NO IMAGE

衛星導航定位技術是指利用導航衛星對地面、海洋和空間使用者進行導航定位的一種新興技術。與傳統的導航定位技術相比,衛星導航定位技術具有全時空、全天候、高精度、連續實時地提供導航、定位和授時的特點,已成為人類活動中普遍採用的導航定位技術,並迅速發展成為一個新興的產業——衛星導航定位產業。美國和俄羅斯相繼建成全球衛星導航系統GPS和GLONASS,歐盟目前正在進行GALILEO(伽利略)系統建設。為了建立獨立自主的中國衛星導航系統,1994年國家批准北斗衛星導航系統研製建設任務,2000年建成“北斗導航”衛星雙星導航定位系統,標誌著我國衛星導航技術取得突破性進展,我國成為世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。

一、“北斗導航”衛星雙星導航定位系統

    “北斗導航”衛星雙星導航定位系統是全天候,高精度、快速實時的有源區域性衛星導航定位系統。其基本任務是在我國及周邊部分地區,為我國中低動態及靜態使用者提供快速定位、簡短數字報文通訊和授時服務。其基本原理是採用三球交會測量,利用兩顆位置已知的地球同步軌道衛星為兩球心,兩球心至使用者的距離為半徑作兩球面,另一球面是以地心為球心,以使用者所在點至地心的距離為半徑的球面,三個球面的交會點就是使用者位置。

    “北斗導航”衛星組成:選用東三衛星平臺,總重約2300kg,衛星壽命8年;衛星採用三軸穩定方式,由有效載荷(轉發器、天線)、電源、測控、姿態和軌道控制、推進、熱控、結構等分系統組成;衛星本體為2000mm×1720mm ×2200 mm的立方體箱形結構,分為服務艙、推進艙和載荷艙。

    “北斗導航”衛星特點:採用了大型可展開拋物面L/S天線,天線口徑達到2.44m×2.65m,是當時國內衛星星載最大的天線;星上轉發器是一個高增益系統,並具有良好的低噪聲效能,衛星的入站轉發器增益達到132dB;星上工作頻率眾多(L、S、C等),衛星需要接收三個、發射三個不同的頻率,電磁相容性設計複雜;有效載荷通道發射功率大,微放電和無源互調指標高。

    2000年10月31日,“北斗導航”衛星01星發射,11月6日成功定點於140°E;2000年12月21日,02星發射,12月26日成功定點於80°E 。兩顆衛星順利完成在軌效能測試,效能引數滿足研製任務要求,利用兩顆衛星構成了雙星導航定位系統,為使用者提供導航定位服務。2003年5月25日,03星發射,6月3日成功定點於110.5°E,作為備份星;2007年2月3日,發射了04星。

二、“北斗導航”衛星雙星導航定位系統應用情況

    “北斗導航”衛星雙星導航定位系統的建立,“快、好、省”的邁出了我國衛星導航系統重要的一步。該系統將導航定位、雙向通訊和精密授時結合在一起,為公路交通、鐵路運輸、海上作業、森林防為、災害預報以及其他特殊行業提供高精度定位、授時和短報文通訊等服務,取得了較好的應用成效。

    通過北斗衛星導航定位系統,可以在大螢幕上清晰地看到遠在千里之外的汽車、水面船舶的執行軌跡,排程員可以與定位目標進行雙向的文字、資料交流。在一張大型地圖上,使用者用手指選定目標後,螢幕上立即顯示出該目標的精確地理座標。

    2005年在珠穆朗瑪峰高度測量中,測量隊員攜帶了北斗使用者機,沿途適時向中國衛星綜合資料採集平臺傳送珠峰的各種氣象引數,共獲得了幾十個不同高程位置的實測資料,為珠峰高度測量登山隊獲得了珠峰氣象觀測的第一手資料。

三、中國Compass衛星導航系統

    為全面滿足使用者導航定位的需要,我國正在開展Compass衛星導航系統的研發與建設。該系統是無源衛星導航系統,使用者僅需接收衛星訊號即可完成定位。

    該系統是通過測量衛星至使用者的訊號傳播延遲,利用測距原理實現導航定位。通過3顆衛星測距,得到使用者至衛星的距離,確定兩維位置;再通過增加第4顆衛星的測量,可以計算三維位置和時間。該系統的空間段由分佈在不同軌道多顆衛星組成,它們構成導航星座。

    Compass衛星是一種全新的衛星,採用了很多新技術。2007年4月14日首顆衛星發射成功;4月16日,衛星準確進入工作軌道,有效載荷開通,開始了在軌測試和新技術試驗驗證等工作。通過首顆Compass導航衛星發射、在軌測試和在軌試驗,驗證了衛星各種新技術,有力推進了導航衛星系統建設。隨著我國首顆Compass導航衛星的成功發射,將在未來幾年內初步建立起我國無源衛星導航系統。