北斗卫星导航系统发展计划

中国第二代卫星导航系统专项管理办公室二〇一〇年五月主要内容北斗卫星导航系统发展蓝图北斗卫星导航系统发展状况北斗卫星导航系统发展形势北斗卫星导航系统发展举措北斗卫星导航系统发展蓝图5组织实施4任务3目标2使命1发展路线图1、发展路线图北斗卫星导航系统按照三步走的总体规划分步实施：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；第二步，2004年启动北斗卫星导航系统建设，2012年形成区域无源服务能力；第三步，2020年北斗卫星导航系统形成全球无源服务能力。1、发展路线图2、使命按照“质量、安全、应用、效益”的总要求，建设北斗卫星导航系统，满足国家对卫星导航的战略需求，实现卫星导航产业的经济效益，促进国家信息化建设和经济发展方式转变。2、使命我们理解，主要包括三点:为保证国防、经济、社会发展安全使用，所建成的北斗卫星导航系统必须是高质量的；为最大限度地满足国防、经济、社会发展的需求，所建成的北斗卫星导航系统必须是技术一流的；为使国家获取更大的经济利益，所建成的北斗卫星导航系统，必须在核心技术领域掌握自主知识产权。3、目标建设高性能、高可靠、高效益的北斗卫星导航系统。4、任务北斗卫星导航系统建设三大任务:关键技术攻关与试验工程建设应用推广与产业化4、任务关键技术攻关与试验主要任务：满足工程建设与应用产业化需求；深化基础研究与前沿技术研究，带动相关原材料、元器件等基础工业生产能力的整体提高，推动航空、通信、电子、测绘、地质、水文、天文等科技领域的持续发展。4、任务关键技术攻关与试验主要内容：探索卫星导航领域前沿理论、方法和体制，突破星座设计、信号体制、精密定轨与时间同步、时间频率体系、系统安全、差分与系统完好性、星间链路与自主导航、系统过渡与替换、长寿命与高可靠、星地一体系统控制与管理、导航卫星专用平台、一箭多星发射组网、关键元器件部件国产化等多项关键技术，开展地面和星地综合试验，全面突破核心关键技术。4、任务工程建设主要任务：研制生产5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星，在西昌卫星发射中心用CZ-3A系列运载火箭发射共35颗卫星，西安卫星测控中心提供卫星发射组网与运行测控支持。2012年形成区域无源服务能力2020年形成全球无源服务能力4、任务工程建设系统组成：空间段：由5颗GEO卫星和30颗Non-GEO卫星组成Non-GEO卫星GEO卫星星座系统组成：地面段：由主控站、上行注入站和监测站组成4、任务工程建设北斗系统地面段系统组成：用户段：由北斗用户终端以及与其它GNSS兼容的终端组成4、任务工程建设北斗系统的用户终端信号特征工作频段B1:1559.052~1591.788MHzB2:1166.22~1217.37MHzB3:1250.618~1286.423MHz时间星座信号（实际发射）2012年5GEO+5IGSO+4MEO区域服务2020年5GEO+3IGSO+27MEO全球服务4、任务工程建设信号特征服务信号：区域服务信号信号中心频点(MHz)码速率(cps)带宽(MHz)调制方式服务类型B1(I)1561.0982.0464.092QPSK开放B1(Q)2.046授权B2(I)1207.142.04624QPSK开放B2(Q)10.23授权B31268.5210.2324QPSK授权4、任务工程建设信号中心频点(MHz)码速率(cps)数据/符号速率(bps/sps)调制方式服务类型B1-CD1575.421.02350/100MBOC(6,1,1/11)开放B1-CPNoB1-A2.04650/100BOC（14，2）授权NoB2aD1191.79510.2325/50AltBOC(15,10)开放B2aPNoB2bD50/100B2bPNoB31268.5210.23500bpsQPSK(10)授权B3-AD2.557550/100BOC(15,2.5)授权B3-APNo信号特征服务信号：全球服务信号4、任务工程建设时间系统：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）。BDT与GPS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。4、任务工程建设坐标系统：北斗系统采用中国2000大地坐标系（CGS2000）。CGS2000与国际地球参考框架ITRF的一致性约为5个厘米。4、任务工程建设4、任务工程建设服务和性能：全球服务开放服务：•定位精度:10m•测速精度:0.2m/s•授时精度:20ns授权服务区域服务广域差分服务•定位精度:1m短报文通信服务4、任务应用推广与产业化主要任务：通过在不同领域的试用，验证系统精度、可用性、连续性、完好性等指标，为工程研制建设提供依据。在不同领域、不同行业、不同地区进行示范应用，为北斗应用推广打好基础。4、任务应用推广与产业化主要任务：促进应用开发和北斗产业化，为实现北斗卫星导航产业发展提供支撑。2020年，实现卫星导航年产值4000亿元的目标。4、任务应用推广与产业化主要内容：基础类主要包括芯片模块、终端、测试检定系统、卫星导航地理信息系统等。4、任务应用推广与产业化主要内容：示范类主要包括交通、民航、通信、海洋、民政减灾、气象、公安、金融、电力、国土资源、农业、旅游等行业和有关区域的典型示范项目。4、任务应用推广与产业化主要内容：保障类主要包括国家为规范市场和促进产业发展的政策标准，以及各行业主管部门、地方政府为加强北斗卫星导航应用推广出台的强制性、鼓励性政策和应用标准。5、组织实施国家有关部门联合成立了中国第二代卫星导航系统专项管理办公室，按照“坚持效益目标、坚持自主创新、坚持质量至上、坚持科学决策”的原则，对北斗卫星导航系统建设、应用推广与产业化实施专项管理；成立了以孙家栋院士为主任的专家委员会，充分发挥专家作用，实现科学民主决策。主要内容北斗卫星导航系统发展蓝图北斗卫星导航系统发展状况北斗卫星导航系统发展形势北斗卫星导航系统发展举措北斗卫星导航系统发展状况1关键技术2系统建设3应用推广4国际合作1、关键技术经过艰苦攻关，已初步突破星载原子钟、高精度伪距测量、精密定轨与时间同步等一系列卫星导航系统核心关键技术。建成北斗卫星导航试验系统北斗卫星导航系统进入星座组网阶段2、系统建设2000年分别发射北斗卫星导航试验系统第一颗、第二颗卫星，2003年发射第三颗卫星，建成区域有源卫星导航系统，使我国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统可为我国及周边地区的中低动态用户提供快速定位、短报文通信和授时服务。建成北斗卫星导航试验系统2、系统建设2000年10月31日140E2000年12月21日80E2003年5月25日110.5E建成北斗卫星导航试验系统2、系统建设2004年，启动北斗卫星导航系统建设工作。目前，工程建设已进入星座组网阶段，已成功发射3颗卫星。北斗卫星导航系统进入星座组网阶段2、系统建设2003年北斗卫星导航试验系统正式提供服务以来，在交通、渔业、水文、气象、林业、通信、电力、救援等诸多领域得到广泛应用，注册用户已达6万，产生了显著的社会效益和经济效益。3、应用推广交通运输基于北斗系统的“新疆公众交通卫星监控系统”、“公路基础设施安全监控系统”、“港口高精度实时定位调度监控系统”等应用推广工作，取得了良好的示范效果。3、应用推广海洋渔业基于北斗系统的海洋渔业综合信息服务平台，实现了向渔业管理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务。3、应用推广基于北斗系统的海洋渔业综合信息服务网络海洋渔业应用分布水利基于北斗系统的水文监测系统，实现了多山地域水文测报信息的实时传输，大大提高了灾情预报的准确性，为制定防洪抗旱调度方案提供重要的保障。3、应用推广气象研制成功了一系列气象测报型北斗终端设备，提出了实用可行的系统应用解决方案，解决了国家气象局和各地气象中心气象站的数字报文自动传输和可视化问题。3、应用推广基于北斗的高原地区气象监测站基于北斗的珠峰气象监测站林业基于北斗的森林防火系统已成功用于实战，目前已经配备700多台套。3、应用推广通信成功开展了北斗/GPS双模授时应用示范，突破了光纤拉远、抗干扰螺旋天线等关键技术，研发了一体化卫星授时系统。3、应用推广TD-SCDMA抗干扰螺旋天线天线一体化卫星授时系统BBURRURRURRURRUGPS/北斗光纤拉远场景光纤时钟恢复模块锁相环PPSTODNB设备需要时钟的各板卡NB天线GPS/北斗接收机时钟发送模块PPSTOD光纤OCU（室外时钟单元）外时钟接口PPSTODRRUGPS天线BBURRU传统射频电缆+信号放大器场景地下室射频电缆信号放大器GPS天线BBURRURRU传统射频电缆场景射频电缆RRU天线一体化卫星授时系统BBURRURRURRURRURRURRURRUGPS/北斗光纤拉远场景光纤光纤时钟恢复模块锁相环PPSTODNB设备需要时钟的各板卡NB天线GPS/北斗接收机时钟发送模块PPSTOD光纤OCU（室外时钟单元）外时钟接口PPSTODRRUGPS天线BBURRU传统射频电缆+信号放大器场景地下室射频电缆信号放大器GPS天线BBURRURRU传统射频电缆场景射频电缆RRU北斗/GPS光纤拉远授时示意图电力成功开展了基于北斗系统的电力时间同步应用示范，为电力事故分析、电力预警系统、保护系统等高精度时间应用创造了条件。3、应用推广北斗/GPS高精度电力授时服务器救援基于北斗系统的导航定位、短报文通信以及位置报告功能，提供全国范围的实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等服务，极大地提高了灾害应急救援的快速反应能力和决策能力。3、应用推广减灾中心工作人员在玉树现场利用北斗用户机报告灾情汶川地震救灾现场广泛开展国际交流与合作，积极参加ICG（全球导航卫星系统国际委员会）、ITU（国际电联）、中欧伽利略合作、国际卫星导航领域会议等，推动频率协调、兼容与互操作等有关工作，目前，北斗卫星导航系统已成为ICG认可的四大核心供应商之一，跻身于卫星导航国际舞台。4、国际合作4、国际合作主要内容北斗卫星导航系统发展蓝图北斗卫星导航系统发展状况北斗卫星导航系统发展形势北斗卫星导航系统发展举措北斗卫星导航系统发展形势1关键技术攻关2系统建设3应用产业4国际合作1、关键技术攻关随着全球卫星导航系统更新换代的加速，卫星导航领域核心关键技术与基础技术研究快速发展，竞争异常激烈，我国卫星导航系统相对美、俄起步晚20余年，研究力量相对薄弱，需要下大力缩短这方面差距，支撑北斗系统可持续发展。2、系统建设北斗卫星导航系统建设正按“三步走”计划稳步推进。卫星导航系统规模庞大、整体性强、技术难度高，在GPS和GLONASS组网初期，都遇到了实现高精度、高可靠、抗干扰、长寿命四大难题，必须实现高密度研制生产、高成功率发射、高稳定运行以及降低高风险组网四大跨越。2、系统建设目前，北斗面临从单星研制向组批生产，从面向行业用户向公众用户的历史性转型，任务十分艰巨。3、应用产业目前，国外GPS产品已进入成熟期，在中国市场处于先发优势地位。尽管我们北斗系统应用推广稳步发展，卫星导航产业发展迅速，但从总体上看，产业发展尚处于成长期，由于拥有核心技术不足，缺乏高技术含量和高附加值的产品；另一方面，市场竞争不够充分，产业化发展很不平衡，规范化管理不足，产品质量水平参差不齐，北斗应用产业化难度很大。4、国际合作兼容互操作是全球卫星导航系统主要供应商达成的共识，中国致力于推进全球卫星导航系统兼容互操作进程。4、国际合作鉴于各国卫星导航系统发展不平衡，以及多边合作的差异性、技术合作的复杂性并存，北斗系统在与世界上其它系统协调宝贵的频率轨位资源、协调兼容与互操作、融入国际标准化体系等方面，必将付出很大努力。主要内容北斗卫星导航系统发展蓝图北