北斗卫星导航系统介绍

1.北斗卫星导航系统

1.1概述

北斗卫星导航系统（BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System）是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，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、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。

1.2发展历程

卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。中国高度重视卫星导航系统的建设，一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。2000年，首先建成北斗导航试验系统（北斗一代），使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。为更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求，我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。

1.3建设原则

北斗卫星导航系统的建设与发展，以应用推广和产业发展为根本目标，不仅要建成系统，更要用好系统，强调质量、安全、应用、效益，遵循以下建设原则：

1、开放性。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放，为全球用户提供高质量的免费服务，积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作，促进各卫星导航系统间的兼容与互操作，推动卫星导航技术与产业的发展。

2、自主性。中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统，北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。

3、兼容性。在全球卫星导航系统国际委员会（ICG）和国际电联（ITU）框架下，使北斗卫星导航系统与世界各卫星导航系统实现兼容与互操作，使所有用户都能享受到卫星导航发展的成果。

4、渐进性。中国将积极稳妥地推进北斗卫星导航系统的建设与发展，不断完善服务质量，并实现各阶段的无缝衔接。

1.4发展计划

北斗卫星导航系统正按照“三步走”的发展战略稳步推进，第一步，2000年建成北斗卫星导航试验系统（北斗一代），使中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航的国家，不过早期的北斗一代系统包括四颗卫星，相对于GPS来说精度较低，而且不支持移动定位，而后续的北斗二代卫星体系性能不弱于美国GPS系统，第二步，建设北斗卫星导航系统（北斗二代），2012年左右形成覆盖亚太大部分地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力，第三步2020年左右，北斗卫星导航系统形成全称全球覆盖能力，届时将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，等到2020年左右北斗全球卫星导航系统建成之后北斗系统所提供的定位精度在全球范围内将与GPS相抗衡，而在增强区域也就是亚太地区，北斗的精度甚至会超过GPS。

自2007年4月l4日，?中国成功发射了第1颗北斗二代导航卫星，?目前北斗二代系统已经有12颗卫星升空，现在单北斗二代卫星导航系统的接收机，在亚太地区完全可以自主定位（单机定位、差分定位、RTK定位、CORS定位等等）而且精度不亚于GPS。

1.5.服务

北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，包括开放服务和授权服务两种方式。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。

为使北斗卫星导航系统更好地为全球服务，加强北斗卫星导航系统与其它卫星导航系统之间的兼容与互操作，促进卫星定位、导航、授时服务的全面应用，中国愿意与其它国家合作，共同发展卫星导航事业。

2.北斗卫星导航系统的应用

目前，我国北斗导航试验系统（北斗一代）己应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用，产生显著的经济效益和社会效益。

我国正在建设的北斗卫星导航系统（北斗二代），在覆盖区域、系统性能等方面将比已投入运行的北斗导航试验系统有较大提升，将在更广泛的领域为用户提供更优质的服务。在稳步推进北斗卫星导航系统建设的同时，我国高度重视北斗卫星导航系统的应用推广和产业化工作，积极完善产业支撑、推广和保障体系，加强市场开拓和推广应用，强化产业支撑和应用基础建设，为北斗卫星导航系统充分发挥应用效益，更好服务于经济社会发展奠定基础。

未来，卫星导航应用将渗透到人类活动的方方面面，广泛应用于陆、海、空、天所有需要位置、速度和时间信息的各类活动，深刻改变人类的生产方式和生活方式。

3.北斗卫星导航产业的发展

1）北斗二代导航产业链启动，2020年市场规模将超4000亿元

交通部和解放军总装备部此前在北京联合召开中国第二代卫星导航重大专项应用示范工程启动会，这表明北斗二代导航产业链已进入启动阶段，今年年底前将具备向我国大部分地区提供初始服务的条件。据悉，北斗卫星导航系统将主要应用于交通运输、国防军工、金融、电力、通信等战略安全领域以及海洋渔业、气象监测、灾害救援和大众消费等领域。交通运输行业将首先成为重要的应用领域。我国导航产业呈现为持续高速增长趋势。根据中国全球定位系统技术应用协会统计，2010年行业产值将达到505．9亿元，同比增长30％。根据发改委的相关规划，2020年我国导航产业的市场规模将达到4000亿元。

2）北斗产业空间巨大，北斗产业规模广阔的增长空间

北斗产业爆发性增长空间主要来自国防与行业应用。据统计，2009年卫星导航产业分类应用业务中，大众领域应用(车辆监控、车辆导航、信息服务)占据了74．3％的份额权重。而专业行业应用(授时、海用、测绘、军用类等)业务占据份额较少，只有9．2％、显著低于全球比例(根据ABI的统计，2006年全球专业类导航应用的市场份额比例达到35．9％)。我们认为，行业应用份额的较大差异来自于：我国专业应用在GPS系统垄断地位、而北斗导航系统市场正逐步成熟的状态下，出于国防和经济安全性的角度，专业应用发展较为缓慢。但也证明北斗市场在专业应用具有广阔的空间。

根据国家北斗办公室统计及我们行业调研，2010年我国北斗产业占全国导航市场的份额只有1％、市场规模5亿元左右。从长期看，假设2020年导航市场规模达4OOO亿元、谨慎预测北斗产业占比达到l0％?(国家北斗办公室预测2015年中国卫星导航年产值将达到1500亿元，其中北斗会占到20％以上的市场份额)，则北斗产业规模10年间将增长80倍。随着2012年北斗二代系统建成后导航、定位和测速的精度将达到甚至超过GPS系统，我们认为随着20l2年在国防和行业应用的示范采购开始启动，行业将迎来重要的发展拐点和催化剂，预测在2012年北斗二代商用以后行业将以50％左右速率较快增长。从应用领域角度，北斗系统的应用主要包括专业应用(国防、民用行业应用)以及大众消费应用。

国防领域是北斗一代应用时期的最主要应用领域。我们估计国防领域的用户数比例占70％-80％。在国防领域中，北斗导航终端主要用于制导武器导航、航空器导航和士兵手持终端。在国防信息化建设推进下(我国最近的国防白皮书均都强调加强国防信息化建设)，北斗导航相关装备作为信息化的基础设施，相关需求也将稳定较快增长。

在民用领域，近期北斗系统主要应用领域将在通信、电力、交通、海洋渔业以及水利气象等行业，从总体规模角度看，我们预计2012年以后由于北斗二代的不断应用推广，高精度测绘、城市规划、国土勘察、地质勘察、各种物探、高精度林业水利电力测量、各种高精度监测系统、工程测量、施工放样、交通运输、通信、水利、海洋渔业和气象等民用领域将产生大大量的北斗用户终端需求。

向大众消费应用渗透是北斗应用推广的第三阶段。目前GPS占据了我国大众领域的导航应用市场规模接近100％的市场份额。在我国车辆导航、信息服务等大众应用占比达到了50％以上、市场规模超过了250亿元的背景下，北斗应用的拓展空间巨大。

随着北斗二代系统实现亚太区域覆盖、终端价格实现大幅下降后具备与GPS竞争能力，我们认为2015年以后北斗应用将开始向大众消费领域渗透。

随时北斗系统的发展和推广，对于提供高精度北斗卫星定位服务的需要将越来越多，常规的北斗用户机单机定位类似于与GPS，在民用方面只能满足低精度的定位，定位精度在1-10米，而对于高精度的定位，定位在分米级、厘米级甚至毫米北斗定位精度就需要类似CORS系统的推广，而北斗CORS系统的建成将是未来高精度北斗卫星导航系统的基础，未来应用前景将不可估量，同时也能进一步推动高精度北斗卫星系统的应用，推动北斗产业的发展。