调制方式 MBOC(6,1,1/11) BOC（14，2）
AltBOC(15,10 ) QPSK(10) BOC(15,2.5)
服务类型 开放 授权
开放 授权 授权
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时间系统
北斗时（BDT）溯源到协调世界时UTC（NTSC）， 与UTC的时间偏差小于100纳秒。BDT的起算历元时 间是2006年1月1日零时零分零秒（UTC）。
第五步，中心站将计算出来的坐标数据经过卫星发送往用户机，用 户机再经过卫星向中心站发送一个回执，结束一次定位作业。
定位原理
北斗一号
“双星定位”：以2颗
在轨卫星的已知坐标为圆心 ，各以测定的卫星至用户终 端的距离为半径，形成2个 球面，用户终端将位于这2 个球面交线的圆弧上。
地面中心站配有电子高程地 图，提供一个以地心为球心 、以球心至地球表面高度为 半径的非均匀球面。用数学 方法求解圆弧与地球表面的 交点即可获得用户的位置。
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北斗二号：系统组成
地面段
地面段由主控站、上行注入站和监测站组成。
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北斗二号：系统组成
主控站用于系统运行管理与控制等。主控站从监测站接 收数据并进行处理，生成卫星导航电文和差分完好性信 息，而后交由注入站执行信息的发送。
注入站用于向卫星发送信号，对卫星进行控制管理，在 接受主控站的调度后，将卫星导航电文和差分完好性信 息向卫星发送。
北斗导航卫星 应用系统
个 人 位 置 服 务
当你进入不熟悉的地方时，你可以使用装有北斗卫星导 航接收芯片的手机或车载卫星导航装置找到你要走的路线 。你可以向当地服务提供商发送文字信息告知你的要求， 如查询最近的停车位、餐厅、旅馆或其他你想去的任何地 方，服务商会立即根据你所在的位置，帮你找到需要的信 息。然后，将一张地图发送到你的手机上，甚至还会为你 提供酒店房间、餐厅或停车位预定等增值服务。
BDT与GPS时（1980年1月6日UTC0）时和Galileo
时的互操作在北斗设计时间系统时已经考虑，BDT 与GPS时和Galileo时的时差将会被监测和发播。
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坐标系统
北斗系统采用中国2000大地坐标系统（CGS2000）。 CGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5个
从2007年开始，到2012年为止，我国在5年内共发射了16 颗北斗二号卫星，实现了对亚太区域的覆盖，并在2012年 底正式对外提供服务，完成了北斗三步走战略的第二步。 同时，鉴于北斗一号短报文和位置报告功能的实用性，该 项功能在北斗二号中得到了保留。
定位原理
北斗二号
北斗二号：系统组成
空间段
5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星
星座
GEO 卫星
MEO 卫星
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北斗二号：系统组成
中地球轨道（Medium Earth Orbit，MEO）卫星、 地球同步轨道（Geostationay Orbit，GEO）卫星 倾斜地球同步轨道（Inclind Geosynchronous Orbit，IGSO）卫星 GEO和IGSO卫星在亚太地区可视时间长，能有效增加观测卫星数
道 路
管
交理
通
卫星导航将有利于减缓交通阻塞，提升道路交通管理水平。
通过在车辆上安装卫星导航接收机和数据发射机，车辆的位置信 息就能在几秒钟内自动转发到中心站。这些位置信息可用于道路 交通管理。例如，指示车辆走畅通的道路，限制进入拥挤的道路 ，或通告司机前方拥堵的情况，建议走车辆较少的路线。如果车 辆超速行驶而发生交通事故，则撞车时的速度、位置和时间信息 均会被记录在上，作为判断是否违章的依据；如果车辆被盗或被 抢，卫星导航会很快发现并跟踪其位置，使盗贼无处藏身。
北斗三号 4星
北斗一号
上世纪90年代，美国GPS在海湾战争中的成功使用 ，坚定了我国建设自主卫星导航系统的决心。在项 目立项阶段，考虑到当时的国情，我国选择了“863 计划”倡导者陈芳允院士提出的双星定位原理系统， 也就是我们现在所熟知的“有源定位”，也叫做RDSS （Radio Determination Satellite Service）卫星无线 电测定服务，该系统只需两颗卫星和地面高程数据 库就能实现我国及周边地区定位。
北斗一号
工作原理
北斗卫星
北斗卫星
标校站
标校站 中心控制系统
标校站 用户位置 标校站
系统组成
北斗一号
空间段：由3颗地球静止轨道卫星组成，两颗工作 卫星定位于东经80°和140°赤道上空，另有一颗 位于东经110.5°的备份卫星，可在某工作卫星失 效时予以接替。
地面段：由中心控制系统和标校系统组成。中心 控制系统主要用于卫星轨道的确定、电离层校正 、用户位置确定、用户短报文信息交换等。标校 系统可提供距离观测量和校正参数。
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覆盖范围
北斗二号
北斗三号
2017年11月5日，北斗三号第一、二颗组网卫星发射成功，开 启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。相比北斗二号系 统，北斗三号系统技术更先进、建设规模更大、系统性更强
北斗二号民用频点B1选择在1561.098MHz，而GPS的L1在 1575.42MHz。根据2017年9月最新公布的北斗三号接口控制 文件，北斗民用信号B1C和B2a现在已经完全实现和GPS等系 统的兼容，这将有利于北斗全球化应用。
覆盖范围
北斗一号
北斗二号
2007年4月14日，我国发射了第一颗北斗二号卫星，这颗 卫星采用与GPS相似的体制，即“无源定位”服务，也叫 RNSS（Radio Navigation Satellite Service）卫星无线电导 航服务，理论上，采用该种体制的卫星导航系统，用户数 量是无限制的。
第三步，中心站在接收到经卫星中转的应答信号后，根据信号的时 间延迟，计算出测距信号经过中心站——卫星——用户机——卫星—— 中心站的传递时间，并由此得出中心站——卫星——用户机的距离，由 于中心站——卫星的距离已知，由此可得用户机与卫星的距离；
第四步，根据用上述方法得到的用户机与两颗卫星的距离数据，在 中心站储存的数字地图上进行搜索，寻找符合距离条件的点，该点坐标 即是所求的坐标；
B3: 1250.618~1286.423MHz
截至
星座
信号（实际发射）
2012年
5GEO+5IGSO+4MEO 主要是北斗系统第二阶段信号 （区域服务）
2020年
5GEO+3IGSO+27MEO 主要是北斗系统第三阶段信号 （全球服务）
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北斗二号：信号特征
北斗系统第二阶段信号
信号
中心频点 (MHz)
日本：
➢ 基于多功能卫星的星基增强系统（MSAS）是由日本气象局和 日本交通部组织实施的基于2颗多功能卫星（MTSAT）的GPS 星基增强系统，类似于美国的广域差分增强系统（WASS）。 该系统从1996年开始实施，主要目的是为日本飞行区的飞机 提供全程通信和导航服务。系统覆盖范围为日本所有飞行服务 区，也可为亚太地区的机动用户播发气象数据信息。
覆盖范围
北斗三号
北斗三号
美国的实力让他在全球可以布设GPS的地面站，但我国想 要实现全球布设北斗地面站还是有所不及。因此，在不布 设全球地面站的情况下对北斗卫星实现控制、参数注入等 工作就尤为重要。
北斗三号
通过卫星间的位置相互定 位，假如某一些卫星的位 置定的比较准确了，就把 它们的位置也作为观测点 ，联合其他地面观测点去 定位其他的卫星。这样一 来，卫星的位置精度就能 够得到大幅提高。
铁 路 智 能 交 通
卫星导航将促进传统运输方式实现升级与转型。例如 ，在铁路运输领域，通过安装卫星导航终端设备，可极 大缩短列车行驶间隔时间，降低运输成本，有效提高运 输效率。未来，北斗卫星导航系统将提供高可靠、高精 度的定位、测速、授时服务，促进铁路交通的现代化， 实现传统调度向智能交通管理的转型。
北斗一号 4星
北斗二号 23星
中地球轨道（Medium Earth Orbit，MEO）卫星、
地球同步轨道（Geostationay Orbit，GEO）卫星
倾斜地球同步轨道（Inclind Geosynchronous Orbit， IGSO）卫星
GEO和IGSO卫星在亚太地区 可视时间长，能有效增加 观测卫星数
北斗卫星导航定位系统 原理及应用
陈志高 2018年03月
古有北斗七星辨明方向 今有北斗卫星定位九州
古有北斗七星辨明方向 今有北斗卫星定位九州
古有北斗七星辨明方向 今有北斗卫星定位九州
美国 GPS
俄罗斯 GLONASS
中国北斗 BDS
欧盟 GALILEO
各有特色：
➢ 美国GPS最早投入实用，系统精度最高 ➢ 俄罗斯格洛纳斯号称抗干扰能力最强 ➢ 欧洲伽利略号称系统最精密 ➢ 北斗是唯一可以发短信聊天的
印度：
➢ GAGAN系统由印度空间局（ISRO）和印度机场管理局（AAI ）联合组织开发。用于广播导航信息，并可与GPS进行兼容和 互操作。空间信号覆盖整个印度大陆，能为用户提供GPS信息 和差分改正信息，用于改善印度机场和航空应用的GPS定位精 度和可靠性，也属于GPS星基增强系统。
➢ 北斗卫星导航系统按照三步走的总体规划：
码速率 (cps)
B1(I) B1(Q) B2(I) B2(Q)
B3
1561.098 1207.14 1268.52
2.046 2.046 2.046 10.23 10.23
带宽 (ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱHz)
4.092
24 24
调制方式 QPSK QPSK QPSK
服务类型
开放 授权 开放 授权 授权
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北斗二号：信号特征
第一步，1994年启动北斗卫星导航试验系统建设， 2000年形成区域有源服务能力（1号）；