GPS/GNSS原理与应用(第3版)
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1.6 北斗系统

北斗系统是集多种服务于一体的多功能卫星导航系统。到2020年计划完成时,北斗系统将为全球用户提供PVT服务。它提供的UTC形式可以追溯到中国科学院国家授时中心(NTSC),即UTC(NTSC)。此外,它还将为中国和周边地区的用户提供精度优于1m的广域差分服务和短消息服务(SMS)。这些服务可以划分为如下3类[4, 5]

1. 无线电导航卫星服务(RNSS):RNSS包括所有GNSS星座提供的基本导航服务,即PVT。类似于其他GNSS星座,北斗系统使用多个频率的信号提供两个用户服务:免费向全球用户提供的开放服务,只为授权用户提供的授权服务。

2. RDSS:在所有GNSS星座中,RDSS是北斗系统提供的独特服务。这些服务包括快速定位、短报文,以及通过GEO卫星为中国和周边地区的用户提供精确授时服务。这是北斗系统部署阶段1即BD-1提供的唯一服务类型。随着系统继续向FOC发展,该功能已被合并到北斗系统中。随着更多在轨GEO卫星的部署,与北斗阶段1的两颗GEO卫星提供的服务相比,RDSS服务性能得到了进一步改善。由于北斗系统的 RNSS能够提供更好的被动式定位和授时性能,因此短报文是RDSS服务家族中目前最有用的功能,并且被广泛用在用户通信和位置报告应用中。从RDSS服务的角度来看,北斗系统实际上是一个带有短报文服务的卫星通信系统。使用RDSS服务时,用户需要用户标识号,因此RDSS服务属于授权服务类别。

3. 广域差分服务:其他GNSS系统的增强系统(见第12章)是独立于其基本系统构建的。例如,部署GPS后,美国开发了一个独立的增强系统——广域增强系统(WAAS),以满足民用航空工业的需求。北斗星座中的多颗GEO卫星使得组合基本服务与增强服务来进行集成设计成为可能。作为重要的北斗服务之一,空基增强系统是在北斗系统的发展过程中与基本系统并行设计和开发的。

北斗全球系统部署35颗卫星(5颗GEO卫星、3颗倾斜GEO卫星和27颗MEO卫星),计划在2020年前后完成[6]。图1.6和图1.7分别显示了北斗GEO卫星和IGSO/MEO卫星。

图1.6 北斗GEO卫星[6]

图1.7 北斗IGSO/MEO卫星[6]