2019年我国北斗卫星导航建设现状及发展趋势分析

一、北斗系统实施“三步走”发展战略

北斗系统实施“三步走”发展战略：第一步，2000 年建成了北斗卫星导航试验系统解决我国自主卫星导航系统的有无问题；第二步，建设北斗卫星导航系统，2012 年形成区域覆盖能力；第三步，2020 年左右，形成全球覆盖能力。截至目前，北斗卫星导航系统的一号和二号系统已经顺利完成组网。

1）2000 年-2003 年，北斗一号系统（3 颗卫星）已经建成，向中国提供服务。1994年，我国正式立项开始北斗卫星导航试验系统的研制，“北斗一号”系统是由3 颗导航定位卫星组成的，前两颗发射于2000 年，第3 颗发射于2003 年。北斗一号的服务区域在东经70-140 度之间、北纬5-55 度之间，定位精度优于20 米。北斗一号的建成解决了当时的国家对PNT 服务的急需，它不仅可以定位授时，还可以进行短报文通信，为发展后续的北斗二号、北斗三号全球系统奠定了坚实基础。

2）2012 年年底，北斗二号系统（16 颗卫星），建设完成，向亚太地区提供服务。2004 年我国启动北斗二号卫星导航系统的建设，北斗二号”卫星导航系统由16 颗卫星组成，2007 年发射了一颗试验卫星，2012 年发射的第16 颗卫星发射成功，与先期发射的15颗卫星实现组网，从而完成了对亚太大部分地区的覆盖并正式提供卫星导航服务。“北斗二号”并不是“北斗一号”的简单延伸，它克服了“北斗一号”系统存在的缺点，提供海、陆、空全方位的全球导航定位服务。“北斗二号”系统，除了还不能达到全球覆盖，从性能方面讲已经与美国GPS 不相上下，甚至在互动性上优于GPS。

3）2020 年前后，建成北斗全球系统（35 颗卫星），实现全球覆盖，向全球提供服务。北斗三号系统的建设自2016 年9 月正式启动；2017 年11 月，开启北斗卫星导航系统全球组网的新时代；（立鼎产业研究网）2018 年通过10 箭19 星完成北斗三号基本系统建设，基本满足“一带一路”建设战略需求；2019 年，计划发射8-10 颗卫星；到2020 年，将完成35 颗“北斗三号”卫星的组网，向全球提供相关服务，包括自主导航、定位、授时、局部地区位置报告和短报文通信功能。届时北斗系统精度将进一步提升，且北斗特有的短报文通信功能将进一步提升，容量提升10 倍，单次报文长度1000 个汉字。

北斗卫星导航系统三步走发展战略

资料来源：公开资料整理，立鼎产业研究中心

二、从北斗一代到北斗三代

——从北斗一代到二代，从主动定位到被动定位

2000 年我国发射了2 颗北斗一号卫星。北斗一号采用的是主动式定位原理，即用户设备既要接收来自两颗北斗试验卫星的导航定位信号，又要向卫星转发该信号。主动定位方式有诸多缺陷：1）用户不能自主解算出自己所在点位的坐标值；2）用户要向北斗试验卫星转发导航信号，极易暴露自己，不适合军队使用；3）不能够满足卫星和导弹等高动态用户的应用需求。因此，我国于2004 年启动实施了二代北斗系统建设，并于2007 年发射首颗北斗二号卫星。

北斗导航试验系统的主动定位原理图解

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

北斗卫星导航系统被动式定位原理图解

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

北斗二号系统采用与GPS 系统相同的被动式定位原理，亦即北斗用户只需要接收来自北斗卫星发送的导航定位信号，就能够自主精确地解算出自己的7 维状态参数（即三个平移参数(δx、δy、δz)、三个旋转参数(Ex、Ey、Ez)和一个尺度缩放因子m），从而在服务区域内的任何时间、任何地点精确测定用户的所在点位坐标，并提供精准授时。

北斗二代已覆盖亚太地区

资料来源：中国卫星导航定位应用管理中心官网，立鼎产业研究中心

除卫星导航系统的传统功能外，我国的北斗独创了短报文通信功能。北斗的双向短报文通信能力：军事用户最高等级频度为每秒一次，每次1680bit(120 汉字)；民间用户频度是每60 秒一次，每次40汉字。北斗短报文通信功能在汶川抗震救灾中发挥了重要作用。

——从北斗二代到三代，从亚太到全球

2017 年9月29 日，第一批两颗“北斗三号”卫星发射中心升空，标志着我国北斗系统建设正式步入“三步走”发展战略中的第三步。

“北斗三号”系统采取了星间传输、地基传输功能一体化设计，实现了高轨、低轨卫星及地面站的链路互通。此外，“北斗三号”星载铷原子钟现已全部实现国产化，技术指标亦有大幅提升，时间精确度每日误差小于2 纳秒，导航定位精度优于1 米。据新浪网，北斗三号卫星性能大幅提升，单星设计寿命达到12 年。

北斗卫星导航系统总设计师表示，未来将扎实地做好北斗系统全球系统的建设和北斗二号区域系统的稳定运行工作，并在此基础上持续推进北斗系统海内外的应用推广，不断深化卫星导航的高精度服务与云计算、物联网、大数据的继续融合，加快卫星导航领域与高端制造业、软件业的融合，推动生产方式和发展模式的变革，服务国民经济和社会信息化发展。

三、2020年组网在即

——立鼎产业研究中心《2019年版中国北斗卫星导航行业发展及市场前景研究报告》显示，截至2018 年底，我国成功发射了19 颗北斗三号卫星，完成北斗三号基本系统星座部署，并于年底正式开通运行，向“一带一路”国家和地区提供基本导航服务，2019 年预计发射8~10 颗，继续推进全球覆盖。

北斗部署计划（颗）

资料来源：北斗卫星导航系统官网，立鼎产业研究中心

北斗开启全球组网可提供覆盖全球的高精度定位、导航和授时服务。北斗卫星密集发射，冗余数据增多，数据可靠性提高，DOP 值减小，北斗定位精度将得到进一步提升，北斗系统服务区域实现从中国及亚太地区向全球覆盖的跨越。另外，拥有全球覆盖的导航系统是我国作为大国在空间应用上的实力体现，2035年前，我国将以北斗系统为核心构建覆盖空天地海、高精度安全可靠、万物互联万物智能的新时空体系，显著提升国家时空信息服务能力，满足国民经济和国家安全需求。

——最新数据显示，截止2019年5 月17 日，“北斗三号”计划已累计发射22颗卫星，仍有13 颗卫星尚待发布。据新华网报道，2019年5 月22 日，第十届中国卫星导航年会在北京召开，中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其在会上透露：“我国今年还将发射6-8 颗北斗三号卫星，明年计划再发射2-4颗北斗三号卫星，至2020 年底全面完成北斗三号系统建设。”分析认为，随着北斗三号卫星的发射，上游产品配套需求及下游场景应用领域将进一步得到拓展，从而带来行业整体需求持续扩大，北斗产业迎来布局良机。

截止2019年5月17 日，北斗三代卫星已发射28 颗

资料来源：北斗卫星导航系统官网，立鼎产业研究中心