北斗导航详细介绍
北斗一号卫星定位系统的英文缩写是BD，在ITU注册的无线电频段是L频段(发射)和S频段(接收)。北斗二代卫星定位系统的英文是Compass，在ITU注册的无线电频段是L频段。
北斗一号系统的基本功能包括:定位、通信(短报文)、授时。
北斗二代系统的功能和GPS一样，就是定位和授时。
[编辑本段]系统工作原理
“北斗一号”卫星定位测量用户与第一颗卫星之间的距离，以及用户与两颗卫星之间的距离之和，从而得知用户处于以第一颗卫星为中心的球体与以两颗卫星为焦点的椭球体的交点上。此外，中央控制系统可以从存储在计算机中的数字地形图中找到用户的高程值，可以知道用户在与地球参考椭球面平行的椭球面上。因此，中央控制系统最终可以计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标被加密后通过出站信号发送给用户。
“北斗一号”覆盖了北纬5-55°和东经70-140°之间的心脏区域，最大的部分和最小的部分，最宽的部分在北纬35°左右。其定位精度为水平100米(1σ)，设置校准站后为20米(类似差分状态)。工作频率:2491.75MHz系统每小时可容纳54万用户。
[编辑本段]与GPS系统相比
1.覆盖范围:北斗导航系统是覆盖中国的区域导航系统。覆盖范围约为东经70-140，北纬5-55。GPS是一种覆盖全球的全天候导航系统。可以保证在地球任何地方随时观测到6-9颗卫星(实际上最多可以观测到11颗卫星)。
2.卫星数量和轨道特征:北斗导航系统在地球赤道面上设置两颗地球同步卫星，每颗卫星的赤道角距约为60°。GPS将在六个轨道平面上设置24颗卫星，赤道倾角为55°，赤道角距为60°。卫星处于准同步轨道，绕地球一周11小时58分钟。
3.定位原理:北斗导航系统是主动双向测距二维导航。地面中心控制系统为用户解决三维定位数据的计算。GPS是被动伪码单向测距三维导航。由用户设备独立解决的自定位解决方案是在那里而不是由用户设备完成的。为了弥补这个系统的脆弱性，GPS正在发展星际横向数据链技术，以便在主控站被摧毁的情况下，GPS卫星可以独立运行。北斗一号系统原则上排除了这种可能性，一旦中央控制系统损坏，系统无法继续工作。
4.实时性:北斗一号用户的定位申请要回传到中控系统，中控系统会计算出用户的三维位置数据再回传给用户，期间会通过地球静止卫星往返一次，加上卫星转发，中控系统的处理时延会更长，所以对于高速运动的物体，会增加定位误差。此外，北斗一号卫星导航系统也有自己的一些特点，其短信通信功能是GPS所不具备的。
综上所述，北斗导航系统具有卫星少、投资低、用户设备简单廉价的优点，可以实现一定区域内的导航定位、通信等多种用途，可以满足目前我国陆海空交通对导航定位的需求。缺点是无法覆盖极地，赤道附近定位精度差，只能二维主动定位，需要提供用户高程数据，无法满足高动态、机密军事用户的要求，用户数量受到一定限制。但最重要的是，北斗一号导航系统是我国自主建立的卫星制导初始起步系统。此外，该系统不排除GPS在国内民用市场的广泛应用。相反，在此基础上将建立中国的GPS广域差分系统。受SA干扰的GPS民用码接收机的定位精度可以从100米修正到几米，可以更好的促进GPS在民间的使用。当然，我们也需要认识到，随着我军高科技武器的不断发展，对导航定位的信息保障要求越来越高。
[编辑本段]双星定位不同于“多星”定位。
“一代北斗只用两颗卫星定位，比GPS投入少，速度快”，范本耀说。这是中国国情决定的，也对北斗一代的技术路线提出了特殊要求。"所以我们的定位系统有自己的特点."
美国的GPS和俄国的GLONASS都使用24颗卫星(GPS也有3颗备用卫星，而GLONASS由于财政问题失去了几颗卫星)组成网络。这些卫星不间断地向地面站发回准确的时间和位置。GPS接收机利用GPS卫星发出的信号来确定卫星在空间中的位置，并根据无线电波的传输时间来计算它们之间的距离。在计算出至少3 ~ 4颗卫星的相对位置之后，GPS接收机可以使用三角法来计算自己的位置。每颗GPS卫星都有四个高精度原子钟，还有一个实时更新的数据库，记录着其他卫星的当前位置和轨迹。当GPS接收器确定一颗卫星的位置时，它可以下载所有其他卫星的位置信息，这有助于它更快地获得其他卫星的信息。
“1983，‘两弹一星’功勋奖章获得者陈芳允院士及其合作者提出了利用两颗同步定点卫星进行定位导航的设想。经过分析和初步的实地测试，它被证明是有效的，”中国计量科学研究院研究员黄秉英说。这个系统被称为“双星定位系统”。
第一代“北斗”采用的基本技术路线最初来自陈芳允先生的“双星定位”思想，正式立项1994。北斗卫星导航系统可以由空间卫星、地面控制中心站和用户终端三部分定位。第一代北斗不同于GPS系统，所有用户位置的计算不是在卫星上进行，而是在地面中心站进行。因此，地面中心站可以保留所有北斗用户的位置和时间信息，并负责整个系统的监控和管理。
主动和被动是关键区别。
“北斗使用主动定位，而GPS和GLONASS使用被动定位，”范本耀说。“这就是他们质的区别。”
所谓主动定位，就是用户需要通过地面中心站联系和传输，所以通信不需要通过其他通信卫星，多用途卫星符合中国国情。GPS和GLONASS没有通信功能，主要原因是没有地面站中转服务的无源定位无法提供通信服务。
地域性是建立在技术层面上的
北斗导航系统是覆盖中国的区域性导航系统。中国卫星导航工程中心副主任冉承其表示，北斗定位导航系统的发展意义重大，它有一些GPS系统不具备的优势，比如在静态地图的基础上，道路拥堵的实时情况可以在导航仪上反映出来。
北斗是区域性卫星导航系统，只能在中国及周边地区全天时使用。GPS和GLONASS都是全球导航定位系统，只要卫星信号不被覆盖或干扰，就可以接收到世界上任何一点的三维坐标。“地域性是由中国双星定位的技术特点、水平和国家需求决定的”，范本耀说。
GPS和GLONASS的空间部分是一个高度约为20，000公里的卫星网络。GPS的卫星均匀分布在六个轨道平面上，GLONASS的卫星均匀分布在三个轨道平面上，不停地绕着地球旋转。这样在世界上任何时候都可以观测到4颗以上的卫星，通过它们可以获得高精度的三维定位数据。
北斗一号是一颗地球静止卫星，高轨道距地面3.6万公里。之所以要在这么高的高度，是因为我们只有两颗定位卫星，无法覆盖整个地球。如果我们在低轨道绕地球运行，我们将无法在每天的某个时间监控我们的区域。
第二代北斗堪称“中国的GPS”
“中国不会一步到位发展第二代北斗，也不会止步于第一代而发展第二代”，范本耀说。“我们将在第一代的基础上继续补充卫星数量，增加功能，提高整体水平。”这位将继续承担第二代北斗设计的科学家说:“第二代北斗可以称为中国的GPS，但它仍将比GPS多一个通信，这为中国发展第二代北斗的关键技术提供了准备。范本耀举例说，北斗一号备份卫星新装载了用于卫星定位的激光反射器，可以参照其他恒星精确定位在几厘米以内。卫星定位成功，说明这项技术是有效可靠的。这样，当我们不断发射新的卫星来建设第二代北斗系统时，很多卫星就会找到自己的位置，形成一个标准的网络。另外，北斗一号的三颗星寿命是8年，专家们也在不断研究。预计下一颗卫星寿命将达到10年左右。目前，全球定位系统卫星的寿命约为12年，而GLONASS卫星的寿命为3至5年。
“原子钟在20世纪最辉煌的应用是它构成了全球定位系统的核心，”黄秉英说，导航星和地面站都离不开它。目前有三种原子钟:铷钟、铯钟和氢钟。结构紧凑、可靠性高、寿命长的原子钟是全球定位系统发展的需要。在结构上，铷钟的最小体积达到了6立方厘米；从频率稳定度来说，氢钟最好；就长期频率稳定度和准确度而言，铯原子钟是最好的。目前，位于中国计量科学研究院的国家授时中心使用的是名为“激光冷却-铯原子喷泉频率标准”的铯原子钟，中国的授时标准——UTC(NIM)由其提供，并不断与国际标准进行校准。北斗建成了，到那时，国民经济的各个领域都将从中获得更大的利益。
2003年5月25日，中国在西昌卫星发射中心将第三颗北斗一号导航定位卫星送入太空，这标志着中国拥有了第一代完善的卫星导航定位系统。北斗卫星导航定位系统是第一代全天候、全天时提供卫星导航信息的区域导航系统。它由两颗工作星和一颗备用星组成。前两颗北斗一号卫星分别于2000年6月31日和2月21日发射。
北斗卫星导航系统可为船舶运输、道路交通、铁路运输、野外作业、水文预报、森林防火、渔业生产、勘察设计、环境监测等多个行业和有特殊调度指挥需求的单位提供定位、通信、授时等综合服务。
2000年，北斗导航定位系统两颗卫星发射成功，标志着我国拥有了自己的第一代卫星导航定位系统，对于满足我国国民经济和国防建设的需要，促进我国卫星导航定位事业的发展，具有重大的经济和社会意义。北斗导航定位系统由北斗导航定位卫星、地面控制中心和北斗用户终端组成。
北斗导航定位系统的服务区域是中国和周边国家。该系统可广泛应用于船舶运输、公路运输、铁路运输、海上作业、渔业生产、水文预报、森林防火、环境监测等多个行业，以及军队、公安、海关等有特殊指挥调度需求的单位。
[编辑此段]北斗系统的三大功能
快速定位:北斗系统可为服务区用户提供全天候、高精度、快速的实时定位服务，定位精度20-100m；
短报文通信:北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户一次可发送40-60条中文短报文信息；
因为要求包含车辆位置和状态信息的数据是实时的。同时，车辆与调度中心之间的信息沟通，其实也是一种数据沟通的方式，信息量一般不会超过GSM短信的长度。因此，GSM的短消息业务基本上可以满足系统通信的需要。其次，短信发送数据的成本远低于其他方式(如语音通道)。
与电台等其他传统方式相比，采用GSM短消息网络系统具有以下优势:
1，速度快，实时性好，无掉线；
2、可以双向通信，终端信息可以及时返回；
3、设备体积小，操作简单；
4、由于控制中心不需要设置大功率发射台，安装成本会大大降低；
5、覆盖地域环境广。
精确授时:北斗系统具有精确授时功能，可为用户提供20ns-100ns的时间同步精度。
[编辑此段]北斗卫星定位系统民用服务提供商
目前有五家，其中最好的是神舟田弘(北京神舟田弘科技有限公司)和北斗星(北京北斗星卫星导航技术有限公司)。
神州田弘公司的网站是:www.chinatopcom.com。
北斗七星的网站是www.navchina.com。
[编辑此段]北斗一号卫星定位系统民用终端设备行业标准
北斗一号民用车(船)终端设备技术要求和使用要求(标准号为JT/T590-2004)
北斗一号民用数据采集终端设备技术要求和使用要求(标准号为JT/T591-2004)
北斗一号民用车(船)上终端设备的技术要求和使用要求(标准编号为JT/T592-2004)
[编辑此段]北斗应用的五大优势
同时具有定位和通信功能，无需其他通信系统的支持；
覆盖中国及周边国家和地区，24小时全天候服务，无通信区域；
特别适用于大规模监控和管理集团用户，以及无支持区域用户的数据传输应用；
独特的中心节点定位处理和命令用户机设计，可以同时解决“我在哪里”和“你在哪里”；
自主系统，高强度加密设计，安全可靠稳定，适用于重点部门。
[编辑此段]北斗一号GPS在汶川地震中发挥了重要作用。
北斗一号在通信中断的情况下发挥了重要作用。
我国自主研发的北斗一号系统在通信中断的情况下发挥着重要作用，救灾部队携带的北斗系统正在陆续发回各种灾情和救援信息。
北斗一号卫星导航定位系统监测到，一支携带北斗一号终端的部队于中午12出发，沿317国道从马尔康、黑水、理县向汶川方向以每小时6公里左右的速度快速前进。6个小时前进了近40公里，已进入汶川县境内，距县城约40公里。
由于通讯受阻，北京的卫星导航定位指挥中心初步判断该部队隶属武警四川总队。控告中心正在进一步了解情况。
[编辑此段]北斗卫星系统将首次应用于北京奥运会。
从65438年2月5日开幕的2007上海国际导航产业与科技发展论坛上获悉，我国自主研发的北斗卫星导航系统已进入初步应用阶段，具备区域导航能力。2008年，该系统将首次应用于北京奥运会。在北京奥运会期间，它将与现有的GPS卫星定位系统一起，在交通和场馆安全的定位和监控方面发挥“双保险”作用。
“目前北斗卫星导航系统有5颗导航卫星，部分卫星将于2008年前发射。”中国卫星导航工程中心副主任冉承其在发布会上说，2003年，我国已建成北斗导航试验系统，具有对我国及周边地区的定位、授时、发报功能，并已应用于交通、渔业、勘探、森林防火等民用领域。后期建成的北斗卫星导航系统功能更加完善。
据悉，08系统将服务于北京奥运会的交通调度或场馆监控。届时，它会将自身的监控功能与北京交通部门提供的交通拥堵情况叠加，让司机不仅能知道哪条路线的距离最短，还能结合道路的实时情况找到一条时间最短的路线。预计2010年前，上海将使用北斗卫星导航系统。
北斗导航系统是覆盖中国的区域性导航系统。中国卫星导航工程中心副主任冉承其表示，北斗定位导航系统的发展意义重大，它有一些GPS系统不具备的优势，比如在静态地图的基础上，道路拥堵的实时情况可以在导航仪上反映出来。