目前,世界总共有四大导航星座,这包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO和中国的“北斗”。其中“北斗”是中国自主建设的卫星导航系统,自2012年开始服务于亚太地区以来,一直受到了全世界的广泛关注,并且已经从世界的第四位跃升到第二位。同美国的GPS一样,“北斗”卫星导航系统也是由空间端、地面端和用户端四个部分组成,可以全天候、全天时地为各类用户提供高精度定位和授时服务。
20世纪后期,中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2020年前后,建成“北斗”全球系统,向全球提供服务。2035年前还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。
按照设计方案,“北斗”卫星导航系统的卫星部署在中、高和低轨道上,形成一种混合轨道星座系统,它所拥有35颗卫星,包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,30颗非静止轨道卫星包括27颗中轨道卫星和3颗倾斜同步卫星。27颗中轨道卫星平均分布在倾角为55°的三个平面上,轨道间距为120°,轨道高度为21500千米,卫星运行周期为12小时50分钟。而GPS系统中的24颗卫星则部署在中轨道的六个轨道面上,信号强度弱。
北斗卫星导航系统
“北斗”系统的一般服务区域提供精度20米、重点服务区域精度10米的定位服务;测速精度0.1米/秒;的授时服务。 “北斗”系统具有单向和双向两种精密授时功能,依据具体的精度需求,利用定时用户终端,完成与北斗卫星导航系统之间时间和频率同步,提供单向精度50ns、双向精度10ns的时间同步精度。
对比GPS的定位15米标准精度,“北斗”的10米内精准定位显然更有吸引力;“北斗”的授时比比GPS少了4纳秒误差,不要小看这个小差距:GPS系统的用户实际使用时,因为卫星读取、信号损失、用户行处理等过程,授时变成了100ns的误差。
“北斗”系统与其他卫星导航系统相比,最大的特色在于,“北斗”系统用户终端具有双向报文通信功能,用户可以一次传送最多达120个汉字的信息。在远洋航行中有重要的应用价值,这一功能是其他导航系统所不具备的。