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北斗卫星导航系统在地质领域的应用2021-12-23
北斗卫星导航系统概述

北斗卫星导航系统由我国自主研发,具有独立的知识产权,遵循开放性、自主性、兼容性和渐进性的建设原则,旨在建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的卫星导航系统,以促进卫星导航产业链形成,形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段3部分组成,共有基本型、通信性、授时性、指挥型和多模式几种用户机类型,以适应不同的应用环境和功能。


北斗卫星导航系统的原理

北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。不同于GPS的被动式伪码单向测距三维导航,北斗卫星导航系统定位由用户设备独立解算自己三维定位数据。地面中心站可以保留全部北斗用户的位置及时间信息,因此可以负责整个系统的监控管理。即北斗卫星导航系统采用的是有源定位,这是与GPS和GLONASS等无源定位有本质上的不同。


北斗卫星导航系统的发展历程
按照“质量、安全、应用、效益”的总要求,坚持“自主、开放、兼容、渐进”的发展原则,北斗卫星导航系统的建设遵照“三步走”的发展战略。第一步,2000年建成了北斗卫星定位试验系统,使中国成为世界上继美、俄之后第三个拥有自主卫星定位系统的国家。
第二步,建设北斗卫星导航系统,2012年左右,系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。第三步,2020年左右,北斗卫星GPS定位系统形成全球覆盖能力。

从2000年开始,我国已发射十五颗北斗导航定位卫星,包括北斗一号卫星四颗,北斗二号卫星十一颗。其中,北斗-1A、北斗-1B已停止工作,北斗-1D和北斗-G2失效,其他十一颗卫星运行正常。


北斗卫星导航系统的特点
发展至今,北斗卫星导航系统主要具有短报文通信、精密授时、高定位精度和同时容纳大量用户四大功能。相比于其他卫星导航定位系统,北斗卫星导航系统拥有以下优势:定位精度和授时精度高;特有报文通信功能,一次可传送多达120个汉字的信息;系统的导航定位用户容量不再受到限制;覆盖中国及中边国家和地区;具备独立的组网能力,不需要任何其他系统支持;

具备与GPS、GALILEO广泛的互操作性,实现多种原理的综合定位,稳定性较高;可实现分类保障,即可划分使用等级范围,授权用户与公开用户分开,公开用户也可随时进行定位保障等级的调整、优先权调配和能力集成;国产品牌,安全、可靠、稳定、保密性强,具备一定的抗干扰和抗摧毁能力,适合关键部门应用。


北斗卫星导航系统的意义

北斗卫星导航系统及相应地面跟踪站的建设,对全球用户的贡献是显著的。由于卫星星座的不同,改善了DOP值;信号频谱的不同,削弱了多路径效应的影响,并有利于抵制信号干扰带来的影响;北斗自身的多频体制,削弱了电离层和对流层误差,从而弱化了基准站距离的限制,固定载波相位模糊度,缩短了首次定位时间。此外,北斗卫星导航系统也带来巨大的经济效益和社会效益。

北斗卫星导航系统在民用市场的应用不仅增加了国家税收,而且能接纳几千人甚至上万人的就业;北斗卫星导航系统的逐步完善提高了应用部门行业的工作效率,在社会多个领域的广泛应用,提高了人们的生活水平;北斗卫星导航系统是由我国自主研制,减少了对国外导航系统的依赖,提高了我国卫星导航定位的应用水平,推动国民经济信息化的进程,带动相关产业的结构调整、升级有着极为重要的意义。