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北斗一号系统(以下简称北斗系统)是我国自主研制的第一代区域性卫星导航通信系统，自2003年5月北斗一号系统备份卫星顺利升空入轨后，该系统也正式向民用用户开放。尽管北斗系统受自身局限性影响使得它在民用领域的应用发展比较缓慢，但它毕竟是我国自主拥有的第一代卫星导航通信系统。
系统应用优势
北斗系统本身的技术特点使得其在行业应用方面具备一定优势，但同时也成为制约其在行业应用推广方面的因素。
快速定位：北斗系统提供的定位功能是以主从请求响应模式进行的，即用户首先使用北斗用户机发出定位请求，北斗卫星地面控制中心在接收到用户请求后对用户机位置进行计算，然后再通过卫星转发到用户机。尽管系统的定位服务流程复杂，但系统的响应时间非常快，从用户机发出请求到其接收到定位结果通常在一秒之内。这一技术特点，使得系统非常适合某些行业用户对移动目标进行实时监控的需要。
双向短信通信：北斗系统的快速短信通信功能与其快速定位功能基本相似，也采用主从请求响应模式，用户首先使用用户机发起通信请求(含通信电文内容)，地面控制中心在完成必要的鉴权后对通信报文进行转发处理。系统响应时间非常快，通常用户机以点对点方式完成电文通信仅需要一秒左右的时间。此外，北斗系统提供的通信功能是双向的，用户机既可以发送短信也可以接收短信。双向短信通信功能非常适合行业用户对短数据业务的应用。
多用户并发处理：北斗系统采用码分多址的调制工作方式，系统支持在同一时间段内多个用户并发服务申请，即多个用户可以在同一时刻发起服务申请并获得系统响应。这一系统特点非常适合某些特殊行业用户对数据集中并发的要求，例如对水情或气象自动数据采集控制系统，其设定的的定时报通常是在整点时刻集中统一发送信息，届时将有多个用户同时发送数据。
集中信息处理：北斗系统的服务模式为主从请求响应模式，这使得无论是用户的定位申请还是通信服务申请都会首先汇集到北斗卫星地面控制中心，由系统控制中心进行集中信息处理，这意味着前端用户的位置信息以及通信电文全都汇集到系统控制中心。利用该特点，用户监控中心只需要建立与系统控制中心之间的通信链路，就可以直接获取前端用户的所有信息，而不需要经过卫星转发接收，不仅节约了系统卫星资源，也缩短了信息转发的延时。
全天候工作：北斗系统的前端用户机采用L、S波段作为其发射和接收工作波段，而北斗卫星地面控制中心采用C波段作为其发射和接收工作波段，整个系统的工作完全不会遭受那些工作在Ku波段卫星系统经历的因雨雪天气所带来的雨衰影响，确保系统全天候工作。雨衰特性对某些卫星通信系统的影响，在诸如水利水电部门的卫星水情自动测报系统中是不可忍受的，在强降雨情况下，对水文数据的搜集处理往往是最关键的。
系统应用局限性
北斗系统在民用领域的应用发展比较缓慢，受到其自身局限性的影响。
用户容量及服务限制：北斗系统实际上一个卫星通信系统，其服务模式为主从请求响应方式，这就使得该系统的用户容量必然受系统处理能力、卫星信息传输带宽的限制，从而制约了用户数量的发展规模，不可能无限制地发展。与此同时，由于系统资源是有限的，为了保证所有用户都能公平地享受系统服务，系统不得不对每个用户的等级对其服务时间间隔做出限制。
覆盖区域限制：北斗系统建设之初本身就定位于区域性卫星导航通信系统，它的覆盖区域是有限的，仅仅局限于亚洲的大部分地区而不是全球范围，这就使得它的服务区域是有限的，无法满足一些跨洲际范围活动用户的应用需要。
可用性及定位精度受限：北斗系统的所有卫星全部采用地球同步轨道，而利用北斗系统进行定位必须同时可视东、西两颗工作卫星。由于卫星轨道视角特定有限，并且可利用的的卫星数量也非常有限，这就使得利用系统进行定位受地物和地理环境因素的限制，一旦其中一颗卫星视线受阻就无法保证系统定位功能的实现，导致系统可用性降低。此外，由于卫星轨道平面单一和卫星数量有限，也使得系统的定位精度无法提高。
用户机设备昂贵：北斗系统本身实际就是一个卫星通信系统，因此，作为系统用户终端设备的北斗用户机实际上也就是一个卫星终端收发信机。因此，北斗用户机不可能象GPs接收机那样仅仅是一个广播接收机，同时还是一部卫星发射机，这就使其设备成本相当高，市场上普通北斗用户机的价格需要两万多人民币。近些年来北斗系统未能大规模应用，这使得北斗用户机的生产无法真正形成规模化和产业化，这也使得用户机的价格居高不下。北斗用户机的高昂价格不仅限制了北斗系统的应用领域，同时也限制了用户群的范围。
系统应用发展趋势
北斗系统在民用应用推广过程中经历了很多风风雨雨，经过业内多年不懈努力，它已经在林业防火、车船及飞机监控、自动数据采集监控、越野探险等领域成功地建立示范应用项目，并且用户群体也在逐渐扩大。在林业防火方面，无论是地方部门还是武警森林部队对北斗系统的成功应用，都为其在该领域的大规模推广和应用奠定了良好基础，不久将获得相关部门的大规模应用；在车船监控领域，不仅北斗系统应用于渔船监控管理得到相关部门的认可，将其应用于特种车辆尤其是危险品车辆长途运输监控也得到行业用户的认可，可以预计北斗系统在该领域获得大面积应用为期不远在自动数据采集监控领域，不仅北斗系统被相关部委列为优先选择的卫星通信系统，很多在建和即将建设的自动数据采集系统都已采纳其作为主用或备用通信系统，系统应用将稳步持续发展；在其他领域，北斗系统作为救生应急手段和工具的重要性，也为更多的用户和部门认同和接受。北斗系统的民用应用除在上述领域内逐步发展和扩大外，北斗授时功能应用以及北斗三星无源定位技术的应用，将会极大的推进北斗系统在民用领域的应用。因为，北斗授时应用以及北斗三星无源定位技术应用突破了先前北斗系统应用的某些局限性，使得应用用户的规模不受限制，并提升了系统的某些功能。
关于卫星授时应用
卫星授时精度高、成本低、覆盖范围广，已广泛应用于通信、电力、交通、宇航、广播电视、计算机网络及军事应用等诸多领域，前景十分广阔。目前我国在涉及国民经济命脉的通信、电力等基础行业领域使用的是美国的GPS，卫星授时定时产品以单GPS产品为主，仅有少量的国产GPS／GLONASS双系统产品、GPS／GLONASS／北斗三系统产品和单北斗产品。GPS受美国军方控制，而且具有波束控制能力，能够在美国觉得其国家安全或其它方面受到威胁时，使敌对方上空收不到GPS卫星信号，因此即使是民用也有一定的风险。北斗系统支持单向定时方式，即广播方式，北斗授时用户量是不受限制的，完全可以满足民用的需求。此外北斗一号系统的安全性，发播信号及信息的可用度和可靠性指标也完全能够达到民用要求的最高水平。随着北斗系统的推广应用，专用芯片会在市场上出现，成本和价格都会下降，达到和G?S定时接收机价格大致相当的水平。总的来说，北斗系统在民用授时应用领域和6PS相比具有很强的竞争力，完全可以替代GPS。可以预见，在不久的将来北斗系统在民用授时领域的应用和发展将进入一个快速增长期和爆发期。
三星无源定位技术应用
北斗三星无源定位技术是基于北斗系统已有的卫星资源，通过接收三颗地球同步轨道卫星播发的广播信号，从信号中解析卫星星历及电离层、对流层参数，可以确定用户到三颗卫星的伪距，并通过已知的接收机高程数据(测高仪或数字高程图)，可以进一步解算出用户所在位置数据。采用北斗三星无源定位技术，用户机将工作在卫星广播接收模式，在本地进行定位解算而不需要向北斗卫星地面控制站发送定位请求，完全克服有源定位的服务资源有限的缺陷，用户数量可以是无限的。此外，由于是在本地进行位置解算，其位置输出刷新频率将会有很大提高，同时可以输出速度、航向等信息，与GPS功能完全相似。尽管北斗三星无源技术存在卫星数量有限的因素使得定位精度(100米左右)及可用性仍无法与G?S相媲美，但它相对于北斗有源定位来说有了长足进步，将其应用于一些对于定位精度要求不太高的用户是完全可以的，例如海上船舶、飞机以及部分陆上导航用户等。北斗三星无源定位技术的应用将使得北斗系统在民用领域的应用和推广产生质的飞跃，大大延伸和拓展北斗系统在各行业应用的范围和用户群。
可以预见，尽管北斗系统应用推广的道路充满了坎坷，但我们相信，北斗系统作为我国自主建立的并拥有完全知识产权的第一代区域卫星导航通信系统，在经历风雨之后总会见到阳光。
编辑／陶勇
系统应用优势
北斗系统本身的技术特点使得其在行业应用方面具备一定优势，但同时也成为制约其在行业应用推广方面的因素。
快速定位：北斗系统提供的定位功能是以主从请求响应模式进行的，即用户首先使用北斗用户机发出定位请求，北斗卫星地面控制中心在接收到用户请求后对用户机位置进行计算，然后再通过卫星转发到用户机。尽管系统的定位服务流程复杂，但系统的响应时间非常快，从用户机发出请求到其接收到定位结果通常在一秒之内。这一技术特点，使得系统非常适合某些行业用户对移动目标进行实时监控的需要。
双向短信通信：北斗系统的快速短信通信功能与其快速定位功能基本相似，也采用主从请求响应模式，用户首先使用用户机发起通信请求(含通信电文内容)，地面控制中心在完成必要的鉴权后对通信报文进行转发处理。系统响应时间非常快，通常用户机以点对点方式完成电文通信仅需要一秒左右的时间。此外，北斗系统提供的通信功能是双向的，用户机既可以发送短信也可以接收短信。双向短信通信功能非常适合行业用户对短数据业务的应用。
多用户并发处理：北斗系统采用码分多址的调制工作方式，系统支持在同一时间段内多个用户并发服务申请，即多个用户可以在同一时刻发起服务申请并获得系统响应。这一系统特点非常适合某些特殊行业用户对数据集中并发的要求，例如对水情或气象自动数据采集控制系统，其设定的的定时报通常是在整点时刻集中统一发送信息，届时将有多个用户同时发送数据。
集中信息处理：北斗系统的服务模式为主从请求响应模式，这使得无论是用户的定位申请还是通信服务申请都会首先汇集到北斗卫星地面控制中心，由系统控制中心进行集中信息处理，这意味着前端用户的位置信息以及通信电文全都汇集到系统控制中心。利用该特点，用户监控中心只需要建立与系统控制中心之间的通信链路，就可以直接获取前端用户的所有信息，而不需要经过卫星转发接收，不仅节约了系统卫星资源，也缩短了信息转发的延时。
全天候工作：北斗系统的前端用户机采用L、S波段作为其发射和接收工作波段，而北斗卫星地面控制中心采用C波段作为其发射和接收工作波段，整个系统的工作完全不会遭受那些工作在Ku波段卫星系统经历的因雨雪天气所带来的雨衰影响，确保系统全天候工作。雨衰特性对某些卫星通信系统的影响，在诸如水利水电部门的卫星水情自动测报系统中是不可忍受的，在强降雨情况下，对水文数据的搜集处理往往是最关键的。
系统应用局限性
北斗系统在民用领域的应用发展比较缓慢，受到其自身局限性的影响。
用户容量及服务限制：北斗系统实际上一个卫星通信系统，其服务模式为主从请求响应方式，这就使得该系统的用户容量必然受系统处理能力、卫星信息传输带宽的限制，从而制约了用户数量的发展规模，不可能无限制地发展。与此同时，由于系统资源是有限的，为了保证所有用户都能公平地享受系统服务，系统不得不对每个用户的等级对其服务时间间隔做出限制。
覆盖区域限制：北斗系统建设之初本身就定位于区域性卫星导航通信系统，它的覆盖区域是有限的，仅仅局限于亚洲的大部分地区而不是全球范围，这就使得它的服务区域是有限的，无法满足一些跨洲际范围活动用户的应用需要。
可用性及定位精度受限：北斗系统的所有卫星全部采用地球同步轨道，而利用北斗系统进行定位必须同时可视东、西两颗工作卫星。由于卫星轨道视角特定有限，并且可利用的的卫星数量也非常有限，这就使得利用系统进行定位受地物和地理环境因素的限制，一旦其中一颗卫星视线受阻就无法保证系统定位功能的实现，导致系统可用性降低。此外，由于卫星轨道平面单一和卫星数量有限，也使得系统的定位精度无法提高。
用户机设备昂贵：北斗系统本身实际就是一个卫星通信系统，因此，作为系统用户终端设备的北斗用户机实际上也就是一个卫星终端收发信机。因此，北斗用户机不可能象GPs接收机那样仅仅是一个广播接收机，同时还是一部卫星发射机，这就使其设备成本相当高，市场上普通北斗用户机的价格需要两万多人民币。近些年来北斗系统未能大规模应用，这使得北斗用户机的生产无法真正形成规模化和产业化，这也使得用户机的价格居高不下。北斗用户机的高昂价格不仅限制了北斗系统的应用领域，同时也限制了用户群的范围。
系统应用发展趋势
北斗系统在民用应用推广过程中经历了很多风风雨雨，经过业内多年不懈努力，它已经在林业防火、车船及飞机监控、自动数据采集监控、越野探险等领域成功地建立示范应用项目，并且用户群体也在逐渐扩大。在林业防火方面，无论是地方部门还是武警森林部队对北斗系统的成功应用，都为其在该领域的大规模推广和应用奠定了良好基础，不久将获得相关部门的大规模应用；在车船监控领域，不仅北斗系统应用于渔船监控管理得到相关部门的认可，将其应用于特种车辆尤其是危险品车辆长途运输监控也得到行业用户的认可，可以预计北斗系统在该领域获得大面积应用为期不远在自动数据采集监控领域，不仅北斗系统被相关部委列为优先选择的卫星通信系统，很多在建和即将建设的自动数据采集系统都已采纳其作为主用或备用通信系统，系统应用将稳步持续发展；在其他领域，北斗系统作为救生应急手段和工具的重要性，也为更多的用户和部门认同和接受。北斗系统的民用应用除在上述领域内逐步发展和扩大外，北斗授时功能应用以及北斗三星无源定位技术的应用，将会极大的推进北斗系统在民用领域的应用。因为，北斗授时应用以及北斗三星无源定位技术应用突破了先前北斗系统应用的某些局限性，使得应用用户的规模不受限制，并提升了系统的某些功能。
关于卫星授时应用
卫星授时精度高、成本低、覆盖范围广，已广泛应用于通信、电力、交通、宇航、广播电视、计算机网络及军事应用等诸多领域，前景十分广阔。目前我国在涉及国民经济命脉的通信、电力等基础行业领域使用的是美国的GPS，卫星授时定时产品以单GPS产品为主，仅有少量的国产GPS／GLONASS双系统产品、GPS／GLONASS／北斗三系统产品和单北斗产品。GPS受美国军方控制，而且具有波束控制能力，能够在美国觉得其国家安全或其它方面受到威胁时，使敌对方上空收不到GPS卫星信号，因此即使是民用也有一定的风险。北斗系统支持单向定时方式，即广播方式，北斗授时用户量是不受限制的，完全可以满足民用的需求。此外北斗一号系统的安全性，发播信号及信息的可用度和可靠性指标也完全能够达到民用要求的最高水平。随着北斗系统的推广应用，专用芯片会在市场上出现，成本和价格都会下降，达到和G?S定时接收机价格大致相当的水平。总的来说，北斗系统在民用授时应用领域和6PS相比具有很强的竞争力，完全可以替代GPS。可以预见，在不久的将来北斗系统在民用授时领域的应用和发展将进入一个快速增长期和爆发期。
三星无源定位技术应用
北斗三星无源定位技术是基于北斗系统已有的卫星资源，通过接收三颗地球同步轨道卫星播发的广播信号，从信号中解析卫星星历及电离层、对流层参数，可以确定用户到三颗卫星的伪距，并通过已知的接收机高程数据(测高仪或数字高程图)，可以进一步解算出用户所在位置数据。采用北斗三星无源定位技术，用户机将工作在卫星广播接收模式，在本地进行定位解算而不需要向北斗卫星地面控制站发送定位请求，完全克服有源定位的服务资源有限的缺陷，用户数量可以是无限的。此外，由于是在本地进行位置解算，其位置输出刷新频率将会有很大提高，同时可以输出速度、航向等信息，与GPS功能完全相似。尽管北斗三星无源技术存在卫星数量有限的因素使得定位精度(100米左右)及可用性仍无法与G?S相媲美，但它相对于北斗有源定位来说有了长足进步，将其应用于一些对于定位精度要求不太高的用户是完全可以的，例如海上船舶、飞机以及部分陆上导航用户等。北斗三星无源定位技术的应用将使得北斗系统在民用领域的应用和推广产生质的飞跃，大大延伸和拓展北斗系统在各行业应用的范围和用户群。
可以预见，尽管北斗系统应用推广的道路充满了坎坷，但我们相信，北斗系统作为我国自主建立的并拥有完全知识产权的第一代区域卫星导航通信系统，在经历风雨之后总会见到阳光。
编辑／陶勇