20世紀(jì)80年代初，中國開始積極探索適合國情的 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2000年建成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)。2012年12月，完成北斗二號一期工程，正式向亞太地區(qū)提供服務(wù)。2020年左右，將完成北斗全球系統(tǒng)的布設(shè)部署，向全球提供定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)。

 

　　（2）“三步走”發(fā)展策略

 

　　按照“質(zhì)量、安全、應(yīng)用、效益”的總要求，堅持“自主、開放、兼容、漸進(jìn)”的發(fā)展原則，遵循“先區(qū)域、后全球”、“先有源、后無源”的總體思路，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正在按照“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略穩(wěn)步推進(jìn)。具體發(fā)展步驟如下:

 

　　第一步,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)（1994-2003）,形成區(qū)域有源服務(wù)能力。1994年，中國啟動北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)建設(shè)；2000 年相繼發(fā)射 2 顆北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星，建成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng),成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家；2003 年發(fā)射第 3 顆北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星，進(jìn)一 步增強(qiáng)了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)性能。

 

　　第二步,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（2004-2012），形成區(qū)域無源服務(wù)能力。2004 年中國啟動北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程建設(shè)，2012年底完成5顆GEO衛(wèi)星、5顆IGSO衛(wèi)星和4顆MEO 衛(wèi)星組網(wǎng),具備區(qū)域服務(wù)能力。

 

　　第三步,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（2013-2020），形成全球無源服務(wù)能力。2014-15 年開始，繼續(xù)開展后續(xù)組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射，提升區(qū)域服務(wù)性能,并向全球擴(kuò)展。到 2020 年左右，共將發(fā)射約 40 顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，完成覆蓋全球的系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)。

 

　　（4）發(fā)展的時間過程與部署

 

　　◆ 早期研究：

 

　　1970年代，中國開始研究衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)和方案，但之后這項名為“燈塔”的研究計劃被取消。

 

　　◆試驗系統(tǒng)

 

　　1983年，中國航天專家陳芳允 <http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%99%88%E8%8A%B3%E5%85%81>提出使用兩顆靜止軌道 <http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%9D%9C%E6%AD%A2%E8%BB%8C%E9%81%93>衛(wèi)星實現(xiàn)區(qū)域性的導(dǎo)航功能，1989年，中國使用通信衛(wèi)星 <http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%80%9A%E4%BF%A1%E5%8D%AB%E6%98%9F>進(jìn)行試驗，驗證了其可行性，之后的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng) <http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8C%97%E6%96%97%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%AF%BC%E8%88%AA%E8%AF%95%E9%AA%8C%E7%B3%BB%E7%BB%9F>即基于此方案。

 

　　1994年，中國正式開始北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng) <http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8C%97%E6%96%97%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%AF%BC%E8%88%AA%E8%AF%95%E9%AA%8C%E7%B3%BB%E7%BB%9F>（北斗一號）的研制，并在2000年發(fā)射了兩顆靜止軌道衛(wèi)星，區(qū)域性的導(dǎo)航功能得以實現(xiàn)。2003年又發(fā)射了一顆備份衛(wèi)星，完成了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)的組建。由于該系統(tǒng)是只利用赤道上空的兩個衛(wèi)星采用實現(xiàn)的有源定位，雖然該系統(tǒng)成本投入較低，但是系統(tǒng)在定位精度、用戶容量、定位的頻度、隱蔽性等方面均受到限制。另外該系統(tǒng)無測速功能，不能用于精確制導(dǎo)武器 <http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%B2%BE%E7%A1%AE%E5%88%B6%E5%AF%BC%E6%AD%A6%E5%99%A8>，用戶自身無法定位，只能由中心計算完畢后告知。

 

　　◆正式系統(tǒng)

 

　　2004年，中國啟動了具有全球?qū)Ш侥芰Φ谋倍沸l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一期工程的建設(shè)（北斗二號），并在2007年發(fā)射一顆中高軌道 <http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%9C%B0%E7%90%83%E8%BD%A8%E9%81%93>衛(wèi)星，進(jìn)行了大量試驗。2009年起，后續(xù)衛(wèi)星持續(xù)發(fā)射，并在2011年開始對中國和周邊地區(qū)提供測試服務(wù)，2012年完成了對亞太大部分地區(qū)的覆蓋并正式提供衛(wèi)星定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)。服務(wù)范圍涵蓋亞太大部分地區(qū)，南緯550到北緯550、東經(jīng)550到東經(jīng)1800為一般服務(wù)范圍。該導(dǎo)航系統(tǒng)提供兩種服務(wù)方式，即開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。開放服務(wù)是在服務(wù)區(qū)免費提供定位、測速、授時服務(wù)，定位精度為10米，測速精度0.2米/秒，授時精度50納秒，在服務(wù)區(qū)的較邊緣地區(qū)精度稍差。授權(quán)服務(wù)則是向授權(quán)用戶提供更安全與更高精度的定位、測速、授時、短信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息，這類用戶通常為中國軍隊 <http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E4%BA%BA%E6%B0%91%E8%A7%A3%E6%94%BE%E5%86%9B>和政府等。由于該正式系統(tǒng)繼承了試驗系統(tǒng)的一些功能，能在亞太地區(qū)提供無源定位技術(shù)同時，還可以提供雙向短報文通信服務(wù)。

 

　　業(yè)已啟動“第三步”（全球系統(tǒng)）的建設(shè)工作。以建設(shè)世界一流的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的目標(biāo)，深化系統(tǒng)總體方案論證，開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，突破一系列新體制和新技術(shù)。在設(shè)計具有自主知識產(chǎn)權(quán)的導(dǎo)航信號體制、研發(fā)高性能星載原子鐘等方面取得新的進(jìn)展，新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星研制生產(chǎn)工作在穩(wěn)步進(jìn)行。

 

　　（5）系統(tǒng)現(xiàn)狀

 

　　截至 2012年10月25日，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已成功發(fā)射 16 顆衛(wèi)星，并于 2012 年底實現(xiàn)14顆衛(wèi)星的組網(wǎng)運行，形成區(qū)域服務(wù)能力,面向我國及周邊大部分地區(qū)提供無源定位、導(dǎo)航和授時等服務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)給亞太地區(qū)帶來了更多的導(dǎo)航衛(wèi)星資源，通過與其他系統(tǒng)兼容使用，可提供更可靠、穩(wěn)定的服務(wù)。目前,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)運行連續(xù)、穩(wěn)定，服務(wù)區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)性能滿足指標(biāo)要求，部分地區(qū)性能優(yōu)于指標(biāo)要求。現(xiàn)在已經(jīng)啟動全球系統(tǒng)的組網(wǎng)部署工作。

 

　　為了讓用戶更好地了解北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),讓北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)更好地服務(wù)用戶，中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室，在 2012 年 12 月 27 日公布了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間信號接口控制文件(1.0 版)之后，又于 2013 年 12 月 27 日公 布了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)公開服務(wù)性能規(guī)范(1.0 版)，以及北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間信號接口控制文件(2.0 版)。中、 英文兩種版本文檔可在北斗政府網(wǎng)站 (http://www.beidou.gov.cn)查看下載。其中，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)公開服務(wù)性能規(guī)范(1.0 版)詳細(xì)描述了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總體構(gòu)成、空間信號 特征及性能指標(biāo)、系統(tǒng)服務(wù)性能特征及性能指標(biāo)等，并向用戶承諾了系統(tǒng)基本性能標(biāo)準(zhǔn)。北斗系統(tǒng)空間信號接口控制文件(2.0 版)定義了北斗系統(tǒng) 公開服務(wù)信號 B1I/B2I 的衛(wèi)星與用戶終端之間的接口關(guān)系，明確了北斗系統(tǒng)所采用的坐標(biāo)和時間系統(tǒng),規(guī)范了B1I/B2I 信號結(jié)構(gòu)和基本特性參數(shù)以及測距碼等相關(guān)內(nèi)容，給出了北斗導(dǎo)航電文。該文件的公布標(biāo)志著北斗系 統(tǒng)成為首個擁有兩個獨立民用信號并已經(jīng)形成服務(wù)能力的系統(tǒng)。國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)將可據(jù)此開發(fā)北斗雙頻高精度接收機(jī)，使用戶享受到精度更高的導(dǎo)航服務(wù)。

 

　　北斗系統(tǒng)自2012年12月27日正式提供區(qū)域服務(wù)以來，系統(tǒng)保持連續(xù)穩(wěn)定運行，服務(wù)性能指標(biāo)穩(wěn)中有升。通過覆蓋亞太地區(qū)的服務(wù)信號監(jiān)測評估表明，系統(tǒng)服務(wù)性能滿足設(shè)計指標(biāo)10米的要求，部分地區(qū)服務(wù)性能測試結(jié)果優(yōu)于10米。如在北京、鄭州、西安、烏魯木齊等地區(qū)，定位精度可達(dá)7米左右；在處在低緯的東盟國家地區(qū)，定位精度可達(dá)5米左右。

 

　　（6）發(fā)展動向與趨勢

 

　　北斗系統(tǒng)建設(shè)的第三步行動計劃，已經(jīng)正式展開。發(fā)展北斗天基增強(qiáng)和地基增強(qiáng)系統(tǒng)也是值得注意的動向和發(fā)展趨勢。

 

　　◆ 全球系統(tǒng)衛(wèi)星組網(wǎng)工作穩(wěn)步推進(jìn)。近幾年來，圍繞建設(shè)世界一流的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)目標(biāo)，啟動了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的第三步工作。深化了系統(tǒng)總體方案論證，開展了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，突破了一系列新體制和新技術(shù)。在設(shè)計具有自主知識產(chǎn)權(quán)的都好喜歡體制、研發(fā)高性能星載原子鐘等方面取得許多進(jìn)展。截止2016年1月，已經(jīng)成功發(fā)射5顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。衛(wèi)星采用新型導(dǎo)航信號、星間電路等新技術(shù)體制，搭載更高精度的氫原子鐘，全面提升了衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)能力。目前，正在按計劃開展新一代衛(wèi)星的在規(guī)測試，有關(guān)新技術(shù)體制和性能指標(biāo)得到初步驗證，滿足設(shè)計要求。

 

　　◆ 天基增強(qiáng)是所有全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的基本配置，也是我國北斗全球系統(tǒng)的基本配置，而且是中國北斗區(qū)域系統(tǒng)與生俱來的優(yōu)勢，我國將北斗天基增強(qiáng)納入國際民航組織的標(biāo)準(zhǔn)，為民航用戶提供一類精密進(jìn)近服務(wù)。在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)頂層設(shè)計之初，天基增強(qiáng)就是系統(tǒng)密不可分的功能組成。而且，隨著北斗天基增強(qiáng)系統(tǒng)進(jìn)入服務(wù)狀態(tài)和全球星基增強(qiáng)系統(tǒng)的性能功能的升級換代，天基增強(qiáng)系統(tǒng)在對于定位精度提升過程中，會進(jìn)一步顯示出特殊的作用。與此同時，為了滿足民航用戶一類精密近進(jìn)服務(wù)（CAT-I）需求，還開展了與國際接軌的雙頻多系統(tǒng)增強(qiáng)的信號設(shè)計，完成了新一代星基增強(qiáng)系統(tǒng)初步方案論證。

 

　　◆ 地基增強(qiáng)系統(tǒng)，按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、共建共享”原則，國家相關(guān)機(jī)構(gòu)部門和地方政府，基于現(xiàn)有的GNSS監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和資源，建立以北斗為核心，整合并聯(lián)合建設(shè)多功能地基增強(qiáng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由框架網(wǎng)、區(qū)域加密網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心等組成，通過移動通信、數(shù)字廣播、衛(wèi)星通信與廣播等播發(fā)手段及相應(yīng)的用戶終端，為我國及周邊地區(qū)提供廣域米級和分米級實時導(dǎo)航定位服務(wù)，以及區(qū)域厘米級實時定位服務(wù)。目前，已經(jīng)開展全國框架網(wǎng)基準(zhǔn)站建設(shè)，截止2015年11月份，已經(jīng)完成117個框架網(wǎng)基準(zhǔn)站建設(shè)和北京地區(qū)的14個區(qū)域加密觀測站的建設(shè)。并且在重點城市開始米級精度的差分改正信息的試播。