信息或通信內容發送到衛星;(7)衛星在收到控制中心發來的坐標資料或通信內容后,經衛星轉發器傳送給用戶或收件人。北斗衛星導航系統的功能優勢

北斗衛星導航系統是利用地球同步衛星為用戶提供快速定位、簡短數字報文通信和授時服務的一種全天候、區域性的衛星定位系統。2.1 北斗衛星導航系統具有的三大功能

（1）快速定位：系統可為服務區內用戶提供全天候、高精度、快速實時定位（可在1秒之內完成）、服務，定位精度為20～100m；

（2）短報文通信：系統用戶終端具有雙向數字報文通信功能，注冊用戶利用連續傳送方式可以傳送多達120個漢字的信息；

（3）精密授時：系統具有單向和雙向兩種授時功能。根據不同的精度要求，利用授時終端，完成與CNSS之間的時間和頻率同步，提供100ns（單向授時）和20ns（雙向授時）的時間同步精度。2.2 北斗衛星導航系統具備的優勢

（1）同時具備定位與通信雙重功能，無需其它通信系統支持，而GPS、GLONASS只能定位；

（2）覆蓋范圍較大，沒有通信盲區。北斗系統覆蓋了中國及周邊國家和地區，不僅可為中國、也可為周邊國家服務；

（3）特別適合集團用戶大范圍監控與管理；

（4）獨特的中心節點式定位處理和指揮型用戶機設計。它不僅能使用戶知道自己的所處的位置，還可以告訴別人自己的位置所處的地方，特別適用于需要導航與移動數據通信場所，如交通運輸、調度指揮、搜索營救、地理信息實時查詢等；（5）自主系統，高強度加密設計，安全、可靠、穩定，適合關鍵部門應用；（6）接收終端不需鋪設地面基站，用戶終端相對便宜。

（北斗衛星導航定位系統的潛力主要體現在定位通信綜合領域上。目前僅需要定位的用戶，對北斗的需要不迫切；對于既需要定位又需要把位置信息傳遞出去的用戶，北斗衛星導航定位系統是非常有用的。）北斗衛星導航系統的應用

3.1 北斗衛星導航系統的應用范圍

“北斗”衛星導航試驗系統自2003年正式提供服務以來，在交通運輸、海洋漁業、水文監測、氣象測報、森林防火、通信時統、電力調度、救災減災和國家安全等諸多領域得到廣泛應用，產生顯著的社會效益和經濟效益。特別是在南方冰凍災害、四川汶川和青海玉樹抗震救災、北京奧運會以及上海世博會中發揮了重要作用。

1）在交通運輸方面，基于“北斗”衛星導航試驗系統的“新疆公眾交通導航監控系統”、“公路基礎設施安全監控系統”以及“港口高精度實時定位調度監控系統”等應用推廣工作，取得了良好的示范效果。

2）在海洋漁業方面，基于“北斗”衛星導航試驗系統的海洋漁業綜合信息服務平臺，為漁業管理部門提供船位監控、緊急救援、信息發布、漁船出入港管理等服務。

3）在水文監測方面，基于“北斗”衛星導航試驗系統的水文監測系統，實現多山地域水文測報信息的實時傳輸，提高災情預報的準確性，為制訂防洪抗旱調度方案提供重要的保障。

4）在氣象測報方面，成功研制一系列氣象測報型“北斗”終端設備，形成實用可行的系統應用解決方案，解決中國氣象局和各地氣象中心氣象站的數字報文自動傳輸問題。

5）在森林防火方面，“北斗”衛星導航試驗系統成功應用于森林防火系統，其定位與短報文通信具有較好實際應用效果。

6）在通信時統方面，成功開展“北斗”雙向授時應用示范，突破光纖拉遠等關鍵技術，研制出一體化衛星授時系統。

7）在電力調度方面，成功開展基于“北斗”衛星導航試驗系統的電力時間同步應用示范，為電力事故分析、電力預警系統、保護系統等高精度時間應用創造了條件。

8）在救災減災方面，基于“北斗”衛星導航試驗系統的導航定位、短報文通信以及位置報告功能，提供全國范圍的實時救災指揮調度、應急通信、災情信息快速上報與共享等服務，顯著提高了災害應急救援的快速反應能力和決策能力。

“北斗”衛星導航系統建成后將為民航、航運、鐵路、金融、郵政等行業提供更高性能的定位、導航、授時和短報文通信服務。3.2 北斗衛星導航系統的應用特點

北斗衛星導航定位系統由空間衛星、地面主控站(控制中心)與標校站和用戶終端設備三大部分組成, 它具有快速二維定位、雙向簡短報文通信和精密授時三大基本功能。該系統基于“二球交會”原理進行定位, 即以2顆衛星的已知位置坐標為圓心,各以測定的本星至用戶機的距離為半徑,形成2個球面,用戶機必然位于這2個球面交線的圓弧上。地面控制中心存儲的電子高程地圖庫提供1個以地心為球心,以球心至用戶機的距離為半徑的球面。求解圓弧線與該球面的交點, 并根據用戶在赤道平面北側的實際情況,即可獲得用戶的二維位置坐標[3]。北斗衛星導航定位系統主要應用特點如下[4-5] : 1)系統覆蓋我國全部國土及周邊區域

北斗系統是覆蓋我國本土及其周邊地區的區域性衛星導航定位系統,覆蓋范圍為東經70°～145°,北緯5°～55°,可以無縫覆蓋我國全部國土和周邊海域, 在中國全境范圍內具有良好的導航定位可用性。2)系統定位、授時精度能滿足導航定位需要

北斗系統的二維水平定位精度(1δ)為20m(不設標校站區域100m),雙向授時精度20ns(單向授時精度100ns),與GPS系統的民用精度基本相當,能滿足用戶導航定位和授時要求。北斗系統的注冊用戶分為3個服務等級,對應的定位響應時延分別為:一類用戶5s,二類用戶2s,三類用戶1s北斗系統具有單向和雙向2種授時功能,根據不同的精度要求,定時傳送最新授時信息給用戶端,供用戶完成與北斗衛星導航定位系統之間時間差的修正。3)系統雙向報文通信功能應用優勢明顯

北斗系統具有用戶與用戶、用戶與地面控制中心之間的雙向報文通信能力。系統一般用戶1次可傳輸36個漢字,經核準的用戶利用連續傳送方式1次最多可傳送120個漢字這種簡短雙向報文通信服務,可有效地滿足通信信息量較小、但即時性要求卻很高的各類型用戶應用系統的要求。這很適合集團用戶大范圍監控管理和通信不發達地區數據采集傳輸使用。對于既需要定位信息又需要把定位信息傳遞出去的用戶,北斗衛星導航定位系統將是非常有用的。需特別指出的是,北斗系統具備的這種雙向簡短通信功能,目前已廣泛應用的國外衛星導航定位系統(如GPS、GLONASS系統)并不具備。

4）系統有源定位體制使用戶定位的隱蔽性、實時性較差,用戶容量受限

北斗系統是主動式有源雙向測距二維導航系統, 在地面控制中心進行用戶位置坐標解算。北斗系統的有源定位工作方式使用戶定位的同時失去了無線電隱蔽性,這在軍事上是不利的。另外,北斗系統對地面控制中心的依賴性大,一旦其地面中心控制系統受損,系統就不能繼續工作了;用戶設備必須包含發射機,因此其在體積、重量、功耗和價格方面遠比GPS接收機來得大、重、耗電與貴。北斗系統從用戶發出定位申請, 到收到定位結果,整個定位響應時間最快為1s，即用戶終端機最快可在1s后完成定位。這1s的定位時延對飛機、導彈等高速運動的用戶來說時間嫌長。北斗系統適合為車輛、船舶等慢速運動的用戶提供服務。北斗系統導航定位實時性較差,對于高動態載體(如飛機、導彈等),該缺陷是顯而易見的。北斗系統是主動雙向測距的詢問)應答系統,系統的用戶容量取決于用戶允許的信道阻塞率、詢問信號速率和用戶的響應頻率。因此,北斗系統的用戶設備工作容量是有限的。北斗系統可為以下用戶機每小時提供54萬次的服務:一類用戶機(適合于單人攜帶使用)10000～20000個,5～10min服務一次;二類用戶機(適合于車輛、艦船使用)5500個,10～60s服務一次。

“北斗”系統的上述應用特點,決定了該系統適合在中國全境范圍內,在測繪、電信、水利、交通運輸、勘探等使用要求相對較低的民用領域進行導航定位、報文通信和授時服務等應用。目前該系統在軍事領域的應用,受到了一定的制約。3.3 北斗衛星導航系統的應用現狀

北斗衛星導航定位系統運營以來,在軍民用領域上發揮了重要作用,迄今為止,已為用戶提供定位服務超過億次,通信服務超過千萬條,在森林防火、水利防汛、交通運輸等民用、軍用領域產生了顯著的社會效益。所研制的黑龍江大興安嶺森林防火信息系統、瀾滄江上湄公河船舶調度管理系統和鄭州鐵路局鐵路機車到站報點系統等北斗系統應用示范工程,已取得了明顯的經濟效益[6-7]。

但是,北斗系統作為我國自行研制的、具有鮮明應用特點的衛星導航定位系統, 總的來說,目前的實際應用并不理想。主要表現在: 1)系統應用不充分,與世界上第三個投入實際應用的衛星導航定位系統的地位不相稱

北斗系統工作容量可達百萬戶,而目前注冊在線的終端用戶卻不足千分之一, 衛星資源閑置嚴重。該系統的快速定位、雙向報文通信和精密授時0功能,特別是雙向報文通信功能未得到充分應用,該導航定位系統在許多民用領域中的用途還未被認知。中國工程院戚發韌院士經過對北斗系統進行詳實的調研后提出:中國研制成功的第一個擁有自主知識產權的北斗衛星導航系統,目前在民用領域資源利用并不充分,幾近閑置。他在調研報告中明確寫到:北斗系統本應擁有上百萬用戶的能力,目前卻只有幾千個用戶,國家投入幾十億元,但利用很不充分,造成了資源的嚴重浪費。北斗衛星導航定位系統目前在民用領域應用不充分、未形成產業化的現狀,與該系統作為世界上第三個投入實際應用的衛星導航定位系統的地位很不相稱。

2)用戶終端設備價格偏高,在市場上無法與GPS系統形成競爭

北斗系統目前的有源定位技術體制決定了其用戶終端設備需能收能發,在技術應用上有通信功能,應用優勢明顯,這是無可懷疑的。但這種體制也使用戶終端制造成本增加,加上終端設備用戶少,所以目前市場價格偏高,多數用戶難以接受。用戶終端設備價格昂貴的北斗系統在市場上是無法與GPS系統進行競爭的。3)用戶終端設備研制開發滯后,跟不上應用需求

北斗系統用戶終端設備研制開發嚴重滯后于系統建設。究其原因,一是用戶終端設備研制起步較晚,沒有做到與系統建設同步研發;二是用戶終端研制難度大,沒有集中力量對其重點進行攻關,各研制單位各自為戰,技術上不交流,形不成合力;三是國內器件、部件生產基礎差,而進口芯片價格昂貴。在2002年北斗系統開始試運行時,系統民用終端設備尚不成熟。至今國內仍有十幾家單位在投入資金研制北斗用戶終端,但提高性能價格比的成效并不大,有的單位甚至不得不退出研發。目前能生產北斗系統民用終端的廠商有五、六家,產品價格較高,各有優缺點。北斗系統民用終端設備生產廠商各自為戰的研制生產方式,在當前用戶量不大、生產批量上不去的情況下,成本下不來;而成本下不來,市場用戶就上不去,形成一個惡性循環。用戶終端設備生產方式存在的高成本是影響北斗系統推廣應用的問題之一。

4)北斗民用市場的自由化和無序競爭,影響了北斗系統應用市場的健康發展

由于國家沒有北斗系統民用開發規劃和應用市場準入機制,市場完全是無序的自由競爭,一些企業單位對北斗系統市場認識和估計過于樂觀,為早日搶到市場,自發投入不少資金開發北斗民用終端。到目前為止,真正獲得成功、設備產品質量較好的廠家只有幾個。有一些企業單位在產品技術質量還不成熟的情況下, 就急于推銷自己的產品收回投資,采用低價競爭方式搶占市場,結果是實際運行故障頻發用戶服務又跟不上,動搖了用戶選用或繼續使用北斗系統的信心,增加了對北斗系統應用的懷疑情緒,影響了北斗系統健康發展和推廣應用。3.4 北斗衛星導航系統應用的主要制約因素

目前, 影響、制約北斗系統在民用領域獲得廣泛應用的因素主要是[8] : 1)系統用戶終端設備價格昂貴

前面已分析到,造成北斗系統用戶終端設備價格昂貴的主要原因,一是目前系統本身所采用的有源定位技術體制,二是終端設備生產量少、關鍵元器件依賴進口使生產成本居高不下。關于北斗系統的技術體制改進和完善問題,已在中國第二代衛星導航系統的研制計劃中基本得到了考慮。在后續分析的推動北斗系統民用產業化發展的對策與建議中,提出國家應投入資金,組織有關部門聯合攻關, 解決北斗系統用戶終端設備關鍵元器件國產化問題。2)系統應用缺乏國家政策的有力支持

北斗系統是國家花費巨資建設起來的的軍、民兩用區域性衛星導航定位系統。作為一個新興產業,北斗系統要發展壯大,與國家政策的支持是分不開的。但是,我國至今缺少一個對國家安全有著重要意義的有關衛星導航定位產業的國家級政策,當然更缺少相應的管理辦法和運營措施。這影響了企業和科研部門對北斗導航系統應用的投入,直接導致了用戶終端產品品種少、水平低、價格貴。衛星導航應用產業已成為全球信息化產業中發展最快的產業之一,而中國的這項產業目前大多數在經營國外的產品,大量用戶成為了外國產品的消費者。北斗系統應用研發與服務的企業只有寥寥幾家,用戶少得可憐。3)政策缺位直接導致系統應用推動乏力

北斗衛星已經升空5年,可它作為一種新技術新業務,很少有人大力去普及推廣,廣大用戶特別是信息化人員,對其知之甚少,在各種媒體和市場上,也難以找到相關的宣傳資料。很多企業和用戶,甚至不知道誰是民用衛星導航產業的主管部門。北斗系統在應用系統的開發試驗上,需要大量的資金投入,開發運營企業難以在資金上長久維持,用戶就更做不到花費巨資,為自己建設應用小平臺。沒有國家資金的介入,公司的資金杯水車薪。北斗衛星導航系統與GPS功能特點的比較

1．覆蓋范圍：北斗衛星導航系統主要覆蓋我國本土的區域性、全天候導航系統。覆蓋范圍東經約70°～140°，北緯5°～55°。GPS是覆蓋全球的、全天候導航系統； 2．衛星數量和軌道特性：北斗衛星導航系統是在地球赤道平面上設置2顆地球同步衛星，衛星的赤道角距約60°。GPS是在6個軌道平面上設置24顆衛星，軌道赤道傾角55°軌道面赤道角距60°；

3．定位原理：北斗衛星導航系統是主動式雙向測距二維導航。地面中心控制系統解算，供用戶三維定位數據。GPS是被動式偽碼單向測距三維導航。由用戶設備獨立解算自己三維定位數據；

4、定位精度：北斗衛星導航系統為三維定位精度約幾十米，授時精度約100ns。GPS三維定位精度P碼已由16m提高到6m，C/A碼已由25～100m提高到12m，授時精度約20ns；

5、用戶容量：北斗衛星導航系統由于是主動雙向測距的詢問—應答系統。用戶容量取決于用戶允許的信道阻塞率、詢問信號速率和用戶的響應頻率，因此，北斗衛星導航系統的用戶容量是有限的。GPS是單向測距系統。用戶只要接收導航衛星發出的導航電文即可進行測距定位，因此，GPS的用戶容量是無限的。北斗衛星導航定位系統存在的問題與不足

1．定位服務區是區域性的。不能覆蓋兩極地區，赤道附近定位精度差，只能二維主動式定位；

2．同時容納的用戶數量有限。北斗衛星導航系統同一時間要接收地面用戶群發來的信息，用戶群的個體數量是受限制的；而GPS只發信號，多少用戶接收都沒關系，數量可以無限；

3．無法為快速移動物體提供準確的定位服務。北斗衛星導航系統用戶的定位申請要送回中心控制系統，中心控制系統解算出用戶的三維位置數據之后再發回用戶，其間要經過地球同步衛星走一個來回，再加上衛星轉發，中心控制系統的處理，時間延遲就更長了，因此，對于高速運動體，加大了定位的誤差，軍事方面應用受到限制；

4．主控站位置容易暴露受攻擊、干擾。北斗衛星導航系統是基于中心控制系統和衛星而進行的工作，且定位解算由中心控制系統完成，對中心控制系統依賴性強。一旦中心控制系統受損，系統就不能繼續工作。而GPS正在發展星際橫向數據鏈技術，使萬一主控站被毀后GPS衛星可以獨立運行；

5．管理復雜、層次多，容易出錯。地面控制中心要同時分析處理幾萬到幾十萬的用戶資料，判斷密碼、定位、以及返回的情報，而且這些用戶單位所屬各不一樣，應急的級別也不一樣，處理起來決不是容易的事； 6．地面用戶的設備體積大、造價高。提高北斗衛星導航系統的建議

提高北斗衛星導航系統的性能，可以從以下幾點著手。第一，擴大北斗衛星定軌觀測網，提高廣播星歷精度；第二，優化北斗衛星導航電文內容，便于用戶接收使用；第三，播發北斗與其他系統之間的時差信息，擴大北斗的應用市場；第四，研發北斗衛星自主導航技術，提高抗毀能力；第五，研發MEMS化北斗衛星，建設全新北斗星座。結語

北斗衛星導航系統具有衛星數量少、投資小、用戶設備簡單價廉，且能實現一定區域的導航定位、通信等多種用途，可滿足我國當前陸、海、空運輸導航定位的需求，是一個相對成功的、實用的、投資少的起步系統。但同時應清楚的認識到，北斗衛星導航系統僅是我國自主設計建立的簡易導航系統，還存在很多的不足之處。因此，必須在發展北斗衛星導航系統的基礎上，借鑒國外GPS、GLONASS 的成功經驗，開發具備先進性、適用性、軍民兩用、抗干擾性、抗繼毀性等特征的，適合我國國情的更加完善的衛星導航定位系統。

第三篇：基于STK的北斗衛星導航系統仿真與分析

基于STK的北斗衛星導航系統仿真與分析?

作者: 張帆，陳楊

指導教師:劉瑞華

(中國民航大學新航行系統研究所，天津，300300)

摘要

利用衛星仿真工具包STK，結合國外全球導航系統的技術經驗和北斗衛星導航系統目前公布的技術資料，對北斗衛星導航系統的星座設計、衛星可見性、定位精度等方面進行了詳細的仿真與分析。STK逼真的圖形顯示使得北斗衛星導航系統的星座仿真具有良好的可視化效果，通過對衛星可見性及定位精度的分析，結果表明北斗衛星導航系統是一種全球構架下并具有優良區域定位性能的衛星導航系統，能為用戶提供高精度的導航定位服務。所做工作為北斗衛星導航系統的建設與應用提供了一定的參考意義。關鍵詞：北斗衛星導航系統；衛星仿真工具包；星座設計；衛星可見性；精度因子 中圖分類號：V324.2+4 文獻標識碼：A

聯系人：張帆

聯系電話：*** 聯系人：陳楊 聯系電話：*** 電子郵箱：ychen2_04@163.com

Analysis and Simulation of BeiDou Navigation Satellite System

Based on STK

ZHANG Fan CHEN Yang

LIU Rui-hua

(Institute of CNS/ATM, Civil Aviation University of China，Tianjin，300300)

ABSTRACT Combines the technology of the foreign Global Navigation System and some current information, this thesis makes some simulation and analysis on constellation design, satellite visibility and positioning accuracy for Beidou Navigation Satellite System by the Satellite Tool Kit(STK).It shows that Beidou Navigation Satellite System can provides not only global navigation, but also strong Local navigation ability which can be quite efficient and convenient.In addition, this thesis can provide great reference significance to the construction and application of the Beidou Navigation Satellite System.KEYWORDS：Beidou Navigation Satellite System;Satellite Tool Kit(STK);constellation design;satellite visibility;dilution of precision 1 引言

北斗衛星導航系統(BeiDou Navigation Satellite System)是中國正在實施的自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統。系統建設目標是：建成獨立自主、開放兼容、技術先進、穩定可靠的覆蓋全球的北斗衛星導航系統，促進衛星導航產業鏈形成，形成完善的國家衛星導航應用產業支撐、推廣和保障體系，推動衛星導航在國民經濟社會各行業的廣泛應用。

?基金項目：國家高技術發展計劃(863計劃)(2006AA12Z313)目前，我國北斗衛星導航系統正處于星座組網建設階段，根據系統建設總體規劃，2012年左右，系統將首先具備覆蓋亞太地區的定位、導航和授時以及短報文通信服務能力；2020年左右，建成覆蓋全球的北斗衛星導航系統。因此，對系統進行模擬仿真是我們開展后續工作的前提。鑒于上述背景，本文借助國際著名的仿真分析平臺Satellite Tool Kit(以下簡稱STK)對北斗衛星導航系統的星座設計、衛星可見性及定位精度等方面進行詳細的仿真和分析。星座設計及仿真

目前世界主要衛星導航系統均采用Walk-er星座布局。Walker星座由一組運行于相同軌道周期和傾角的圓軌道衛星組成，記為Walker T/P/F每個軌道上的衛星等間距均勻分布，各軌道面間的升交點經度間距也以相同角度平均分布，因此T（衛星數量）=s（同軌道面的衛星個數）×P（軌道面個數）。兩條相鄰軌道間衛星相對相位由相位參數F確定，F為最東方的衛星至最西方衛星軌道間的“縫隙”數量（360°/T），F為0到P-1的整數。

衛星導航與衛星通信系統相比，對星座有著大不相同的機和限制，其中最明顯的就是需要多重覆蓋（即導航應用中需要更多同時可見的衛星）。以GPS系統為例，GPS導航解算最少需要4顆用戶可視的衛星，以提供用戶確定三維位置和時間所必需的最少4個觀測量。因此，GPS星座的一個主要限制是必須一直提供至少4重覆蓋。為可靠地保證這種覆蓋水平，實際的GPS星座設計為提供4重以上的覆蓋，這樣即使有一顆衛星出現故障，也能至少維持4顆衛星可見。

對于衛星無線電導航系統(RNSS系統)星座的選擇，理論和實踐表明，高度在2000km以下的低軌衛星星座是不合適的。分析表明2000km高度的Walker星座衛星數是20000km的Walker星座衛星數的4倍[1]，這將使系統的成本和維持費用猛增。對于高度為20000km的MEO Walker星座，無論衛星總數是24顆，27顆還是30顆，采用3個軌道平面的可用度最高。歐盟伽利略衛星導航系統在進行星座設計時所得出的結論和經驗如下[2]：

1)為達到中高等級的性能指標，至少需要24顆衛星。衛星高度對性能指標的影響隨衛星數量的增加而減弱。當全球星座衛星數大于等于27顆時，已無需考慮衛星高度對精度的貢獻；

2)30顆MEO衛星的星座方案為優，選Walker 30/3/1的星座設計為最優方案。當半長軸大于等于25000km時，均能使垂直與水平精度優于5.5m（可用度優于99.7%）；

3)為了進一步提高可用度，應增加在軌備份衛星，而不必進行星座修改。

參考文獻[3]指出，北斗衛星導航系統在空間段由5顆GEO衛星和24~30顆MEO衛星組成，位于軌道傾角為55o的3個軌道平面內，運行周期12小時55分鐘，是一種全球構架下并具有優良區域定位性能的衛星導航系統。

綜合以上討論的各種因素，選擇5GEO+ 30MEO的星座方案，利用STK軟件對星座進行建模仿真[4]。在STK自帶的衛星數據庫中可以查到Beidou1A~Beidou1C這3顆北斗雙星導航系統的GEO衛星以及北斗MEO衛星Beidou2A的衛星數據，以其中的Beidou2A為種子星展開Walker 30/3/1星座。同時，考慮到中國及周邊地區區域導航的要求，建立兩顆位于(86°E、0°N、36000km)和(120°E、0°N、36000km)的GEO衛星。為了保證衛星軌道仿真計算的精度，在計算模型中選取高精度地球引力勢模型、大氣阻力模型(Harris Priester大氣模型)、太陽光壓模型等，采用高階Runge-Kutta-Fehlberg算法積分求解衛星運動方程[5]，最終仿真北斗衛星導航系統的星座分布三維視圖，星下點軌跡二維投影分別如圖1及圖2所示，其中Beidou1A~Beidou1E為5顆GEO衛星，Beidou2A 101~Beidou2A

110、Beidou2A 201~Beidou2A 210及Beidou2A 301~Beidou2A 310分別為對應3個軌道面的30顆MEO衛 星。

圖1 5GEO+30MEO衛星空間星座圖

圖2 5GEO+30MEO衛星星下點軌跡圖 衛星可見性分析

為了及時捕獲衛星信號，需預先估計出衛星相對于某一地面站點的進出場時間、可視衛星數目等對于充分了解其運行狀況，合理開展相關衛星捕獲等具有重要意義[6]。建立某地面站Beijing，其位置信息為(116.388°E、39.9062°N)，分析其在仿真時段內衛星的跟蹤狀況。

1)單顆衛星跟蹤分析。利用STK提供的Access Tool分析工具，以Beidou2A衛星為例仿真時段設定為2007年7月1日12:00至2007年7月2日12:00，時間跨度為24小時。在報告欄選擇Access即可獲得Beijing站捕獲Beidou2A衛星的跟蹤時段信息，如表1所示。

表1 Beidou2A衛星對Beijing站進出場時間

Access

Start Time(UTCG)

Stop Time(UTCG)

Duration/s

2/7/2007 05:36:15.607

2/7/2007 12:00:00.000

23024.393 表1中，Access值對應為1，表示在該時段Beidou2A衛星只經過Beijing站上空一次，起始時刻為當天UTC時間5:36:15.607，截至12:00:00，歷時23024.393s。

2)整個星座的跟蹤分析。對所有35顆北斗導航衛星進行跟蹤分析，可以得到所有衛星對Beijing站的進出場時間，如圖3所示。可以看出，大部分衛星在一天內出現1~2次，這 也符合北斗衛星導航系統12小時55分鐘的運行周期。

圖3 35顆北斗導航衛星對Beijing站進出場時間圖

3)可見衛星數目分析。利用STK鏈路工具，新建一個鏈路分析。將上述Beijing站和北斗導航衛星星座作為鏈路中的兩個對象添加至當前鏈路，就可以分析仿真時段內任意時刻Beijing站的可見衛星數目，如圖4所示。

圖4 可見衛星數目圖

圖4表明，在幾乎所有時刻，該地面站點均能同時接收來自北斗系統的13顆以上的衛星，且最多可達18顆。也就是說，滿足多重覆蓋的要求。

在STK中，衛星的可見性還反映在圖形窗口中，三維圖形中，可以看到衛星的在軌運行狀態，當衛星對地面站可見時，衛星和地面站之間有一條線進行連接，當該衛星不可見時，連線消失，如圖5所示。通過三維圖形顯示，直觀形象地描述了地面站對北斗衛星導航系統的可見性。

圖5 衛星可見性三維空間顯示圖 定位精度分析

對于大多數用戶而言，最關心的是位置精度和給定精度下的可信度。利用北斗衛星導航系統進行定位，其精度主要決定于以下兩個因素：其一是所測衛星在空間的幾何分布，通常稱為衛星分布的幾何圖形；其二是觀測量的精度。位置精度用以下公式表示[7]：

Accuracy=UERE×DOP

(1)其中，Accuracy為位置精度，UERE為用戶等效距離誤差，DOP為精度因子，其數值越小，用戶定位精度越高。等效距離誤差是根據衛星至接收機的路徑上的各種因素（如鐘差、電離層延遲等）預測的偽距觀測值的變化值，精度因子反映衛星的空間幾何分布，它是星座大小和軌道參數的一個函數。通常有平面位置精度因子HDOP、高程精度因子VDOP、空間位置精度因子PDOP、接收機鐘差精度因子TDOP和幾何精度因子GDOP。利用以上各項精度因子，便可以從不同的方面對定位精度做出評價。

利用STK的覆蓋分析模塊，可以分析單個或星座對象的全局和區域覆蓋問題。在進行覆蓋分析時，STK不僅可以提供詳盡的分析報告和圖表，能對覆蓋的變化進行同步仿真，而且還會充分考慮所有對象的訪問約束，避免計算誤差。

對于地面站Beijing，計算仿真時段內該站點各DOP值，并繪制其隨時間變化的曲線，如圖7和圖8所示。

圖7 GDOP、VDOP和HDOP隨時間變化曲線圖

圖8 PDOP和TDOP隨時間變化曲線圖

此外，對全球范圍進行覆蓋分析，考察DOP值隨地理位置的空間變化情況。空間分辨率取1°×1°，分析幾何精度因子GDOP隨經緯度的變化，如圖9和10所示。

圖9 GDOP隨緯度變化曲線圖

圖10 GDOP隨經度變化曲線圖

從圖中可以看出，在全球范圍內北斗衛星導航系統的GDOP值均在1.7以內，總體上曲線起伏較小，說明北斗衛星導航系統具有良好的系統連續性。GDOP值隨經度變化較緯度方向略為顯著。在中低緯度地區的GDOP值相對較小且穩定，整體上在1.65左右。由于存在5顆增強區域導航性能的GEO衛星，故在我國及周邊地區的經度范圍內GDOP較之其他經度范圍略小，處于1.30左右，其他經度范圍內，GDOP水平在1.60左右。

因此，上述分析表明北斗衛星導航系統的設計在全球范圍內具有良好的覆蓋品質，同時是一種全球構架下并具有優良區域定位性能的衛星導航系統，能為用戶提供高精度的導航定位服務。5 結束語

STK作為一款先進的衛星工具，具有強大的計算能力、逼真的圖形顯示、全面的分析功能以及可靠的數據報表等特性。本文借助它對北斗衛星導航系統的星座設計、衛星可見性分析以及定位精度等方面進行了詳細的仿真與分析。衛星星座和星下點軌跡的顯示具有良好直觀的可視化效果。星座中各衛星的進出場時間(跟蹤)以及可見衛星數目的仿真對合理有效地開展相關信號捕獲工作具有重要意義。從定位精度分析所得的圖表報告中可以直觀的了解到北斗衛星導航系統在全球范圍內具有良好的覆蓋品質，是一種全球構架下并具有優良區域定位性能的衛星導航系統，能為用戶提供高精度的導航定位服務。

北斗衛星導航系統目前仍處于建設階段，本文利用STK提供了強大的衛星仿真平臺對北斗系統進行了仿真分析，仿真精度還有待于系統完全建成，并投入運行后得到進一步驗證。本文所做工作對開拓北斗衛星導航系統應用領域具有一定意義，同時可以為具體的空間任務設計提供相應的參考依據。

參考文獻

[1] Paul Massatt, Micheal Zeitzew.The GPS Constellation Design-Current and Projected[C].Proceedings of The National Technical Meeting “NAVIGATION 2000”.Long Beach.California,1998:569-574 [2] 系統級的作證文件.歐洲全球導航衛星系統(GNSS-2)比較研究(八)[R].周傲松譯.中國空間技術研究院.2001 [3] 譚述森.北斗衛星導航系統的發展與思考[J].宇航學報,2008,29,(2):392-396 [4] 楊穎 王琦.STK在計算機仿真中的應用[M].北京,國防工業出版社,2005:87-120 [5] 柴霖,袁建平,方群,等.基于STK的星座設計與性能評估[J].宇航學報,2003,24,(4): 421-423 [6] 代明鑫,張文明,王雪松.基于STK的SAR衛星軌道預報設計與仿真[J].現代防御技術,2008,36(1):5-9 [7] 周廣勇,李良良.基于STK的全球衛星導航定位系統DOP值仿真[J].地理空間信息,2009,7(3):102-104

第四篇：北斗衛星導航系統全面部署完成黨員心得體會

北斗衛星導航系統是中國正在實施的自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統。根據計劃，北斗衛星導航系統將在2020年完成，屆時將實現全球的衛星導航功能。下面是小編為大家整理的北斗衛星導航系統全面部署完成黨員心得體會5篇，以供大家參考借鑒!

北斗衛星導航系統全面部署完成黨員心得體會范文一

待長征呼嘯蒼穹，北斗組網群星閃耀。從北斗二號首顆星算起，中國已成功發射54顆北斗導航衛星，離北斗三號全球衛星導航系統全面部署完成只剩“一星之遙”。

據悉，北斗系統是中國自主建設、獨立運行，與世界其他衛星導航系統兼容共用的全球衛星導航系統，可在全球范圍，全天候、全天時，為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務。

“閃耀的北斗”彰顯的是“科技創新”的目標追求。北斗系統的成功源于無數科研人員干著“驚天動地事”，做著“隱姓埋名人”，用刻苦鉆研挺起民族的脊梁。“早在北斗二號系統正式提供亞太區域服務前，我國就開始了北斗三號全球系統的論證研制工作。”北斗系統副總設計師謝軍說。今日的北斗工程，流程的優化構成“基因細胞”、新方法的采用鍛造“強健肌體”、科技創新則注入“核心靈魂”。可見，創新是引領發展的第一動力，科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐。放眼當下，只有牽住科技創新“牛鼻子”，才能占領先機、贏得優勢，走好科技創新“先手棋”，加速奔跑在璀璨星河中。

“閃耀的北斗”彰顯的是“數字經濟”的時代要求。早在2018年，習近平總書記就在致第五屆世界互聯網大會賀信中強調，“加快數字經濟發展、為世界經濟發展增添新動能。”在新一輪科技革命和產業變革的春風之下，以互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合為特征的數字經濟已成為奔涌的“后浪”，其重要性可見一斑。而“北斗+5G+智能技術”成功開啟了“數字經濟”與“智慧社會”，對我國經濟發展極為重要、信息化建設意義重大。北斗系統不僅能大大助力“一帶一路”沿線的重點建設，更為服務全球邁出了鏗鏘步伐。

“閃耀的北斗”彰顯的是“人民至上”的中國偉力。衛星導航系統，是一個國家重要的基礎設施。北斗系統為我國國家、社會公共安全、國民經濟穩定安全運行提供了強有力的保障，是我國改革開放42年的重大成果，是國之重器，是中國的一張靚麗“名片”，更是對中國共產黨“人民至上”執政理念的生動詮釋。北斗系統可實時監測和預報庫壩、橋梁、隧道及尾礦庫等目標的位移，為安全生產和事故救援提供及時、準確的信息支持;也在農田信息采集、農業普查、土地確權、精準農業等方面發揮著巨大作用;同時，搭建融合北斗技術的多警種統一作戰指揮系統，實施網格化監管，可提高對突發事件的應急處置能力和水平等。北斗系統正在切實解決群眾關心的生產安全、農業發展、社會治安等實際問題，讓“人民至上”刻寫在老百姓的獲得感幸福感安全感上，愈發“熠熠生輝”。

北斗衛星導航系統全面部署完成黨員心得體會范文二

衛星定位導航系統，其原理是利用人造衛星來實現地球表面物體的精確定位。北斗以“中國核心”“中國速度”“中國制造”打破了美國GPS系統壟斷局面，對增強國防建設，提升中國的核心競爭力具有重大意義。

6月25日2時09分，我國在西昌衛星發射中心成功發射第46顆北斗導航衛星，這是北斗三號系統的第21顆組網衛星、第二顆傾斜地球同步軌道衛星，它將與此前發射的20顆北斗三號衛星組網運行，進一步提升北斗系統的覆蓋能力和服務性能。改革開放40年，風云激蕩，中國導航衛星從無到有，北斗走出了一條帶有中國特色的發展道路，演繹了一場波瀾壯闊的東方傳奇。

始終秉初心，不陷于困境，“石以砥焉，化鈍為利”。“大雪壓青松，青松挺且直。”面對千難萬險，北斗人的初心始終“挺且直”。回首往昔，面對自身衛星導航起步晚，國外技術封鎖，又沒有任何經驗可以借鑒的巨大困難，中國北斗人以大決心、大毅力選擇自主創新，不給自己留退路;面對摸索中接二連三的困難，先驅者“燈塔計劃”的未果而終，科研一次次回到起點，中國北斗人以義無反顧的決絕選擇不忘初心，認定初心，勇往直前、鍥而不舍地往上攀、走下去;面對北斗是一步跨到全球組網還是分階段走的路口抉擇，中國北斗人以穩扎穩打、不驕不躁的心態選擇立足國情，“先區域、后全球”的思路，科學鋪開“三步走”的北斗之路。正是千難萬難的千磨萬擊，千錘百煉，鑄就了中國北斗人永不服輸的勁兒，攻克一系列技術難題，為中國北斗升入星空提供了源源不斷的強大推力。

始終秉初心，不盲于求成，“如切如磋，如琢如磨”。“工人莫獻天機巧，此器能輸郡國材。”導航衛星最講精準、最需精確，所謂失之毫厘謬以千里是最客觀的描述。46顆北斗導航衛星密集發射的背后，不難發現是中國北斗人更為嚴苛的標準，對精益求精的不懈追求。20多年的波瀾壯闊的背后，是一個個如航天科技集團五院北斗三號衛星總體主任設計師劉家興對“一納秒”較上勁的北斗人，是一個個如王金剛始終堅持對待任何不符合性、一定要把它徹底地消除掉才能發射的北斗人，是一個個為了修改單機軟件設計存在的瑕疵而不眠不休、反復測試的北斗人始終不忘初心，追求卓越。正是這永不滿足、精益求精、臻于至善、萬無一失的態度，蘊育了中國北斗人“不帶一絲隱患上天”的較真勁兒，精準將一顆顆衛星送入太空，讓中國北斗走出中國、走出亞太、走向世界，閃耀星空。

始終秉初心，不止于自滿，“百尺竿頭，更進一步”。“雖比高飛雁，猶未及青云。”中國北斗衛星發展迅速，雖然取得了大量突破，超過了歐洲和俄羅斯的衛星導航系統，但中國北斗人始終保持清醒的頭腦，清醒地認識到與美國的GPS系統還有差距，距離實現“三步走”目標還有距離。第46顆北斗導航衛星的成功發射，再次向世界展示了中國北斗永不自滿、永不停歇、不斷創新的精氣神，始終秉持初心，心如明鏡，不驕不躁，永遠在路上，始終邁著堅定又自信的步伐，不斷向著2020年服務范圍覆蓋全球、2035年建設完善“更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系”的目標砥礪前行。

習總書記一語道出北斗成功秘訣，“山再高，往上攀，總能登頂;路再長，走下去，定能到達。”新時代已經揚帆起航，中國北斗初心不變，將始終秉持“自主創新、團結協作、攻堅克難、追求卓越”的精神，砥礪奮進，堅定走好“三步走”的最后一步，走出新階段，邁入新領域，不斷為全球衛星導航系統更好服務全球、造福人類貢獻中國智慧和力量。

北斗衛星導航系統全面部署完成黨員心得體會范文三

最近幾日，隨著細細品讀《榜樣4》，心中對榜樣們的敬佩越來越重;隨著反復學習，心中對榜樣的向往也越來越濃。榜樣的事跡是初心譜寫的詩句，內涵雋永，感人肺腑，正如“扶貧之花”黃文秀，服務群眾，甘于奉獻、勇于擔當，譜寫了一曲從平凡中造就偉大的青春詩篇。榜樣的歷程是初心釀造的美酒，回味悠長，歷久彌香，正如本色英雄張富清，他60多年深藏功名，一輩子堅守初心、不改本色，用奉獻窖藏出香醇的佳釀。

還有唐真亞、李萌、隋耀達……榜樣們正如天上的“北斗”，指引我們信念的方向，時刻為我們的人生與信仰“導航”。作為新時期的黨員干部，當細細品鑒榜樣們用初心所造的“詩”與“酒”，追隨榜樣們用信念凝聚的“北斗”，通過孜孜不倦的學習和效仿，讓我們每一個人也能在實現中華民族偉大復興中國夢的奮斗歷程中迸發出璀璨的光芒。

“南山老翠幾千尺，北斗寒芒第一星。”我們要把榜樣的“容量”轉化為“思想的當量”。通過觀看《榜樣4》，我深深地被觸動了。專題片里的榜樣是看得見的偉大品格，詮釋著共產黨人孜孜不倦的精神追求，他們信仰堅定，有的深藏功名，有的心系人民群眾，有的勇于擔當，釋放出了強大的正能量，成為我們時代的精神標桿和旗幟。以榜樣為標桿，讓我們知自身的差距與不足。以榜樣為旗幟，指引我們方向，引導我們不斷向好的方向前行和發展。榜樣身上散發出的鮮紅底色、擔當精神、為民情懷，成為了我們不折不扣的“北斗導航”，不僅充實著我們的“思想當量”，更為黨員干部提供著“精神導航”。

“北斗仰之千古事，泰山所集一毫芒。”我們要把榜樣的“能量”轉化為“信仰的增量”。我們學習榜樣，就要做到見賢思齊，通過深入學習榜樣來提升思想境界，從而實現不斷增強信仰的強度。作為一名共產黨員，我要以榜樣之光照亮信仰的方向，找準信仰的增長點，認真學習榜樣，對照榜樣，細學篤行，樹立正確的價值觀，從而愈發堅定心中的信仰。只有我們信仰得到了不斷提高，我們才能在工作崗位上做到更加愛崗敬業，樹立更為高尚的道德情操，從而不斷增強工作中的擔當責任意識。以榜樣為能量來源，用先進激勵自己，就能更好地不忘初心、牢記使命，知重負重、攻堅克難。

“北斗錯落垂寒光，愿公提起掃八荒。”我們要把榜樣的“力量”轉化為“實干的動量”。榜樣是一個民族的精神內核。習近平總書記在黨的十九大報告中指出，人民有信仰，國家有力量，民族有希望。我們要把榜樣的力量轉化為實干的“動量”，才能為我們的信仰“上色”，從而把榜樣身上散發出的凈化靈魂的信仰之力，轉化為我們干事創業的內能，并以此推動我們堅定不移地沿著中國特色社會主義道路奮勇前行。我們要通過不斷汲取榜樣的精神營養，把榜樣的力量轉化為實踐的具體行動，做到內化于心、外化于行，從而匯聚起擔當、作為、干事、創業的磅礴“動量”。

北斗衛星導航系統全面部署完成黨員心得體會范文四

學習共產黨員網《從3人到300人他們用青春逐夢“北斗”》，國防科技大學北斗青年創新團隊從3個“毛頭小子”發展成長為300人的“國家隊”。王飛雪、歐鋼、雍少為，3位時代先鋒的事跡慷慨激昂、催人奮進，其中的一些“小細節”，給我以無限啟迪，或許，他們成功的“密鑰”就在這看似“不經意”的細節中鑄就：

細節1：國之憂即我之憂，科研之難關即我等之使命。北斗“信號快速定位系統”歷經10年攻關仍未獲突破，“無意中”得知此事的三人，“看到攸關國家安全的系統工程研制受阻，他們的心情非常沉重。當晚，他們徹夜未眠。必須另辟蹊徑!”為什么三個年輕人會寤寐思服、輾轉難眠?為什么只是學生的他們，只是“無意”知曉的他們，卻“心情沉重”?為什么完全可以放過這一“攔路虎”的他們，給出了迥然不同的答案，選擇了迎難而上，選擇了一條格外艱難的科學探險之路?我想，用艾青的這句話作為最好的回答：”為什么我的眼里常含滿淚水，因為我對這土地愛的深沉“!

細節2：“兩個沒有”顯情懷。科技報國之情，為國排憂解難之志，促使三個年輕人夙興夜寐，主意拿定就立馬行動，發揚老一輩“兩彈一星”精神，沒有條件創造條件也要上，“他們從北京帶回一臺計算機，以及4萬元的嘗試科研經費，開始了艱難的攻關——沒有實驗室，就把一個不到10平方米的倉庫簡單收拾一下;沒有儀器設備，就找別人借”。“兩個沒有”見出青春飛揚的神采，見出“青出于藍”的志氣，見出濃濃的家國情懷!

細節3：“茍利國家生死以，豈因禍福避趨之”。2006年，面對“北斗一號衛星導航系統已成功運行多年，系統穩定，多數人主張繼續沿用原來的技術實現方式，只提升系統穩健性即可。”是選擇“多數人”的穩健，還是選擇“少數人”的激進?每個人的人生都面臨過選擇：有的人為了職位，在原則和做事之間，選擇了誰都不得罪的“老好人”，美其名曰“群眾基礎要牢”;有的人為了財富，在穩健收益和風險收益面前選擇了穩妥。這些都看似無可厚非，這樣的選擇也“風險小”最容易“不出事”，轉到科技領域，同樣意味著，距離失敗更遠了些，可以保持更高的成功率或者可靠性，看似也沒錯。但是在“跟隨”西方科技，還是“搶占科技制高點”，在事關“超越”的關鍵當口，做出何種抉擇，就見出了一個人的風骨、氣節、格局、氣魄，國之大幸，我們擁有這樣一批勇敢無畏勇攀科技高峰的優秀團隊，他們給出了無愧于時代無愧于國家的決定性選擇，“這是一次北斗一號衛星導航系統服務性能全面升級的絕佳機會，哪怕創新空間再小、創新難度再高，也要奮力一搏”：奮力一搏，搏出了嶄新的天地，搏出了大國的恢弘氣魄。

細節4：“狹路相逢勇者勝”。勇攀科研高峰的進程中，特別是在沒有可資借鑒的經驗前提下，難題無處不在，意想不到的困難也會不斷涌現。2007年，北斗二號又面臨關鍵抉擇，“當時的解決方案有兩種：一是‘躲’，二是‘抗’”。前者難度小，但無法根本解決問題，且會造成國家巨大經濟損失;后者耗費資金少，但“技術難度大、風險高、時間緊迫，且勝敗難料”，又到了選擇的當口，又到了考驗勇氣、智慧、決心、意志的“狹路”，是“躲”是“抗”?“俠之大者為國為民”，他們再次迎難而上，“經過3個月連續奮戰，研制出具有超強抗干擾能力的衛星載荷，將抗干擾能力提高了1000倍，打造出衛星電磁防護盾牌”：他們無愧于專家口中的“李云龍式”的科研團隊。

細節5：今天的“笑話”，是為了明天的領跑。科研者的時間常常是“白加黑”“5+2”，“陳雷：離開時間3：52，累計加班2268小時”，“李井源：離開時間1：27，累計加班2023小時”，客觀地反映了他們的努力，“平均加班超過1000小時，如果按每天8小時工作時間，他們每年要多上120多天班”，這每年每人多出的120天，延展了科研創新團隊生命的寬度厚度和質量，體現了科研團隊立志超越、無私奉獻的偉大情懷，實為國之棟梁;作為中國人，國家有如此忘我拼搏之科研團體，實為國之幸事、民之幸事，我們堅信，未來將從他們的奮斗中成為現實，中國的航天科技必將實現既定目標，昂然屹立于蒼穹環宇之上。同樣的，回看自我，我們更要以他們為榜樣，為了明天的希望，奮力奔跑、砥礪前行，向著“中國夢”的目標，跑好我們這代人的“接力棒”。

北斗衛星導航系統全面部署完成黨員心得體會范文五

為把學習貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想進一步引向深入，近日，中央宣傳部編寫印發了《習近平新時代中國特色社會主義思想學習綱要》(以下簡稱《學習綱要》)。《學習綱要》對習近平新時代中國特色社會主義思想作了全面系統的闡述，有助于廣大干部群眾更好理解把握這一思想的基本精神、基本內容、基本要求，更加自覺地用以武裝頭腦、指導實踐、推動工作。同時內容豐富、結構嚴整，忠實原文原著、文風生動樸實，是全黨開展“不忘初心、牢記使命”主題教育的重要學習材料，是廣大干部群眾深入學習領會習近平新時代中國特色社會主義思想的重要輔助讀本。

理論是時代之光，思想是前行之旗。

新時代孕育并催生新思想。正如馬克思、恩格斯所說：“一切劃時代思想體系的真正內容，都是由于產生這些思想的那個時期的需要而形成起來的。”習近平新時代中國特色社會主義思想是黨和國家指導思想的與時俱進，是我們黨的最新理論成果，是全體人民的思想智慧勞動成果，是馬克思主義中國化的最新體現。學習好、運用好、落實好習近平新時代中國特色社會主義思想，對我們的學習、工作、生活都會產生積極影響。

新時代，我們都是追夢人，在康莊大道上逐夢前行，思想學習先行。這要求我們在日常的思想學習中，切實提高思想政治站位，要在常學常新中加強理論修養，在真學真信中堅定理想信念，在學思踐誤中不忘初心使命，在細照篤行中不斷修煉自我，在知行合一中主動擔當作為。久久為功，深入學習《學習綱要》，重點圍繞這三個字：懂、通、實。

“懂”是前提。讀原著、學原文、悟原理，把每一點都領會深、領會透，做到知其言更知其義，知其然更知其所以然。只有深刻學懂每一個要點，方可用理論知識指導實際工作，達到事半功倍的成效，尤其是切忌“半個瓶子響叮當”式學習，要以“知之為知之，不知為不知”的求學態度，對待不懂的知識，加強理解，熟讀幾遍，還可求教他人，在交流中體悟，在疑問中求真，像“成熟的水稻”一樣，看似低頭“不堪重負”，實則沉思學習，“內心”飽滿，仍孜孜不倦汲取著知識的養分。

“通”是貫通。采取前后關聯，融匯貫通的學習方法，內化于心，外化于行，牢牢把握這4個貫通：一是同學習馬克思列寧主義、毛澤東思想、鄧小平理論、“三個代表”重要思想、科學發展觀貫通起來;二是同學習黨史、國史、社會主義發展史貫通起來;三是同進行偉大斗爭、建設偉大工程、推進偉大事業、實現偉大夢想的實踐貫通起來;四是同落實十八大以來黨中央作出的各項戰略部署貫通起來，準確把握這一思想的理論邏輯、歷史邏輯、實踐邏輯。

“實”是落腳點。密切聯系思想和工作實際，強化問題導向、實踐導向、需求導向，深入淺出，把自己擺進去、把職責擺進去、把工作擺進去，著重用所學解決三類問題：改革發展穩定的重大問題、人民群眾反映強烈的突出問題、黨的建設面臨的緊迫問題，確保取得實實在在的成效。

習近平新時代中國特色社會主義思想是普照神州大地的時代之光，是黨和國家前行之旗幟，為黨員干部在行動上提供了“北斗導航”，不斷指引著我們闊步前行，走上輝煌征程路。新時代我們都是奮斗者，奮斗是人生旅途中最亮麗的底色，要緊緊圍繞新時代的前進方向，牢牢把握新時代的機遇，點滴匯聚新時代的力量，不忘初心，牢記使命，為實現中華偉大復興夢而不懈努力奮斗。當然面對取得的成就，我們不應有絲毫的自滿，但需懷有無比的自信，帶著敬仰、帶著忠誠、帶著擔當深學篤用習近平新時代中國特色社會主義思想，走好新時代的長征路。

第五篇：淺談衛星定位導航系統的分類以及中國北斗導航定位系統的發展與應用

淺談衛星定位導航系統的分類以及中國北斗導航定

位系統的發展與應用

（河南理工大學 河南 焦作 454000）

摘要：定位與導航技術是涉及自動控制、計算機、微電子學、光學、力學以及數學等多學科的高技術，是實現飛行器特別是航天器飛行任務的關鍵技術，也是武器精確制導的核心技術，這對于提高航空器、航天器以及武器裝備的機動性、反應速度和遠程精確打擊能力具有重要意義，在海、陸、空、天等現代高技術武器及武器平臺中得到廣泛的應用。

從衛星定位與導航的概念入手，闡述現代衛星定位導航系統的分類，并且根據實際應用，分析我國自主研制的北斗導航定位系統的發展及應用。關鍵字：定位；導航；北斗

On the classification of satellite positioning navigation system and the ChineseBeidou navigation and positioning system and application development

(Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000,Henan,China)

Abstract Positioning and navigation technology is involved in automatic control, computers, microelectronics, optics, mechanics andmathematics and other subjects of high-tech, especially theaircraft to achieve mission-critical spacecraft technology, but alsothe core technology of precision-guided weapons, which improveaircraft, spacecraft and weapons mobility, speed of response andlong-range precision strike capability is important, in sea, land, air, space and other modern high-tech weapons and weaponsplatforms to be widely used.Satellite positioning and navigation from the start the concept to explain the modern classification of satellite positioning and navigation system, and based on the actual application, analysis of China's own Beidou navigation and positioning systemdeveloped by the development and application.Key Words

Positioning;navigation;Beidou

0 引言 定位就是測量和表達信息、事件或目標發生在什么時間、什么相關的空間位置的理論方法與技術。導航是一個技術門類的總稱，它是引導飛機、船舶、車輛以及個人(總稱作運載體)安全、準確地沿著選定的路線，準時到達目的地的一種手。

定位與導航技術是涉及自動控制、計算機、微電子學、光學、力學以及數學等多學科的高技術，是實現飛行器特別是航天器飛行任務的關鍵技術，也是武器精確制導的核心技術，這對于提高航空器、航天器以及武器裝備的機動性、反應速度和遠程精確打擊能力具有重要意義，在海、陸、空、天等現代高技術武器及武器平臺中得到廣泛的應用。衛星定位導航系統分類

世界上現有衛星定位導航系統有美國的GPS全球定位系統、俄羅斯的GLONASS全球導航衛星系統、歐洲GALILEO全球衛星導航系統、中國的北斗定位導航系統以及全球全球導航衛星系統GNSS。

1.1 GPS全球定位系統

圖1 GPS衛星星座

GPS是美國國防部為軍事目的建立的，旨在徹底解決海上、空中和陸地運載工具的導航和定位問題，全部24顆導航衛星（21顆工作衛星和3顆備用衛星）系統已經建成。GPS采用碼分多址（CDMA），定位精度通常15m左右，主要應用于單點導航定位與相對測地定位，具有全天候、定位迅速、精度高、可連續提供三維位置(緯度、經度和高度)、三維速度和時間信息等一系列優點，是實現全球導航定位的高新技術。通常GPS接收機接收到四顆衛星的信號就能夠確定移動載體的方位，是當前移動目標導航定位的主流。1992年GPS正式向全世界開放，1994年在中國市場開始得到應用。GPS以精確位置與定時信息，已成為支持世界范圍各種民用、科研和商業活動的一種資源。1.2 GLONASS全球導航衛星系統

圖2 GLONASS衛星星座

GLONASS是前蘇聯研制并為俄羅斯繼續發展的全球衛星導航系統，其組成和功能與美國的GPS相類似，可用于陸、海、空等各類用戶的定位、測速及精密定時等。目前已完成了24顆工作衛星加一顆備用衛星空間星座布局，每天24小時每時刻各地的用戶可見5～8顆衛星。衛星識別采用頻分多址24顆 衛星各占一個頻率，現已向全世界開放。1.3 GALILEO全球衛星導航系統

圖3 GALILEO衛星星座

歐洲為了滿足本地區導航定位的需求，計劃開發針對GPS和GLONASS的廣域星基增強系統（EGNOS），包括地面設施和空間衛星，以提高GPS和GLONASS系統的精度、完備性和可用性。同時，為了打破目前世界美、俄全球定位系統在這一領域的壟斷，歐洲決定啟伽利略計劃，建立自主的民用全球衛星定位系統（GALILEO）。EGNOS將是歐洲GALILEO計劃的第一階段，也是GALILEO計劃的基礎，并將在2002年達到初始運行能力，2007年以前到全球運行能力。GALILEO系統將建成全球性的定位和導航系統，它由 星座部分、有效載荷、地面監控系統以及區域控制部分組成。1.4 北斗定位導航系統

圖4 北斗衛星星座

它是我國自主研制的區域衛星導航與定位系統。利用兩顆地球同步衛星作信號中轉站，用戶站點的收發機接收一顆衛星轉發到地面的測距信號，并向兩顆衛星同時發射應答信號，地面中心站根據兩顆衛 3 星轉發的同一個應答信號以及其它數據計算用戶站位置。用戶站收發機在允許的時間或規定的時間內，在接收到衛星的轉發信號后，便可得出定位結果。該系統將定位、通信和定時等功能結合在一起，且有瞬時快速定位的能力，大大提高了我國自主導航能力。1.5 GNSS全球導航衛星系統

圖5 GNSS衛星星座

GNSS是由GPS/GLONASS/INTMARSAT組合而成的，目前正在發展的導航系統，其中INTMARSAT是國際海事衛星組織的簡稱。該組織計劃通過所屬的通信衛星轉發GPS/GLONASS導航信息，為全球用戶提供服務。由于GNSS綜合了GPS和GLONASS的衛星信號，增加了整個系統可視衛星的數目，改善了衛星幾何位置配置，可在任何地方有較大高度角的衛星提供選擇，這樣GNSS比GPS（或GLONASS）有更高的定位精度和更好的完整性狀態。因此，GNSS具有很強的互補作用，在同等組合方式下，運用先進的組合導航技術，以GNSS與其它導航技術的組合導航將比GPS（或GLONASS）與其它導航技術組合有更高的精 度和可靠性。北斗導航定位系統

2.1 概述

我國的北斗衛星導航系統是20世紀80年代提出的“雙星快速定位系統”的發展計劃。方案于1983年提出，2000年10月31日和12月21日兩顆試驗的導航衛星成功發射，標志我國已建立起第一代獨立自主導航定位系統。2003年5月25日第三顆北斗衛星的發射成功，一個完整的衛星導航系統完全建成，可確保全天候實時提供衛星導航定位服務。北斗衛星導航系統突出的特點是：系統的空間衛星數目少、用戶終端設備簡單。

2.2 北斗導航定位系統的組成

北斗導航定位系統包括空間部分、地面中心站、用戶接收部分。空間部分：由三顆地球靜止軌道衛星（一顆備用）組成。

地面中心站：包括地面應用系統和測控系統，具有位置報告、雙向報告通訊及雙向授時功能。用戶部分：車輛、船舶、飛機以及各軍兵種低動態及靜態導航定位的用戶。服務區域：東經70~145度，北緯5~55度范圍（我國處于東經72~136度）定位精度：平面±20米，高程±10米。

2.3 北斗導航定位系統的功能

北斗導航定位系統是利用地球同步衛星為用戶提供快速定位、簡短數字報文通信和授時服務的一種全天候、區域性的衛星定位系統。

定位：快速確定用戶所在地的地理位置，向用戶及主管部門提供導航信息。

通訊：用戶與用戶、用戶與中心控制系統間均可實現雙向簡短數字報文通信。

授時：中心控制系統定時播發授時信息，為定時用戶提供時延修正值。2.4 北斗導航定位系統的工作過程

1、首先由中心控制系統向兩顆衛星同時發送詢問信號，經衛星轉發器向服務區內的用戶廣播。

2、用戶響應其中一顆衛星的詢問信號，并同時向兩顆衛星發送響應信號，經衛星轉發回中心控制系統。

3、中心控制系統接收并解調用戶發來的信號，然后根據用戶的申請服務內容進行相應的數據處理。

4、對定位申請，中心控制系統測出兩個時間延遲：即從中心控制系統發出詢問信號，經某一顆衛星轉發到達用戶，用戶發出定位響應信號，經同一顆衛星轉發回中心控制系統的延遲；和從中心控制發出詢問信號，經上述同一衛星到達用戶，用戶發出響應信號，經另一顆衛星轉發回中心控制系統的延遲。

5、由于中心控制系統和兩顆衛星的位置均是已知的，因此由上面兩個延遲量可以算出用戶到第一顆衛星的距離，以及用戶到兩顆衛星距離之和，從而知道用戶處于一個以第一顆衛星為球心的一個球面，和以兩顆衛星為焦點的橢球面之間的交線上。

6、另外中心控制系統從存儲在計算機內的數字化地形圖查尋到用戶高程值，又可知道用戶處于某一與地球基準橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統可最終計算出用戶所在點的三維坐標，這個坐標經加密由出站信號發送給用戶。2.5 北斗導航定位系統的應用 2.5.1軍事應用

北斗導航定位系統的軍事功能與GPS類似，如：飛機、導彈、水面艦艇和潛艇的定位導航；彈道導彈機動發射車、自行火炮與多管火箭發射車等武器載具發射位置的快速定位，以縮短反應時間；人員搜救、水上排雷定位等。這項功能用在軍事上，意味著可主動進行各級部隊的定位，也就是說大陸各級部隊一旦配備“北斗”衛星導航定位系統，除了可供自身定位導航外，高層指揮部也可隨時通過“北斗”系統掌握部隊位置，并傳遞相關命令，對任務的執行有相當大的助益。換言之，大陸可利用北斗導航定位系統執行部隊指揮與管制及戰場管理。2.5.2民事應用

1、個人位置服務

當你進入不熟悉的地方時，你可以使用裝有北斗衛星導航接收芯片的手機或車載衛星導航裝置找到你要走的路線。

2、氣象應用

北斗導航系統氣象應用的開展，可以促進我國天氣分析和數值天氣預報、氣候變化監測和預測，也可以提高空間天氣預警業務水平，提升我國氣象防災減災的能力。除此之外，北斗導航系統的氣象應用對推動北斗導航衛星創新應用和產業拓展也具有重要的影響。

3、道路交通管理

衛星導航將有利于減緩交通阻塞，提升道路交通管理水平。通過在車輛上安裝衛星導航接收機和數據發射機，車輛的位置信息就能在幾秒鐘內自動轉發到中心站。這些位置信息可用于道路交通管理。

4、鐵路智能交通

衛星導航將促進傳統運輸方式實現升級與轉型。例如，在鐵路運輸領域，通過安裝衛星導航終端設備，可極大縮短列車行駛間隔時間，降低運輸成本，有效提高運輸效率。未來，北斗衛星導航系統將提供高可靠、高精度的定位、測速、授時服務，促進鐵路交通的現代化，實現傳統調度向智能交通管理的轉型。

5、海運和水運

海運和水運是全世界最廣泛的運輸方式之一，也是衛星導航最早應用的領域之一。目前在世界各大洋和江河湖泊行駛的各類船舶大多都安裝了衛星導航終端設備，使海上和水路運輸更為高效和安全。北 5 斗衛星導航系統將在任何天氣條件下，為水上航行船舶提供導航定位和安全保障。同時，北斗導航系統特有的短報文通信功能將支持各種新型服務的開發。

6、航空運輸

當飛機在機場跑道著陸時，最基本的要求是確保飛機相互間的安全距離。利用衛星導航精確定位與測速的優勢，可實時確定飛機的瞬時位置，有效減小飛機之間的安全距離，甚至在大霧天氣情況下，可以實現自動盲降，極大提高飛行安全和機場運營效率。通過將北斗導航系統與其他系統的有效結合，將為航空運輸提供更多的安全保障。

7、應急救援

衛星導航已廣泛用于沙漠、山區、海洋等人煙稀少地區的搜索救援。在發生地震、洪災等重大災害時，救援成功的關鍵在于及時了解災情并迅速到達救援地點。北斗導航系統除導航定位外，還具備短報文通信功能，通過衛星導航終端設備可及時報告所處位置和受災情況，有效縮短救援搜尋時間，提高搶險救災時效，大大減少人民生命財產損失。結束語

定位與導航技術是涉及自動控制、計算機、微電子學、光學、力學以及數學等多學科的高技術，是實現飛行器特別是航天器飛行任務的關鍵技術，也是武器精確制導的核心技術，這對于提高航空器、航天器以及武器裝備的機動性、反應速度和遠程精確打擊能力具有重要意義，在海、陸、空、天等現代高技術武器及武器平臺中得到廣泛的應用。

目前，我國正在實施北斗衛星導航系統建設。根據系統建設總體規劃，2012年左右，系統將首先具備覆蓋亞太地區的定位、導航和授時以及短報文通信服務能力；2020年左右，建成覆蓋全球的北斗衛星導航系統。

參考文獻：

[1] 徐紹銓，張華海，楊志強，王澤民.GPS測量原理及應用 [M].武漢：武漢大學出版社，2008.[2] 邊少峰，李文魁.衛星導航系統概論 [M].北京：電子工業出版社，2005.