中国可覆盖全球的北斗二代卫星导航系统

03年6月1日，我国自主研发的北斗系统正式开通，这标志着我国已经拥有了完全自主的卫星导航系统，北斗导航定位系统的大规模应用进入了实质性阶段。“北斗一代”卫星定位系统工作原理“北斗一代”卫星定位系统由两颗地球静止卫星、一颗在轨备份卫星、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。覆盖范围：北斗导航系统是覆盖我国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70-140°，北纬5°-55°。



　　北斗三星只能提供三个联立方程，可以解出三个未知数，所以用于三维定位是可以的。但是因为卫星信号穿越电离层时速度不是恒定的，所以会产生时间误差。这样就产生了第四个未知数，方程组是无解的。如果将时间误差设定为恒定值，误差就会增大。据报道GPS只用三星定位，误差是50米以上（军码），所以必须要引入第四星，作为修正时间误差之用。按科学原理，静止轨道卫星两星经度差不能低于30度（目前的北斗一代的三星是E140，E110.5，E80），否则会造成接收机无法区分频率差，4星需要占用90度的赤道，这样可能造成无法在国内测控整个系统。



　　“北斗一代”发射的第三颗星，上面安装了激光反射镜，用于精确定位，这就是二代系统的基准星，也为中国二代北斗铺好的基础。所以一代的那颗备用星肯定是在二代系统里的；前两颗禁止星到时已经超年限了，大概需要发射新星替代。其实4静止星的主要作用是给东亚地区民航飞机进场出场提供精密导航服务，对于系统整体功能影响不大，我估计未来UAV也可以用到。



　　事实上，二代北斗导航的计划是4静止星＋12中轨星（20000KM）＋9高轨道星（36000KM）。原计划06年开始组网，但根据中国科学技术的快速发展，和现在的形势追求，在今年下半年将开始发射“北斗二代”系统的第一颗星。根据我国在国际电联申请的频率，和GPS一样也在L波段，应该已经考虑到接收机能收GPS信号的问题。至于伽利略，从目前双方合作的程度看，应该也可以兼容的。



　　覆盖区域，根据目前得到的消息，首先是发射9高轨道星，然后发射12中轨星；前者发射3-4星就可以首先覆盖东亚地区，满9颗后可以实现全球覆盖；后者可以进一步提高全球范围的导航精度和抗干扰能力。



　　●二代（COMPASS-）系统介绍



　　COMPASS-系统是继北斗一代系统后的中国新一代卫星导航系统，目前正处于研制阶段，预计2005年将开始发射卫星。



　　该系统由4颗静止卫星和两个移动卫星网络构成，具体参数是：



　　●工作区域：全球



　　●卫星网络：
　　中轨卫星网络，由9颗星组成，轨道高度是22000KM；
　　高轨卫星网络，由12颗星组成，轨道高度是36000KM；
　　静止卫星网络，由4颗星组成，其中轨位分别是：58.75E；80E；110.5E；140E。



　　●频带：
　　1164---1215MHz（下行）
　　1260---1300MHz（下行）
　　1300---1350MHz（上行）



　　●目前在国际电联的公布资料是：
　　COMPASS-H/M
　　58.75E
　　80E
　　110.5
　　140E



　　中国多年来的南北极地科学考察也是为建立卫星导航系统等确立大地测量基准点。采用4静止（利用已经发射的北斗）+9高轨+12中轨的设计，导航原理和GPS相同，导航精度相当于美国GPS增强型的水平，同时能满足民航飞机进场的导引要求。参加欧洲的系统我估计是获得一些技术经验，因为二代的构成和伽利略类似。



　　最后发射的那颗北斗一代备用星上面安装了激光反射镜，用于精确定位，这就是二代系统的基准星。卫星导航系统是大国间博擂的支柱科技，不能寄希望于别人，应该竖起属于自己的支柱大梁。