北斗一号是有源还是无源？中国北斗卫星导航系统的不足是什么

我国三代“北斗”导航卫星有什么异同?

首先应了解以下几种卫星导航系统，看看北斗一号、二号和三号分别是属于哪一种。至今，卫星导航技术已先后发展了两大类：一类卫星导航系统是采用多普勒测速原理，即利用测量导航信号的多普勒频移来求出距离变化率进行导航定位，但由于这种方式存在不能连续实时导航等一些缺点，所以采用这种原理的卫星导航现已基本没有了。

因为卫星导航系统又可分有源（主动式）和无源（被动式）两种。我国北斗一号卫星导航系统采用有源方式，即用户进行导航定位时要主动向卫星发送信号，北斗二号和北斗三号卫星导航系统采用无源和有源相结合的方式，进行无源卫星导航时，用户只需接收导航卫星信号。美国的“全球定位系统”、俄罗斯的“格洛纳斯”、欧洲的“伽利略”等卫星导航系统都采用无源方式。根据导航卫星的信号覆盖范围，卫星导航系统还可分为区域性卫星导航系统和全球性卫星导航系统，我国的北斗一号、二号卫星导航系统以及日本、印度的卫星导航系统等属于前者，美国、俄罗斯、欧洲和我国的北斗三号卫星导航系统属于后者。

另外，导航卫星还可根据卫星的轨道高度，分成近地轨道、地球中圆轨道、倾斜地球同步轨道和地球静止轨道导航卫星几种。我国北斗一号为地球静止轨道导航卫星，而北斗二号和三号导航星座都由地球中圆轨道导航卫星、倾斜地球同步轨道导航卫星和地球静止轨道导航卫星组成。目前，美国、俄罗斯和欧洲的导航卫星都运行在地球中圆轨道，印度和日本的导航卫星星座均由倾斜地球同步轨道导航卫星和地球静止轨道导航卫星组成。

中国北斗卫星导航系统的不足是什么？

1.由于“北斗一号”定位终端是有源终端，定位过程发射电磁信号，马上暴露了使用者的位置，如果是特种部队、战舰使用，无疑是主动申请敌方“向我开炮！”。而美国的GPS终端是无源的监听者，使用起来十分安全、隐蔽。

而美国的GPS终端是在终端解算定位信息，反应时间只与终端的运算速度相关（毫秒级），即使高亚音速的巡航导弹亦能应用。
3.由于“北斗一号”的定位过程需要地面控制中心与定位终端之间进行通信，受信道限制，同时服务的终端数有限（百台级），战场上的大规模应用成为不可能，试想作战时，数百台战车、数百台战舰、数千官兵同时需要定位服务，光通信排队都要等半天，如何敢用？！而美国的GPS工作原理是无源定位、分散运算，故没有信道瓶颈，军用、民用均没有终端数量的限制。
4.战时“北斗一号”系统极易被阻塞而发挥不到作用。敌方只要把侦测到的定位终端发射信号进行高密度、重复发送，就会造成象无数台定位终端在同时申请服务的假象，阻塞了有限的信道，使真正的定位终端不能工作、或响应减慢。

5.由于“北斗一号”定位终端需要有发射单元，成本高、使用条件受约束大，单兵、单武器应用的可能性低，主要还是车、船载应用。
6.如果战时地面控制站被“硬杀伤”、或被电磁压制、或内部破坏，则全系统“武功全废”。从计算机系统体制结构看，“北斗一号”是主（地面控制中心）-从（定位终端）式体系结构，上述的缺憾是主-从体系结构造成的，该体系结构完全不适用于战争环境，只有分布式体系结构在战争环境才最具生存能力，象INTERNET强调点-点通信能力，INTERNET的工作站在通信层上均是平等的，没有主、从之分。

美国的GPS定位系统也是分布式体系，定位终端独立工作，24颗GPS卫星只起参照系作用，没有控制作用。

北斗导航详细介绍

北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。该系统由四颗（两颗工作卫星、2颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。

美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。四颗导航定位卫星的发射时间分别为：2000年10月31日；2000年12月21日；2003年5月25日，2007年4月14日，第
三.四颗是备用卫星。

2008年北京奥运会期间，它将在交通、场馆安全的定位监控方面，和已有的GPS卫星定位系统一起，发挥“双保险”作用。 北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。 北斗二代卫星定位系统的英文为Compass（即指南针），在ITU登记的无线电频段为L波段。

北斗一号系统的基本功能包括：定位、通信（短消息）和授时。 北斗二代系统的功能与GPS相同，即定位与授时。[编辑本段]系统工作原理 “北斗一号”卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。

另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。 “北斗一号”的覆盖范围是北纬5°一55°，东经70°一140°之间的心脏地区，上大下小，最宽处在北纬35°左右。

其定位精度为水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。工作频率：2491.75MHz。系统能容纳的用户数为每小时540000户。[编辑本段]与GPS系统对比
1.覆盖范围：北斗导航系统是覆盖我国本土的区域导航系统。

覆盖范围东经约70°一140°，北纬5°一55°。GPS是覆盖全球的全天候导航系统。能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗)。
2.卫星数量和轨道特性：北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星颗卫星的赤道角距约60°。

GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星，轨道赤道倾角55°，轨道面赤道角距60°。航卫星为准同步轨道，绕地球一周11小时58分。
3.定位原理：北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。

GPS是被动式伪码单向测距三维导航。由用户设备独立解算自位解算在那里而不是由用户设备完成的。为了弥补这种系统易损性，GPS正在发展星际横向数据链技术，使万一主控站被毁后GPS卫星可以独立运行。

而“北斗一号”系统从原理上排除了这种可能性，一旦中心控制系统受损，系统就不能继续工作了。
4.实时性：“北斗一号”用户的定位申请要送回中心控制系统，中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户，其间要经过地球静止卫星走一个来回，再加上卫星转发，中心控制系统的处理，时间延迟就更长了，因此对于高速运动体，就加大了定位的误差。此外，“北斗一号”卫星导航系统也有一些自身的特点，其具备的短信通讯功能就是GPS所不具备的。

综上所述，北斗导航系统具有卫星数量少、投资小、用户设备简单价廉、能实现一定区域的导航定位、通讯等多用途，可满足当前我国陆、海、空运输导航定位的需求。缺点是不能覆盖两极地区，赤道附近定位精度差，只能二维主动式定位，且需提供用户高程数据，不能满足高动态和保密的军事用户要求，用户数量受一定限制。但最重要的是，“北斗一号”导航系统是我国独立自主建立的卫星导少的初步起步系统。此外，该系统并不排斥国内民用市场对GPS的广泛使用。

相反，在此基础上还将建立中国的GPS广域差分系统。可以使受SA干扰的GPS民用码接收机的定位精度由百米级修正到数米级，可以更好的促进GPS在民间的利用。当然，我们也需要认识到，随着我军高技术武器的不断发展，对导航定位的信息支持要求越来越高。

[编辑本段]双星定位不同于“多星”定位 “一代‘北斗’只用双星定位，比GPS等投资小、建成快，”范本尧说这是我国国情决定的，也对一代“北斗”的技术路线提出了特殊的要求，“所以我们的定位系统具有自己的特点。” 美国的GPS和俄罗斯的GLONASS，都是使用24颗卫星（GPS还另有3颗备份卫星，GLONASS则因经费问题损失了几颗卫星）组成网络。这些卫星不中断地向地面站发回精确的时间和它们的位置。GPS接收器利用GPS卫星发送的信号确定卫星在太空中的位置，并根据无线电波传送的时间来计算它们间的距离。

等计算出至少3～4颗卫星的相对位置后，GPS接收器就可以用三角学来算出自己的位置。每个GPS卫星都有4个高精度的原子钟，同时还有一个实时更新的数据库，记载着其他卫星的现在位置和运行轨迹。当GPS接收器确定了一个卫星的位置时，它可以下载其他所有卫星的位置信息，这有助于它更快地得到所需的其他卫星的信息。

“1983年，‘两弹一星’功勋奖章获得者陈芳允院士和合作者提出利用两颗同步定点卫星进行定位导航的设想，经过分析和初步实地试验，证明效果良好，”中国计量科学研究院的黄秉英研究员说，这一系统被称为“双星定位系统”。 一代“北斗”采用的基本技术路线最初来自于陈芳允先生的“双星定位”设想，正式立项是在1994年。北斗卫星导航系统由空间卫星、地面控制中心站和用户终端等3部分即可完成定位。一代“北斗”与GPS系统不同，对所有用户位置�。