壹、北鬥壹代介紹
“北鬥”衛星導航試驗系統（也稱“雙星定位導航系統”）為我國“九五”期間的列項，其工程代號取名為“北鬥壹號”，其方案於1983年提出。2003年5月25日零時34分，我國在西昌衛星發射中心用“長征三號甲”運載火箭（圖2-3），成功地將第三顆“北鬥壹號”衛星送入太空。前兩顆衛星分別於2000年10月31日和12月21日發射升空，運行至今導航定位系統工作穩定，狀態良好。這次發射的是導航定位系統的備份星，它與前兩顆“北鬥壹號”工作星組成了完整的衛星導航定位系統，確保全天候、全天時提供衛星導航信息。這標誌著我國成為繼美國GPS和俄羅斯的GLONASS後，第三個在世界上建立了完善的衛星導航系統的國家，該系統的建立對我國國防和經濟建設將起到積極作用。2007年2月3日，“北鬥壹號”第四顆衛星發射成功，不僅作為早期三顆衛星的備份，同時還將完成衛星導航定位系統的相關試驗。目前，已組成了完整的衛星導航定位系統，確保全天候、全天時提供衛星導航服務。
圖2-3 北鬥衛星發射現場
“北鬥壹號”是利用地球同步衛星為用戶提供快速定位、簡短數字報文通信和授時服務的壹種全天候、區域性的衛星定位系統。系統由兩顆地球靜止衛星（80°E和140°E）、壹顆在軌備份衛星（110.50°E）、中心控制系統、標校系統和各類用戶機等部分組成。其工作頻率為2491.75MHz，系統能容納的用戶數為每小時540000戶。具有衛星數量少、投資小、用戶設備簡單價廉、能實現壹定區域的導航定位、通訊等多種用途，可滿足當前我國陸、海、空運輸導航定位的需求。
“北鬥壹號”就性能來說，和美國GPS相比差距甚大。第壹，覆蓋範圍也不過是初步具備了我國周邊地區的定位能力，與GPS的全球定位相差甚遠。第二，定位精度低，定位精度最高20m，而GPS可以到10m 以內。第三，由於采用衛星無線電測定體制，用戶終端機工作時要發送無線電信號，會被敵方無線電偵測設備發現，不適合軍用。第四，無法在高速移動平臺上使用，這限制了它在航空和陸地運輸上的應用。但最重要的是，“北鬥壹號”是我國獨立自主建立的衛星導航系統，它的研制成功標誌著我國打破了美、俄在此領域的壟斷地位，解決了中國自主衛星導航系統的有無問題。它是壹個成功的、實用的、投資很少的初步起步系統。此外，該系統並不排斥國內民用市場對GPS的廣泛使用。以“北鬥”導航試驗系統為基礎，我國開始逐步實施“北鬥”衛星導航系統的建設，首先滿足中國及其周邊地區的導航定位需求，並進行系統的組網和測試，逐步擴展為全球衛星導航定位系統。
二、發展過程
2000年10月31日，中國自行研制的第壹顆導航定位衛星“北鬥導航試驗衛星”在西昌衛星發射中心發射成功。這顆衛星采用的是“長征三號甲”運載火箭。該衛星已圓滿結束任務。
2000年12月21日，20世紀中國航天最後壹次發射獲得圓滿成功。中國航天人以全年5戰5捷的優異成績向20世紀道別。
2000年12月21日0時20分，我國自行研制的第二顆“北鬥導航試驗衛星”，在西昌衛星發射中心用“長征三號甲”火箭發射升空，並準確進入預定軌道。它與同年10月31日發射的第壹顆“北鬥導航試驗衛星”壹起，構成了“北鬥導航系統”。這標誌著將擁有自主研制的第壹代衛星導航定位系統。“北鬥導航試驗衛星”和“長征三號甲”運載火箭，由航天科技集團所屬空間技術研究院和運載火箭技術研究院研制。這次發射是我國長征系列運載火箭第六十四次飛行，也是自1996年10月以來，我國航天發射連續第二十二次獲得成功。
2003年5月25日，我國在西昌衛星發射中心用長征3A 運載火箭，成功地將第三顆北鬥導航定位衛星送入太空。這標誌著我國已自主建立了完善的衛星導航系統，對我國國民經濟建設將起到積極作用。
2007年2月3日零時28分，我國在西昌衛星發射中心用“長征三號甲”運載火箭，成功將北鬥導航試驗衛星送入太空。該北鬥導航試驗衛星在西昌衛星發射中心發射升空後，因太陽帆板展開時發生故障，造成衛星不能正常運行。
2007年4月11日，經過航天科研人員60天的鏖戰，2月3日發射升空的北鬥導航試驗衛星故障已被排除，衛星運行姿態良好，星上儀器工作正常，已轉入在軌長期管理。
三、自身特點
（壹）基本特點
1）“北鬥”具有定位和通信雙重作用，具備的短信通訊功能，這是GPS所不具備的。
2）“北鬥”定位精度20m 左右。
3）目前“北鬥”終端價格已經趨於GPS終端價格。
4）采用接收終端不需鋪設地面基站。
5）災難中心的船只壹秒鐘就可以發出信息。
（二）優勢介紹
1）覆蓋範圍：北鬥衛星導航系統是覆蓋中國本土的區域導航系統。覆蓋範圍東經約70°～140°，北緯5°～55°。GPS是覆蓋全球的全天候導航系統。能夠確保地球上任何地點、任何時間能同時觀測到6～9顆衛星（實際上最多能觀測到11顆）。
2）衛星數量和軌道特性：北鬥衛星導航系統是在地球赤道平面上設置2 顆地球同步衛星，兩顆衛星間的赤道角距約60°。GPS是在6個軌道平面上設置24顆衛星，軌道赤道傾角55°，軌道面赤道角距60°。導航衛星為準同步軌道，繞地球壹周11小時58分。
3）定位精度：北鬥衛星導航系統三維定位精度約幾十米，授時精度約100ns。GPS三維定位精度P碼精度目前已由16m提高到6m,C/A碼精度目前已由25～100m提高到12m，授時精度目前約20ns。
4）用戶容量：北鬥衛星導航系統由於是主動雙向測距的詢問－應答系統，用戶設備與地球同步衛星之間不僅要接收地面中心控制系統的詢問信號，還要求用戶設備向同步衛星發射應答信號，這樣，系統的用戶容量取決於用戶允許的信道阻塞率、詢問信號速率和用戶的響應頻率。因此，北鬥衛星導航系統的用戶設備容量是有限的。GPS是單向測距系統，用戶設備只要接收導航衛星發出的導航電文即可進行測距定位，因此GPS的用戶設備容量是無限的。
5）生存能力：和所有導航定位衛星系統壹樣，“北鬥壹號”基於中心控制系統和衛星的工作，但是“北鬥壹號”對中心控制系統的依賴性明顯要大很多，因為定位解算在哪裏而不是由用戶設備完成的。為了彌補這種系統易損性，GPS正在發展星際橫向數據鏈技術，使萬壹主控站被毀後GPS衛星可以獨立運行。而“北鬥壹號”系統從原理上排除了這種可能性，壹旦中心控制系統受損，系統就不能繼續工作了。
6）實時性：“北鬥壹號”用戶的定位申請要送回中心控制系統，中心控制系統解算出用戶的三維位置數據之後再發回用戶，其間要經過地球靜止衛星走壹個來回，再加上衛星轉發，中心控制系統的處理，時間延遲就更長了，因此對於高速運動體，就加大了定位的誤差。