从专利视角纵观北斗发展

一、引言伴随着北斗卫星导航系统的建设,产生了大量直接或间接与卫星导航相关的专利。从事北斗导航系统各类型业务的厂商和其他机构通过专利申请和不断拓展专利布局,提升自身参与市场竞争的能力。从专利角度对我国北斗卫星导航系统的发展状况进行分析梳理,可以摸清北斗卫星导航相关技术发展的具体动向、了解拥有重     

充分研究行业需求，大力发展北斗产业——中国卫星践行北斗导航产业的体会与思考

卫星导航定位应用产业已逐步成为一个全球性的高新技术产业。随着我国北斗卫星导航系统的建设和运行,北斗导航产业化渐成规模,但在系统集成、芯片、终端和运营服务等方面与GPS产业和应用相比还存在不少差距。本文介绍了卫星导航系统广阔的应用前景,分析了我国北斗卫星导航领域发展现状、存在的问题及原因,提出了我国北斗卫星导航应用产业发展的建议,最后介绍了中国卫星实施北斗导航产业化的体会与发展思路。     

北斗区域卫星导航系统基本系统建设完成的影响与展望

当下,一提到卫星导航系统,人们就会不由地联想到美国的GPS,它几乎成为导航的代名词。GPS以其高精度的定位服务、精准的授时服务和发达的应用开发,大大拉近了太空与普通人的距离。如今的全球卫星导航市场虽然仍是GPS一家独大,但考虑到国家安全和利益,俄罗斯在加速恢复、欧洲在积极部署自己的全球卫星导航系统——＂格洛纳斯＂和＂伽利略＂,我国的北斗卫星导航系统也是基于这一背景开始组网建设的。从2000年开始组建北斗卫星导航试验系统,到日前第八颗北斗导航卫星的成功入轨,我国北斗卫星导航系统的建设和组网情况进展如何？在导航应用过程中可以发挥怎样的作用？＂北斗＂距离GPS还有多远？如何推动北斗导航事业的发展？记者就此专访了北斗卫星导航系统总设计师孙家栋、中国卫星导航系统专项管理办公室主任冉承其和技术部副主任郭树人。     

导航卫星立法的中国策略

<正>北斗卫星导航定位系统是国家重要的基础设施,也是国际导航系统的重要组成部分。发展独立自主的卫星导航系统,是国家的重大国策。目前,北斗导航系统尚无健全的国家政策和标准。为了推广卫星导航基础设施的和平利用,北斗卫星导航系统要构建独立自主的导航定位与时间系统,又要实现与其他卫星导航系统兼容与互操作,所以,需要尽快制定较完备的卫星导航国内立法与法定的发展战略。     

中继卫星支持航天器实时精密定轨技术研究

通过分析美国跟踪与数据中继卫星系统卫星增强服务,结合我国数据中继卫星系统和北斗卫星导航系统发展现状,总结得到对我国发展数据中继卫星系统卫星增强服务,以实现低轨道航天器实时精密定轨的几点启示:加快建设北斗卫星导航系统全球增强系统;通过冗余提高北斗卫星导航系统全球增强系统可靠性;增加我国数据中继卫星支持广播的能力;建立我国数据中继卫星系统卫星增强服务标准;增加多系统联合定位技术支持;与北斗卫星导航系统D2导航电文配合使用;进行数据中继卫星系统卫星增强服务试验以积累技术经验。     

发射短讯

我国成功发射第8颗北斗导航卫星 2011年4月10日,我国在西昌卫星发射中心用长征一3A运载火箭,成功发射了第8颗北斗导航卫星。这次发射是今年北斗导航系统组网卫星的第一次发射,也是我国“十二五”期间的首次航天发射。4月14日,卫星成功进入预定工作轨道。这次北斗导航卫星的成功发射,标志着北斗区域卫星导航系统的基本系统建设完成,我国自主卫星导航系统建设进入新的发展阶段。     

北斗卫星导航系统在汶川地震中的应用及建议

分析了汶川地震救援对卫星导航定位及应急通信的需求,简要介绍了北斗卫星导航技术、功能及导航卫星特点,总结了北斗卫星导航系统在这次汶川地震中的应用情况,最后提出了建设我国北斗导航卫星系统的建议。     

智能终端北斗定位技术、标准及产业发展状况

北斗卫星导航系统是我国自主研发、独立运行的卫星导航系统,是全球四大卫星导航系统之一,是我国重大空间和信息化基础设施,也是我国国民经济稳定安全运行的重要保障。2015年3月30日,首颗新一代北斗导航卫星成功发射,北斗卫星导航系统由区域运行向全球拓展启动实施。随着北斗区域系统全面商用,北斗全球系统启动实施,推动北斗卫星导航系统的产业化、市场化、规模化应用进入关键阶段。目前,各个导航市场,无论是行业市场还是大众市场,智能终端是最重要的卫星导航应用设备,无论是出货量还     

航海领域卫星导航标准现状分析

北斗卫星导航系统是中国自主建设、独立运行,与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统(GNSS),在国际海事领域有着广泛的应用需求。本文介绍了国内外航海领域卫星导航标准现状,系统分析了国内存在的差距与不足,详细阐述北斗航海领域标准的需求,并就北斗航海领域卫星导航标准的制定以及国外相关标准的引进、消化、吸收提出建议,为北斗航海领域标准化工作的开展提供参考。     

发展北斗导航产业的思考

2012年12月,北斗卫星导航系统正式提供区域服务,掀起了北斗产业发展的热潮,业界称2012年为"北斗导航产业"元年。几年来,伴随北斗卫星导航系统建设,各地卫星导航产业联盟纷纷成立,卫星导航产业基地、产业园不断奠基,上海、重庆、南京更是要建设以北斗导航应用为核心的产业基地。这些举动无疑是看好了卫星导航产业巨大的商机,特别是北斗导航在此市场中的巨大潜力。但是在发展热潮下应     

基于北斗的连续运行卫星定位综合服务平台设计及其应用

面向北斗导航卫星系统的应用,提出建设基于北斗的连续运行卫星定位综合服务平台(BeidouCORS),该平台具有多种工作模式,是北斗导航卫星系统重要的地面应用和有效补充。给出了平台的总体框架结构和通信链路的设计方案,论述了RTK,RTD和PPP等多种服务模式下的系统工作流程,介绍了参考站、控制与数据中心和数据处理算法等关键部分的建设。基于提出的平台建设框架,结合上海区域特点,给出了上海北斗连续运行卫星定位综合服务平台的示范应用,并设想了平台未来的发展和应用前景。     

北斗工程IGSO/MEO/GEO发射轨道设计

随着我国航天事业的蓬勃发展,运载火箭发射要求也呈现多样化。北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统,经历三步跨越式发展,目前已经全面建成。CZ-3A系列火箭承担了北斗工程全部发射任务,该工程对火箭倾斜同步转移轨道（IGTO）、中圆转移轨道（MTO）、地球同步转移轨道（GTO）新类型轨道要求。介绍了该类轨道特点,讨论了火箭发射方案、发射轨道设计及高空风双向补偿方法。实际飞行考核充分证明了发射轨道设计的正确性,设计方法确保了北斗工程全部发射任务取得圆满成功,为北斗工程顺利实施奠定了基础。     

一种无源北斗/惯导闭环组合算法

提出了一种北斗卫星定位系统和惯性导航系统的组合导航无源定位算法。以伪距率为观测量,基于高稳定度用户时钟,结合北斗系统的热备份星,在三星共视下用两级卡尔曼滤波器对惯导进行闭环校正。给出了组合导航系统的构成,以及第一、二级滤波的数学模型。该法能根据收星情况在闭环与开环方式间稳定转换。仿真结果表明,此算法可提高丢星时组合导航系统的滤波定位精度,有效校正惯导的姿态误差角,并以较高的精度估计用户的三维速度。     

基于高轨导航接收机的自动化地面测试系统

高轨卫星导航接收机是实现高轨航天器自主定轨的核心设备。为在地面测试阶段对高轨卫星导航接收机进行充分高效的验证，亟需设计基于高轨卫星导航接收机的地面测试系统。设计了一种基于高轨卫星导航接收机的自动化地面测试系统，主要创新点如下：第一，本系统可对高轨卫星导航接收机实际在轨状态下接收到的导航星座信号进行仿真；第二，具有模拟包含北斗三号等多导航卫星星座信号的功能；第三，本系统充分考虑自动化、通用化与一体化设计。提出的基于高轨卫星导航接收机的自动化地面测试系统能够在地面测试阶段对高轨卫星导航接收机进行充分验证，并充分考虑测试实施，从自动化、通用化、一体化方面提升测试效率，减少人为操作失误导致的质量问题，解决人工判读带来的误判漏判问题。     

融合北斗短报文与CCSDS标准的卫星遥测遥控数据系统设计

随着北斗系统全面建成,北斗短报文在我国卫星测控领域的应用逐渐展开。为了充分利用北斗短报文双向通信功能、保密性好、全球覆盖等特性,参考国际空间数据系统咨询委员会（Consultative Committee for Space Data Systems,CCSDS）的可扩展标记语言的遥测遥控信息交换（XTCE）标准,提出了融合北斗短报文与CCSDS标准的卫星遥测遥控数据系统设计方法。首先,分析了CCSSDS XTCE和北斗短报文的应用现状;其次,考虑到北斗短报文的容量限制,设计优化了卫星遥测遥控数据传输格式和内容;再次,针对北斗短报文传输特性,探讨了加密通信方法;最后,为保证遥测遥控数据传输的正确性与可靠性,设计了数据连续识别和丢包补发方法。结果表明,融合北斗短报文与CCSDS标准的卫星遥测遥控数据系统,可以为提高卫星的设计与科学使用提供参考。     

一种同轨区域集中的北斗卫星自主导航算法

基于北斗三号卫星配置规划,提出了一种同轨区域集中的北斗卫星自主导航算法.利用Ka星间链路指向切换灵活特性与激光链路高速通信特性,并克服激光终端异轨面通信困难,指向切换不便等缺陷,算法设计将轨道面内各卫星采集的Ka双向测距信息利用激光星间链路传入轨道面主卫星中,从而将测距信息集中处理并完成轨道面内各卫星的轨道信息更新.并...     

基于北斗Ka星间链路的地面用户导航方法

针对导航系统L频段信号易受到有意或无意的干扰和欺骗,而导致地面区域性导航服务性能下降甚至失效的问题,提出了一种利用北斗Ka星间链路信号为地面用户提供导航服务的方法。首先,对该方法的可行性进行了研究,并给出了星间链路时分体制下的用户测距模型;然后,提出了基于时钟模型和惯导信息的测距值历元归算方法,并推导了基于北斗星间链路测距值的地面用户实时定位算法;最后,通过数值仿真分析了不同因素对算法性能的影响。仿真结果表明,该方法定位精度可达2.0 m以内,能够在一定程度上弥补L频段导航信号区域性失效带来的缺失。     

星载相控阵GNSS-R测高系统设计与实验

星载GNSS-R测高系统采用多波束相控阵天线和干涉互相关处理方式,接收北斗导航卫星和GPS导航卫星发射的L波段导航直射信号与海面反射信号,进行海面高度探测。详细介绍GNSS-R测高系统设计与实现、集成和外场试验等,外场试验不仅验证了相控阵GNSS-R测高系统功能,更重要的是验证了核心软件算法的正确性。GNSS-R测高系统适用于中尺度海洋现象的观测,可在时间和空间尺度上扩展雷达高度计的观测能力,并与之相互补充,有利于对复杂海面的中尺度结构进行较高时间分辨率的观测。GNSS-R测高仪为星载高精度海面高度探测提供了新型载荷。     

卫星导航和惯性导航与时间和空间的理论

从卫星导航和惯性导航的测速定位机理分析出发讨论了时间和空间理论的有关基本问题。提供了一种卫星导航的原理完备的观测方程形式,包括惯性和非惯性物理效应。着重讨论了洛伦兹一次项的效应,伽里略变换自然进化到洛伦兹变换,“同地性”的相对性自然导致“同时性”的相对性。从卫星导航的单程光（电磁）信号的特点出发讨论了爱因斯坦“往”和“返”双程光信号定义带来的困惑。指出哈勃红移是超低速度和超大距离的狭义相对论效应验证。用爱因斯坦对惯性质量和引力质量等效原理的论述,论证了惯性导航的理论基础和超过 3×10 8m/s的速度测量机理。