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内容推荐 全书分为知识篇、技术篇、应用篇、发展篇四个部分,从卫星导航系统是什么、怎么干、干什么到未来怎么发展,全面系统地讲述了卫星导航系统知识。 知识篇从五个维度讲述卫星导航系统的基本概念,包括导航技术的发展简史、全球卫星导航的标杆——美国的GPS、全球卫星导航系统(GNSS)、北斗系统的前世今生、北斗卫星导航工程。技术篇从五个维度讲述卫星导航系统的工作原理和性能,包括卫星导航系统工作原理、导航接收机工作原理、卫星导航系统性能指标、卫星导航系统对抗措施、卫星导航增强系统。应用篇从六个维度讲述北斗卫星导航系统的应用模式,包括北斗系统服务类型、定位服务、导航服务、授时服务、短报文通信与数据传输服务、北斗系统应用公众关注热点。发展篇给出卫星导航系统的四个发展方向,包括组合导航、低轨导航与低轨导航增强系统、综合PNT与微PNT、卫星导航系统与通信系统融合。各篇内容相对独立,相信可以让更多的用户、科研和管理人员系统地理解卫星导航系统内涵,推进北斗卫星导航及其增强系统的规模化、产业化和国际化应用。 目录 第一篇 知识篇 第一章 导航技术的发展简史 1.什么是定位?什么是导航?什么是授时? 2.古代的人们靠什么导航? 3.导航技术的发展历史是怎样的? 4.陆基无线电导航系统主要有哪些? 5.卫星导航系统的发展历史是怎样的? 6.卫星导航系统有哪些局限性? 第二章 全球卫星导航的标杆——美国的GPS 1.世界第一个全球卫星导航系统是哪个? 2.为什么说BradfordParkinson是卫星导航系统之父? 3.美国为什么要启动GPS现代化计划? 第三章 全球卫星导航系统(GNSS) 1.什么是全球卫星导航系统? 2.全球卫星导航系统的工作原理是什么? 3.北斗系统和GPS播发的导航信号一样吗? 4.什么是GNSS兼容互操作技术? 5.什么是卫星导航系统的增强系统? 第四章 北斗系统的前世今生 1.北斗系统的“三步走”战略是什么? 2.北斗系统共发射了多少颗卫星? 3.如果一颗北斗卫星失效,会影响系统运行吗? 4.既然有GPS,且对全球民用服务免费使用,为什么我国还要建设自己的北斗系统? 5.北斗一号卫星导航系统的特点是什么? 6.北斗二号卫星导航系统的特点是什么? 7.北斗三号卫星导航系统的特点是什么? 8.同GPS相比,北斗系统有哪些优势? 第五章 北斗卫星导航工程 1.北斗系统由哪些部分组成? 2.导航卫星由哪些部分组成? 3.导航卫星轨道设计需要考虑哪些因素? 4.北斗系统为什么要选择混合轨道星座设计? 5.北斗系统是军用系统还是民用系统 6.卫星导航系统民用和军用有什么区别? 7.什么是北斗系统的时间和空间基准? 第二篇 技术篇 第六章 卫星导航系统工作原理 1.卫星导航系统无线电导航业务(RNSS)的工作原理是什么? 2.北斗系统无源定位与有源定位的区别是什么? 3.卫星导航系统为什么要规定坐标框架和时间基准? 4.北斗卫星播发的导航信号中含有哪些信息? 第七章 导航接收机工作原理 1.北斗接收机由哪些部件组成? 2.接收机是怎么计算出用户位置的? 3.用户接收机的典型实现方案是什么? 4.支持北斗系统的手机有哪些? 5.如何区分北斗接收机硬件产品性能优劣 6.为什么北斗接收机有时工作会不稳定? 7.北斗系统如何实现短报文通信服务? 8.接收北斗信号的典型芯片有哪些? 9.全球卫星导航系统兼容互操作是什么意思? 第八章 卫星导航系统性能指标 1.卫星导航系统关键性能指标有哪些? 2.卫星导航系统的误差有哪些? 3.卫星导航系统的安全性如何?存在哪些薄弱环节? 第九章 卫星导航系统对抗措施 1.美国GPS为什么制定选择可用性(SA)措施,为什么又主动放弃了,还会重启吗? 2.美国GPS反电子欺骗(AS)技术主要包括哪些内容? 3.美国为什么要提出导航战? 4.卫星导航系统的授时战是什么意思? 5.卫星导航系统综合PNT体系是什么概念? 第十章 卫星导航增强系统 1.为什么要建设卫星导航星基增强系统? 2.卫星导航系统的增强系统有哪些种类? 3.什么是卫星导航系统的差分改正系统? 4.卫星导航系统连续运行参考站的工作原理是什么 5.北斗系统的星基增强系统(BDSBAS)性能如何? 6.什么是卫星导航系统的地基增强系统(GBAS)? 7.什么是卫星导航系统的机载增强系统(ABAS)? 8.什么是低轨卫星导航系统? 9.什么是卫星导航系统的低轨增强系统? 第三篇 应用篇 第十一章 北斗系统服务类型 1.北斗系统提供哪些服务? 2.北斗系统定位导航和授时服务是否收费? 第十二章 定位服务 1.如何利用北斗系统进行大地测量和地籍测量? 2.北斗系统如何助力珠峰高度测量? 3.北斗系统如何实现地质灾害预测? 4.2020年武汉新冠疫情阻击战中,北斗系统发挥了什么作用? 5.北斗系统在路桥施工中有什么作用? 6.北斗系统如何为老人儿童提供安全保障服务? 7.北斗系统如何促进精准农业发展? 8.卫星导航技术在野化放归大熊猫时是如何发挥作用的? 9.智慧城市中北斗系统如何发挥作用? 10.北斗系统在物流运输管理中如何发挥作用? 第十三章 导航服务 1.什么是动态交通导航? 2.北斗系统如何在车辆导航中应用? 3.北斗系统如何支持农机导航? 4.北斗系统如何监控铁路运营 5.如何利用北斗系统确认船舶方向、位置、航速和时间? 6.如何利用北斗系统实现民航飞机导航服务 7.空间中的卫星如何利用北斗系统确定轨道位置? 8.北斗系统如何为无人机提供服务? 第十四章 授时服务 1.北斗系统如何为通信系统提供时间同步服务? 2.北斗系统如何为电力系统提供时间同步服务? 3.北斗系统如何为金融网络提供时间同步服务? 4.授时战的内涵是什么 序言 夜空深邃,斗转星移。 北斗七星自古就作为一个时 空基准用来定方向、辨四季 、定时辰。《晋书·天文志 》说北斗七星在太微北,枢 为天,璇为地,玑为人,权 为时,衡为音,开阳为律, 瑶光为星。我们的祖先利用 北斗七星来确定北极星的方 位,再通过观测北极星辨别 方向,汉乐府有诗云:“玉 衡指孟冬,众星何历历。” 所以我国卫星导航系统以“ 北斗”命名。昔有指南针, 今有北斗卫星导航系统(以 下简称北斗系统),这是中 华民族创新智慧的跨时空接 力。 北斗系统是中国着眼于 国家安全和经济社会发展需 要,自主建设运行的全球卫 星导航系统,是为全球用户 提供全天候、全天时、高精 度的定位、导航和授时以及 短报文通信服务的国家重要 时空基础设施。北斗系统的 功能说起来很复杂,但对我 们普通人来说,其实就是指 引我们到达想去的地方。唐 代诗人杜甫在《秋兴八首》 一诗中给出了最生动的描绘 :“夔府孤城落日斜,每依 北斗望京华。”唐代诗人杜 牧在《清明》一诗中给出了 最形象的画面:“借问酒家 何处有,牧童遥指杏花村。 ”北斗系统就是那个可爱的 充满活力的牧童。 北斗系统是党中央决策 实施的国家重大科技工程, 是我国迄今为止规模最大、 覆盖范围最广、服务性能最 高、与百姓生活关联最紧密 的巨型复杂航天系统。作为 我国自主创新的结晶,北斗 系统的发展浓缩着我国科技 创新的非凡之路。 从1994年北斗一号工程 立项开始,到2020年6月23 日北斗三号最后一颗全球组 网卫星完成部署,26年, 44次发射,中国先后将4颗 北斗一号卫星,20颗北斗二 号卫星,35颗北斗三号卫星 送入太空,完成了全球组网 。在北斗系统研制建设过程 中,形成了符合国情的“三 步走”发展战略。面对缺乏 频率资源、没有自己的原子 钟和芯片等难关,广大科技 人员集智攻关,首获占“频” 之胜、攻克无“钟”之困、消 除缺“芯”之忧、破解布“站” 之难,走出一条自主创新的 发展道路。 2000年,我国建成北斗 一号系统,向中国提供服务 ;2012年,建成北斗二号 系统,向亚太地区提供服务 ;2020年,建成北斗三号 系统,向全球提供服务。北 斗系统具有以下特点:一是 空间段采用三种轨道卫星组 成的混合星座,与其他卫星 导航系统相比,高轨卫星更 多,抗遮挡能力强,尤其在 低纬度地区其性能优势更为 明显;二是提供多个频点的 导航信号,能够通过多频信 号组合使用等方式提高服务 精度;三是创新融合了导航 与通信功能,具备定位导航 授时、星基增强、地基增强 、精密单点定位、短报文通 信和国际搜救等多种服务能 力。 2020年7月31日,习近平 总书记出席北斗三号全球卫 星导航系统建成暨开通仪式 ,宣布北斗三号全球卫星导 航系统正式开通。此后,北 斗系统提升质量、拓展应用 、面向全球、深化合作,不 断推动系统健康、稳定、快 速发展。经全球连续监测评 估系统实时测试表明,北斗 三号全球卫星导航系统连续 稳定运行,服务性能稳中有 升。北斗系统性能指标先进 ,全球范围实测定位精度水 平方向优于2.5m,垂直方 向优于5.0m,测速精度优 于0.2m/s,授时精度优于 20ns,系统连续性指标提升 至99.998%。北斗三号全球 卫星导航系统正在高可靠、 高质量运行,在多个方面取 得重要成绩。 仰望星空,北斗璀璨。 脚踏实地,行稳致远。 北斗系统历经26载,北 斗系统工程总师杨长风院士 曾将北斗卫星导航系统比喻 为“五千万工程”,即调动千 军万马、历经千难万险、付 出千辛万苦、走进千家万户 、造福千秋万代。“中国北 斗,服务全球”,这是北斗 系统不变的初心,更是时代 赋予北斗系统的历史使命。 北斗系统秉承“中国的北斗 、世界的北斗、一流的北斗 ”发展理念,践行“自主创新 、团结协作、攻坚克难、追 求卓越”的北斗精神,为经 济社会发展提供重要时空信 息保障,是中国实施改革开 放40余年来取得的重要成就 之一,是中华人民共和国成 立70余年来重大科技成就之 一,是中国贡献给世界的全 球公共服务产品。中国愿与 世界各国共享北斗系统建设 发展成果,促进全球卫星导 航事业蓬勃发展,为服务全 球、造福人类贡献中国智慧 和力量。 展望未来,征途漫漫。 计划到2035年,以北斗 系统为核心,建设完善更加 泛在、更加融合、更加智能 的国家综合定位导航授时体 系。 习近平总书记指出:“探 索浩瀚宇宙,发展航天事业 ,建设航天强国,是我们不 懈追求的航天梦。”今年是 中国共产党成立100周年, 恰逢中国航天事业创建65周 年。在党中央的亲切关怀和 坚强领导下,中国航天有力 支撑了国防能力提升和国民 经济建设。北斗系统的建设 实践,走出了在区域快速形 成服务能力、逐步扩展为全 球服务的中国特色发展路径 ,丰富了世界卫星导航事业 的发展模式。斗转星移,北 斗前进的脚步没有停止,创 新发展的精神也不会停歇。 北斗系统能否发展壮大 并赢得国内外市场,取决于 用户对北斗卫星导 |