A. 北斗導航衛星 2020 年前後可服務全球，會產生哪些影響
北斗系統將持續提升服務性能，擴展服務功能，增強連續穩定運行能力。2020年年底前，北斗二號系統還將發射1顆地球靜止軌道備份衛星。
北斗三號系統還將發射6顆中圓地球軌道衛星、3顆傾斜地球同步軌道衛星和2顆地球靜止軌道衛星，進一步提升全球基本導航和區域短報文通信服務能力，並實現全球短報文通信、星基增強、國際搜救、精密單點定位等服務能力。
北斗系統將為全球用戶提供服務，空間信號精度將優於0.5米；全球定位精度將優於10米，測速精度優於0.2米/秒，授時精度優於20納秒；亞太地區定位精度將優於5米，測速精度優於0.1米/秒，授時精度優於10納秒，整體性能大幅提升。
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系統運行的安全性
1、健全穩定運行責任體系。完善北斗系統空間段、地面段、用戶段多方聯動的常態化機制，完善衛星自主健康管理和故障處置能力，不斷提高大型星座系統的運行管理保障能力，推動系統穩定運行工作向智能化發展。
2、實現系統服務平穩接續。北斗三號系統向前兼容北斗二號系統，能夠向用戶提供連續、穩定、可靠服務。
3、創新風險防控管理措施。採用衛星在軌、地面備份策略，避免和降低衛星突發在軌故障對系統服務性能的影響；採用地面設施的冗餘設計，著力消除薄弱環節，增強系統可靠性。
B. 什麼是北斗導航系統
北斗導航系統是中國自行研製的全球衛星導航系統，是繼美國GPS系統和俄羅斯GLONASS系統後第三個運行成熟的衛星導航如搏系統。該系統由空間衛星、地面中心站和用戶終端三部分組成，其覆蓋范圍包括中國大陸及沿海、台灣、南沙及其他島礁、日本海、太平洋部分海域和周邊部分地區。
北斗衛星導航系統可為服務區域內的用戶提供全天候、高精度、大范圍的實時定位服務，其定位精度一般為幾十米。若採用差分定位技術，重點地區定位精度可達10 m以內，測速精度優於0.2 m/s，這與美國GPS系統定位水平基本接近。
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北斗導航系統優勢
1、有源定位及無源定位
有源定位指的是在定位過程中接收機向衛星發送位置信息，無源定位接收機無需向衛星發送信息。在有源定位技術下，只要有2顆衛星就能定位，而正常無源定位情況下至少要有4顆衛星才能實現定位。在某些環境惡劣搜星情況不佳的情況下，有源技術的優越性就體現出來了。
2、短報文通信服務
這個是中國獨有的技術，所謂的短報文是指用戶終端與衛星之間能夠通過衛星信號進行雙向的信息傳遞，比較敬尺適合用於緊急情況下的通信。08年汶川大地震的時候，震區唯一的通訊方式就是北斗一代。
3、境內監控
北斗三號系統首創採用了Ka頻段這種測量型的星間鏈路技術。這項技術使所有北斗衛星連成一個大網，每顆星之間可以「通話」，可以測距，一星通、星星通，使衛星定位的精度亮橡高大幅度提高。另外各個衛星的星載原子鍾之間可以同步走，提高了整個導航系統時間同步的精度。
C. 北斗衛星導航系統與美國GPS導航系統的比較優缺點
1、2011年12月27日起，開始向中國及周邊地區提供連續的導航定位和授時服務。北斗導航終端與GPS相比，優勢在於簡訊服務和導航結合，增加了通訊功能；
2、全天候快速定位，極少的通信盲區，精度與GPS相當，而在增強區域也就是亞太地區，甚至會超過GPS；
3、向全世界提供的服務都是免費的，在提供無源定位導航和授時等大信服務時，用戶數量沒有限制，且與GPS兼容；
4、特別適合集團用戶大范圍監控與管理，以及無依託地區數據採集用戶數據傳輸應用；
5、獨特的中心節點式定位處理和指揮型用戶機設計，可同時解決「我在哪？」和「你在哪？」；自主系統，高強度加密設計，安全、可靠、穩定，適合關鍵部門應用。
劣勢
1、北斗一號系統屬於有源定位系統，系統容量有限，定位終端比較復雜。
2、北斗一號系統屬於區域定位系統，目前只能為中國以及周邊地區提供定位服務，且與GPS完善成熟的運營相比，未來處於不斷完善之中.
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北斗衛星導航系統定位原理
35顆衛星在離地面2萬多千米的高空上，以固定的周期環繞地球運行，使得在任意時刻，在地面上的任意一點都可以同跡仿激時觀測到4顆以上的衛星。
由於衛星的位置精確可知，在接收機對衛星觀測中，我們可得到衛星到接收機的距離，利用三維坐標中的距離公式，利用3顆衛星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置（X,Y,Z）。
考慮到衛星的時鍾與接收機時鍾之間的誤差，實際上有4個未知數，X、Y、Z和鍾差，因而需要引入第4顆衛星，形成4個方程式進行求解，從而得到觀測點的經緯度和高程。
事實上，接收機往往可以鎖住4顆以上的衛星，這時，接收機可按衛星的星姿襪座分布分成若干組，每組4顆，然後通過演算法挑選出誤差最小的一組用作定位，從而提高精度。、
衛星定位實施的是「到達時間差」（時延）的概念：利用每一顆衛星的精確位置和連續發送的星上原子鍾生成的導航信息獲得從衛星至接收機的到達時間差。
衛星在空中連續發送帶有時間和位置信息的無線電信號，供接收機接收。由於傳輸的距離因素，接收機接收到信號的時刻要比衛星發送信號的時刻延遲，通常稱之為時延，因此，也可以通過時延來確定距離。
衛星和接收機同時產生同樣的偽隨機碼，一旦兩個碼實現時間同步，接收機便能測定時延；將時延乘上光速，便能得到距離。
每顆衛星上的計算機和導航信息發生器非常精確地了解其軌道位置和系統時間，而全球監測站網保持連續跟蹤衛星的軌道位置和系統時間。
位於地面的主控站與其運控段一起，至少每天一次對每顆衛星注入校正數據。注入數據包括：星座中每顆衛星的軌道位置測定和星上時鍾的校正。這些校正數據是在復雜模型的基礎上算出的，可在幾個星期內保持有效。
衛星導航系統時間是由每顆衛星上原子鍾的銫和銣原子頻標保持的。這些星鍾一般來講精確到世界協調時（UTC）的幾納秒以內，UTC是由美國海軍觀象台的「主鍾」保持的，每台主鍾的穩定性為若干個10^-13秒。
衛星早期採用兩部銫頻標和兩部銣頻標，後來逐步改變為更多地採用銣頻標。通常，在任一指定時間內，每顆衛星上只有一台頻標在工作。
衛星導航原理：衛星至用戶間的距離測量是基於衛星信號的發射時間與到達接收機的時間之差，稱為偽距。為了計算用戶的三維位置和接收機時鍾偏差，偽距測量要求至少接收來自4顆衛星的信號。
由於衛星運行軌道、衛星時鍾存在誤差，大氣對流層、電離層對信號的影響，使得民用的定位精度只有數十米量級。
為提高定位精度，普遍採用差分定位技術（如DGPS、DGNSS），建立地面基準站 (差分台)進行衛星觀測，利用已知的基準站精確坐標，與觀測值進行比較，從而得出一修正數，並對外發布。
接收機收到該修正數後，與自身的觀測值進行比較，消去大部分誤差，得到一個比較准確的位置。實驗表明，利用差分定位技術，定位精度可提高到米級。
系統功能
四大功能
短報文通信：北斗系統用戶終端具有雙向報文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個漢字的短報文信息。
可以達到一次傳送達120個漢字的信息。在遠洋航行中有重要的應用價值。
精密授時：北斗系統具有精密授時功能，可向用戶提供20ns-100ns時間同步精度。
定位精度：水平精度100米（1σ），設立標校站之後為20米（類似差分狀態）。工作頻率：2491.75MHz。
系統容納的最大用戶數：540000戶/小時。
軍用功能
「北斗」衛星導航定位系統的軍事功能與GPS類似，如：運動目標的定位導航；為縮短反應時間的武器載具發射位置的快速定位；人員搜救、水上排雷的定位需求等。
這項功能用在軍事上，意味著可主動進行各級部隊的定位，也就是說大陸各級部隊一旦配備「北斗」衛星導航定位系統，除了可供自身定位導航外，高層指揮部也可隨時通過「北斗」系統掌握部隊位置，並傳遞相關命令，對任務的執行有相當大的助益。
換言之，大陸可利用「北斗」衛星導航定位系統執行部隊指揮與管制及戰場管理。
民用功能
個人位置服務
當你進入不熟悉的地方時，你可以使用裝有北斗衛星導航接收晶元的手機或車載衛星導航裝置找到你要走的路線。
北斗衛星導航系統示意圖
氣象應用
北斗導航衛星氣象應用的開展，可以促進中國天氣分析和數值天氣預報、氣候變化監測和預測，也可以提高空間天氣預警業務水平，提升中國氣象防災減災的能力。
除此之外，北斗導航衛星系統的氣象應用對推動北斗導航衛星創新應用和產業拓展也具有重要的影響。
道路交通管理
衛星導航將有利於減緩交通阻塞，提升道路交通管理水平。通過在車輛上安裝衛星導航接收機和數據發射機，車輛的位置信息就能在幾秒鍾內自動轉發到中心站。這些位置信息可用於道路交通管理。
鐵路智能交通
衛星導航將促進傳統運輸方式實現升級與轉型。例如，在鐵路運輸領域，通過安裝衛星導航終端設備，可極大縮短列車行駛間隔時間，降低運輸成本，有效提高運輸效率。
未來，北斗衛星導航系統將提供高可靠、高精度的定位、測速、授時服務，促進鐵路交通的現代化，實現傳統調度向智能交通管理的轉型。
海運和水運
海運和水運是全世界最廣泛的運輸方式之一，也是衛星導航最早應用的領域之一。在世界各大洋和江河湖泊行駛的各類船舶大多都安裝了衛星導航終端設備，使海上和水路運輸更為高效和安全。
北斗衛星導航系統將在任何天氣條件下，為水上航行船舶提供導航定位和安全保障。同時，北斗衛星導航系統特有的短報文通信功能將支持各種新型服務的開發。
航空運輸
當飛機在機場跑道著陸時，最基本的要求是確保飛機相互間的安全距離。利用衛星導航精確定位與測速的優勢，可實時確定飛機的瞬時位置，有效減小飛機之間的安全距離，甚至在大霧天氣情況下，可以實現自動盲降，極大提高飛行安全和機場運營效率。
通過將北斗衛星導航系統與其他系統的有效結合，將為航空運輸提供更多的安全保障。
應急救援
衛星導航已廣泛用於沙漠、山區、海洋等人煙稀少地區的搜索救援。在發生地震、洪災等重大災害時，救援成功的關鍵在於及時了解災情並迅速到達救援地點。
北斗衛星導航系統除導航定位外，還具備短報文通信功能，通過衛星導航終端設備可及時報告所處位置和受災情況，有效縮短救援搜尋時間，提高搶險救災時效，大大減少人民生命財產損失。
指導放牧
2014年10月，北斗系統開始在青海省牧區試點建設北斗衛星放牧信息化指導系統，主要依靠牧區放牧智能指導系統管理平台、牧民專用北鬥智能終端和牧場數據採集自動站，實現數據信息傳輸，並通過北斗地面站及北斗星群中轉、中繼處理，實現草場牧草、牛羊的動態監控。
2015年夏季，試點牧區的牧民就能使用專用北鬥智能終端設備來指導放牧。
參考資料：網路-北斗衛星導航系統
D. 除了北斗七星之外，我國還有以北斗命名的衛星導航系統，它是怎樣工作的呢
北斗七星為古人提供了基本的導航，而衛星導航系統為今世後代提供了精確的導航服務。名為「北斗」是一種文化遺產，同樣，玉兔、九個個嫦娥一號等，怎麼能讓人羨慕我們的文化，我們的北斗是全球定位系統，北斗是全局光源，所以，我們很自豪地把我們的定位系統命名為響亮的北斗。是英語全球定位系統的縮寫。全球定位系統最初是由美國軍方於1958年提出的一個項目，並於1964年正式投入使用。在早期階段，它只用於軍事用途，後來又用於民用。
所有權不同，衛星作為重要的國家戰略物資，其性質不是一個國家，只是它們不會受到各種限制，除了軍事的重要作用外喚辯，導航在日常生活中的普及也決定了其強大的市場前景，所以戰場的普及程度、發射時間的差異也決定了其強大的市場前景。當然，科研實力輪神的快速發展也決定了當中國的北斗系統全面建立和完善後，其性能必將超過 GPS。畢竟，最初開發的後續工作只是維護，很難做出顛覆性的改變。
E. 北斗導航系統的功能與用途是什麼
北斗導航系統的功能：
一、四大功能：啟讓
1、短報文通信：北斗系統用戶終端具有雙向報文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個漢字的短報文信息。
2、精密授時：北斗系統具有精密授時功能，可向用戶提供20ns-100ns時間同步精度。
3、定位精度：水平精度100米（1σ），設立標校站之後為20米（類似差分狀態）。
4、系統容納的最大用戶數：540000戶/小時。
二、軍用功能
「北斗」衛星導航定位系統的軍事功能與GPS類似，如：運動目標的定位導航；為縮短反應時間的武器載具發射位置的快速定位；世旁蠢人員搜救、水上排雷的定位需求等。
北斗導航系統的用途：
1、個人位置服務
當你進入不熟悉的地方時，你可以使用裝有北斗衛星導航接收晶元的手機或車載衛星導航裝置找到你要走的路線。
2、氣象應用
北斗導航衛星氣象應用的開展，可以促進中國天氣分析和數值天氣預報、氣候變化監測和預測，也可以提高空間天氣預警業務水平，提升中國氣象防災減災的能力。
3、道路交通管理
衛星導航將有利於減緩交通阻塞，提升道路交通管理水平。通過在車輛上安裝衛星導航接收機和數據發射機，車輛的位置信息就能在幾秒鍾內自動轉發到中心站。
4、鐵路智能交通
衛星導航將促進傳統運輸方式實現升級與轉型。
5、海運和水運
北斗衛星導航系統將在任何天氣條件下，為水上航行船舶提供導航定位和安全保障。同時，北斗衛星導航系統特有的短報文通信功能將支持各種新型服務的開發。
6、航空運輸
通過將北斗衛星導航系統與其他系統的有效結合，將為航空運輸提供更多的安全保障。
7、應急救援
北斗衛星導航系統除導航定位外，還具備短報文通信功能，通過衛星導航終端設備可及時報告所處位置和受災情況，有效縮短救援搜尋時間，提高搶險救災時效，大大減少人民生命財產損失。
8、指導放牧
2014年10月，北斗系統開始在青海省牧區試點建設北斗衛星放牧信息化指導系統，主要依靠牧區放牧智能指導系統管理平台、牧民專用北鬥智能終端和牧場數據採集自動站，實現數據信息傳輸，並通過北斗地面站及北斗星群中轉、中繼處理，實現草場牧草、牛羊的動態監控。
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中國北斗衛星已獲聯合國搜陪正式認可
在2014年11月17日至21日的會議上，聯合國負責制定國際海運標準的國際海事組織海上安全委員會，正式將中國的北斗系統納入全球無線電導航系統。
這意味著繼美國的GPS和俄羅斯的「格洛納斯」後，中國的導航系統已成為第三個被聯合國認可的海上衛星導航系統。
F. 北斗系統有哪些令人意想不到的作用
北斗系統的作用還是不斷發掘。作為一個全球定位系統，他的作用是不可估量的。僅在民用方面，可以說我們已經不能離開了。它的作用只受想像力的限制。
11月5日，我國成功發射了第49顆「北斗」導航衛星。很多人可能認為，「北斗」的作用就是導航。其實，「北斗」系統具有實時導航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通信服務五大功能。它不僅已廣泛用於交通運輸、基礎測繪和搜救打撈等領域，還正在金融、通信、電力、工程勘測、精準農業、資源調查、地震監測、公共安全、應急救災、全球搜救和國防建設等許多方面大顯身手。就在剛剛過去的「雙11」活動中，北斗也在智慧物流方面發揮著重要作用。
工程建設的利器
「北斗」系統可為建築、挖掘、路基、規劃設計、物理勘探、石油鑽探和地殼運動監測等許多工程提供高精度定位，因氏備此能大大提高工程建設的生產力，並提升相關活動的精度和效率，比傳統測量方法的效率高3倍以上。
比如，應用該技術已使道路、橋梁的建設精度達到毫米級，大大提高了隧道、地鐵等重要交通基礎設施的測量與建設精度，降低了建設成本。「北斗」技術用於公路邊坡、橋梁變形監測後，由於不受通視條件的限制，因而選點靈活，能根據監測需要，將監測點布設在對變形體的形變比較敏感的特徵點上。
最簡單的例子是：蓋高樓時，用「北斗」終端可隨時測量樓房歪不歪；在洪災來臨時，用「北斗」終端能及時裂判了解水壩是否移動；在挖山洞或地鐵時，用「北斗」終端就不用擔心從雙嚮往中間掘進時出現錯位了，比單向掘進隧道效率提高50%。
助力精細農業增產
導航衛星的精確定位功能可廣泛用於農場規劃、田間測圖、土壤取樣肆核改、拖拉機引導、作物田間檢測和播種速度選擇以及肥料、殺蟲劑和產量檢測系統等。
它能夠提升農葯、除草劑和肥料使用的精度，同時更好地控制化學物質的擴散，從而降低成本、擴大產量，創造環境友好型的新農場，使不同地區、不同條件下的作物增產3%-50%，大大降低農業生產的人力、資金（機器和設備）和原材料（種子、肥料、殺蟲劑、其他化學葯品、燃料、油和電）成本，降低的投入占總成本的1%-50%不等。據估計，衛星導航技術帶動的平均增產可以達到10%，平均成本能夠降低15%。
基於「北斗」的農機作業監管平台，已實現農機遠程管理與精準作業，服務農機設備超過5萬台，精細農業產量提高5%，農機油耗節約10%。
海洋漁業的幫手
漁業是「北斗」衛星導航系統應用最早也最為廣泛的行業之一。安裝了「北斗」用戶機，不僅可以為船隻導航，還可以通過「北斗」獨有的短報文通信技術，報告船隻位置和船上人員的情況。我國已經有約10萬艘出海漁船安裝了「北斗」用戶機。
對漁民來說，「北斗」的短報文功能至少有四大好處。一是與家人聯絡，滿足情感需要。二是與國內市場聯絡，打了什麼魚，有多少斤，可以提前通知預售，提高收入。三是與周邊漁船聯絡，遇險時及時自救和互救。四是有了准確定位，可以避免打魚越境的糾紛。
我國已通過「北斗」先後向漁民發送了數萬次熱帶氣旋等危險氣象信息警報，救助了多艘漁船、漁民、病人等，累計救助1萬餘人，有效避免涉外事件多起，挽回經濟損失上億元。
金融電力的保障
現在，網路已經成為現代金融業的重要基礎。然而，在網路條件下的金融服務體系中，時間的同步是至關重要的，用「北斗」系統提供的精確授時服務可使現代金融體系實現網路時間同步段，保證現代金融系統安全運行，因為全國各金融單位的1秒鍾誤差，就有可能帶來巨額的損失。
電力系統的安全運行也需要在很大的范圍內實現較高精度的時間同步，這樣可實現整個電網高精度的時間同步，實現同步相位測量、運行穩定性判斷、故障定位、高可靠性的電流縱差保護、繼電保護等，從而提高電力網路運行的穩定性、可靠性和安全性。
基於「北斗」衛星導航系統的「北斗電力全網時間同步管理系統」投入使用後，結束了我國電力運行時間完全依賴美國GPS的歷史，有效地保障了我國電力安全和國家安全。
實現防災救災實時調度
在緊急救援上，基於「北斗」系統的導航定位、短報文通信以及位置報告等功能，已實現全國范圍的實時救災指揮調度、應急通信、災情信息快速上報與共享等服務，極大地提高了災害應急救援的快速反應能力和決策能力。
2008年汶川地震時，震區通信中斷。救援部隊通過「北斗」的短報文功能，讓救援部隊和指揮部的聯系保持順暢，從而保證了指揮命令及時下達、災情信息實時上報等整個救災的指揮調度，在決策、搜救、醫療等工作中發揮了關鍵作用。
我國已把「北斗」技術與井下監測技術相結合，實現了對井下瓦斯濃度、風機轉停等關鍵參數的實時監測。我國還將「北斗」引入自動氣象站，增強了自動氣象站適應性。
由於「北斗」可實現全國范圍的無縫覆蓋，具有定位、授時和短報文等功能，所以為森林防火、撲火的指揮調度提供了新的技術，有效解決了火場定位、偵察、引導撲救、後勤保障、損失評估等問題。目前，全國各地森林防火系統已經配備多台套「北斗」用戶機，取得了明顯的經濟和社會效益。
依託大數據實現智慧物流
物聯網是未來社會的發展方向。「北斗」系統可作為物聯網的一個重要組成部分，應用在感知、網路兩個層面。這里我們側重說說「北斗」在智慧物流方面的應用。
比如，北京近年來逐步在物流車輛上安裝「北斗」設備，結合自身的物流大數據，進行了物流智慧管理。通過對車輛速度和路線的實時監控，保障駕駛安全；結合「北斗」衛星導航系統的地理位置數據，進行數據分析和挖掘，定製服務線路，提高物流效率，管控成本，也讓信息更透明。
「互聯網+北斗物流」項目，通過手機貨源APP終端，能讓行進中的空貨車找到離自己最近的貨源。有了這款APP終端，包裹能更加及時地進行運輸，早一天開始運輸，就能早一天送達目的地。
此外，國內電商平台還研製出了「北斗」智能車載終端及人員佩戴式手環設備等北斗產品，並接入物流雲平台進行有效運轉，能實時掌握和調度車輛、人員位置、狀態和載貨信息，為客戶提供最適合的配送方案，並根據需求變化迅速調整。
「只受想像力的限制」
隨著衛星導航接收機的集成微小型化，它可以被嵌入到其他的通信、計算機、安全和消費類電子產品中，使其應用領域更加廣泛。衛星導航系統與消費類電子產品的融合是目前導航系統在社會中最廣泛應用的一種方式，如在MP3、MP4、筆記本電腦、手機和數碼相機等電子產品中集成導航功能，提供一種基於位置的服務。
在今年10月1日天安門廣場的國慶盛大閱兵式上，來自32個裝備方隊的580台車輛，以整齊劃一的行進速度，前後左右一致的車距，給人留下了深刻印象。這背後的「秘密武器」就是「北斗閱兵訓練考核輔助系統」，它可以保障32個方隊整體車速控制在10千米/小時，騎線偏差不超過1厘米，厘米級的定位精度已趕超世界先進水平。同時，該系統也精準助力閱兵訓練，使訓練高質高效。
在科學研究上，「北斗」已用於電離層和中性大氣反演以及氣象學研究，衛星跟蹤地球重力場和大氣探測，以及航天器或地球衛星精密定軌、導航與對接等科學目的，為科學發展服務。
在水利上，基於「北斗」衛星導航系統的水文監測系統已建設完成，實現了多山地域水文測報信息的實時傳輸，大大提高了災情預報的准確性，為制定防洪抗旱調度方案提供重要的保障。
在氣象觀測預報上，一系列氣象測報型「北斗」用戶設備研製成功，提出了實用可行的系統應用解決方案，解決了國家氣象局和各地氣象中心氣象站的數字報文自動傳輸和可視化問題……
「北斗」的用途遠不止如今的車輛導航、手機定位、電子地圖。由於智能產業與時空信息密切相關，能提供位置和時間信息的衛星導航技術必將被用於智能網路、智能感測、智能交通、智能通信、智能物流、智能社區、智能電網等所有智能產業中，並形成各種前所未有的新型商業模式。
有關「北斗」應用的例子舉不勝舉。當它與雲計算等新技術結合時，其應用「只受想像力限制」絕不是一句空話。
（原標題：除了導航，「北斗」還能幹什麼）