北斗三号全球定位系统启动建设 预计完胜美国GPS

　　据央视新闻消息

　　日前

　　我国北斗三号全球定位系统正式启动建设

　　

　　计划今年底将发射4颗全球组网卫星

　　明年底前后要面向“一带一路”

　　国家和地区提供基本服务

　　到2020年左右向全球提供服务

　　（其独有的短报文通信服务

　　即卫星和地面可以互发短信

　　连美国的GPS系统都没有此功能哦）

　　此外

　　全球首个支持新一代

　　北斗三号信号体制的

　　高精度导航定位芯片

　　在16日正式发布

　　那么

　　问题来了：

　　啥是北斗三号？

　　全球定位系统又是啥？

　　现在咋不能向全球提供服务？

　　

　　

　　北斗卫星导航系统（BDS）

　　（以下简称北斗系统）

　　是我国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

　　是为全球用户提供

　　全天候、全天时、高精度的

　　定位、导航和授时服务的

　　国家重要空间基础设施

　　20世纪后期

　　我国开始探索适合国情的

　　卫星导航系统发展道路

　　逐步形成了三步走发展战略：

　　

　　2000年年底

　　建成北斗一号系统

　　向中国提供服务

　　

　　

　　2012年年底

　　建成北斗二号系统

　　向亚太地区提供服务

　　

　　

　　计划在2018年

　　面向“一带一路”沿线

　　国家和地区提供基本服务

　　2020年前后

　　完成35颗卫星组网

　　建成北斗三号系统

　　向全球提供服务

　　

　　

　　简单来说

　　北斗三号系统

　　就是加强版的GPS

　　

　　先区域

　　后全球

　　先有源

　　后无源

　　

　　北斗一号只有3颗卫星（3颗GEO）

　　北斗二号有14颗卫星（5颗GEO、5颗IGSO和4颗MEO）

　　北斗三号有35颗卫星（5颗GEO、6颗IGSO和24颗MEO）

　　

　　主要是三部分：

　　空间段

　　地面段

　　和用户段

　　

　　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/ICO）

　　▼

　　

　　三种轨道卫星

　　组成混合导航星座

　　

　　强调一点

　　地球同步轨道卫星（GSO）

　　包括两类——

　　地球静止轨道卫星（GEO）（轨道倾角i=0°，即轨道始终在赤道上空）

　　和倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）（轨道倾角i≠0°）

　　

　　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

　　

　　

　　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

　　

　　

　　

　

　　由三种轨道卫星构建的

　　混合星座

　　与其他卫星导航系统相比

　　高轨卫星更多

　　抗遮挡能力强

　　尤其低纬度地区

　　性能特点更为明显

　　

　　提供多频点导航信号

　　能够通过多频信号

　　组合使用等方式提高服务精度

　　

　　创新融合

    导航与通信能力

　　具有

　　实时导航、快速定位、

　　精确授时、位置报告

　　和短报文通信服务

　　五大功能

　　既然北斗三号可以

　　称为加强版的GPS

　　我们来看看原版的GPS是啥样的

　　GPS的LOGO是这样的

　　▼

　　

　　GPS的卫星轨道

　　▼

　　

　　GPS卫星导航定位系统采用

　　21颗工作卫星+3颗备份卫星的工作原理

　　天上的GPS卫星总是多于24颗

　　很多时候有32颗在轨

　　超过30颗可用

　　地球上很多地方

　　都能看到8颗以上卫星

　　远超过设计GPS时

　　在地球上

　　任一地点

　　任何时间

　　都能看到至少4颗卫星

　　的指标要求

　　这些多看到的GPS卫星

　　其实并没有被浪费

　　因为多出来的它们

　　可以提高GDOP进而提高准确度

　　还可以通过RAIM提高完好度

　　而RAIM需要至少6颗卫星

　　才能有较好的性能

　　

　　（红色是可见的卫星，黑色是不可见的卫星）

　　国务院发表的

　　《中国北斗卫星导航系统》白皮书中指出

　　北斗三号的前辈

　　北斗二号免费向亚太地区

　　提供公开服务

　　定位精度优于10米

　　测速精度优于0.2米/秒

　　授时精度优于50纳秒

　　作为后辈的北斗三号

　　自然是更青出于蓝了

　　

　　类似的卫星导航定位系统

　　也不是中美独一份

　　俄罗斯和欧盟

　　也有俄版、欧版的GPS

　　分别是GLONASS系统和Galileo系统

　　和北斗、GPS

　　一起构成了

　　全球四大卫星导航定位系统

　　全家福如下

　　

　　

　　四大全球卫星导航定位系统

　　与其他航天器轨道的对比图

　　（彩蛋：北斗系统早期时

　　英文名是COMPASS（罗盘、指南针）哦）

本文由中国科学院国家天文台研究员郑永春进行科学性把关