中国“北斗1号”试验导航卫星

　　2007年2月3日零时28分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将北斗导航试验卫星送入太空。这是我国发射的第四颗北斗导航试验卫星。
　　此前，中国先后于2000年10月31日、12月21日和2003年5月25日成功发射三颗北斗导航试验卫星，在此基础上建立的中国北斗导航试验系统运行至今工作稳定、状态良好，已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用。
目前，世界上只有少数国家具备自主建设卫星导航系统的能力，正在运行的有美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统，中国参与的欧洲伽利略全球卫星定位计划也正在紧锣密鼓地进行。
　　我国是在继美国的全球定位系统（GPS）和前苏联的全球导航卫星系统（GLONASS）后，在世界上第三个建立了完善的卫星导航系统，该系统的建立对我国国防和经济建设将起到积极作用。我国早在60年代末就开展了卫星导航系统的研制工作，但由于多种原因而天折。在自行研制“子午仪”定位设备方面起步较晚，以致后来使用的大量设备中，基本上依赖进口。70年代后期以来，国内开展了探讨适合国情的卫星导航定位系统的体制研究。先后提出过单星、双星、三星和3-5星的区域性系统方案，以及多星的全球系统的设想，并考虑到导航定位与通信等综合运用问题，但是由于种种原因，这些方案和设想都没能够得到实现。1982年7月由美国三位科学家提出并于12月定名的GEOSTAR系统，就是这种两颗卫星的主动式卫星定位系统。他们在实施的过程中，由于有更优越的GPS卫星导航系统的兴起并且发展相当迅速，使GEOSTAR系统不得不在1991年9月撤走资金，导致正在实施中的GEOSTA及系统宣告失败。而我国的“北斗一号”卫星导航系统正是80年代提出的“双星快速定位系统”的发展计划。北斗导航系统的方案于1983年提出，突出持点是构成系统的空间卫星数目少、用户终端设备简单、一切复杂性均集中于地面中心处理站。“北斗一号”卫星定位系统是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种全天候、区域性的卫星定位系统。系统的主要功能是：
　　1、定时：快速确定用户所在地的地理位置，向用户及主管部门提供导航信息。
　　2、通讯：用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信。
　　3、授时：中心控制系统定时播发授时信息，为定时用户提供时延修正值。
　　“北斗一号”卫星定位系统工作原理:
　　“北斗一号”卫星定位系统由两颗地球静止卫星(80.0E和140.0E)、一颗在轨备份卫星(110.50E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。系统的工作过程是：首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号，径卫星转发器项服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，径卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号，然后根据用的申请服务内容进行相应的数据处理。对定位申请，中心控制系统测出两个时间延迟：即从中心控制系统发出询问信号，经某一颗卫星转发到达用户，用户发出定位响应信号，经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟；和从中心控制发出询问信号，经上述同一卫星到达用户，用户发出响应信号，经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的，因此由上面两个延迟量可以算出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。
　　“北斗一号”的覆盖范围是北纬5°- 55°， 东经70°- 140°之间，最宽处在北纬35°左右。其定位精度为水平精度100米，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。工作频率：2491.75MHz。系统能容纳的用户数为每小时540000户。
　　该负责人表示，在北斗导航试验系统的基础上，中国正在实施建设北斗卫星导航系统，计划二○○八年左右满足中国及周边地区用户对卫星导航系统的需求，并进行系统组网和试验，逐步扩展为全球卫星导航系统。北斗导航卫星的军事用途：在军事上，由于"北斗一号"导航定位系统采用差分定位法和扩频定位技术，测距精度达10米左右。也就是说，它能为我军作战人员提供精确的定位服务，特别是在地形复杂且不熟悉的地区。"北斗导航定位系统能与各种光、声、电侦听设备（如激光测距仪、战场侦察雷达、无人作战／侦察飞机等）和计算机火力控制系统相配合，提高武器射击系统的反应能力和命中率。在空中，"北斗一号"与电子地图相结合，组成一个既有定位导航功能，又有地形分析显示功能的综合系统，通过电子地图上的软件分析，直接在电子地图上标示出通过敌防空系统时的相对安全航线，为飞行员驾机执行任务提供可靠保障。美英伊拉克战争中，大量使用精确打击武器，其中很多采用了GPS制导，提升了导弹的精确度和抗干扰能力。（汪长春2007-04-18）