中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。
竞相发展的全球卫星导航系统
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。
北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星（又称24小时轨道，指轨道平面与赤道平面重合，卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期，且方向亦与之一致，即卫星与地面的位置相对保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道。一般用作通讯、气象等方面）和30颗非静止轨道卫星组成。
北斗一号
北斗一号系统相对于GPS，在用户数量上是远远不及的。但北斗一代解决了我国卫星导航系统的有无，是世界上第三个拥有独立卫星导航系统的国家，同时也发展了自己的特色：短报文及位置报告，该项特色在之后的北斗卫星导航系统发展过程中一直得到了延续。
北斗二号
2007年4月14日，我国发射了第一颗北斗二号卫星，这颗卫星采用与GPS相似的体制，即“无源定位”服务，也叫RNSS（Radio Navigation Satellite Service）卫星无线电导航服务，理论上，采用该种体制的卫星导航系统，用户数量是无限制的。§至2012年底北斗亚太区域导航正式开通时，已为正式系统在西昌卫星发射中心发射了16颗卫星，其中14颗组网并提供服务，分别为5颗静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星（均在倾角55°的轨道面上），4颗中地球轨道卫星（均在倾角55°的轨道面上）。
北斗三号
2017年11月5日，北斗三号第一、二颗组网卫星发射成功，开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。相比北斗二号系统，北斗三号系统技术更先进、建设规模更大、系统性更强§北斗二号民用频点B1选择在1561.098MHz，而GPS的L1在1575.42MHz。根据2017年9月最新公布的北斗三号接口控制文件，北斗民用信号B1C和B2a现在已经完全实现和GPS等系统的兼容，这将有利于北斗全球化应用。
北斗三代使用了抗干扰技术，保护信号不被敌方干扰，避免战时抓瞎。这方面的工作由国防科大王飞雪老师团队完成，已经是世界领先水平，北斗三代的抗干扰性高于GPS。
北斗卫星导航系统35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。
由于卫星的位置精确可知，在接收机对卫星观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。
卫星定位实施的是“到达时间差”（时延）的概念：利用每一颗卫星的精确位置和连续发送的星上原子钟生成的导航信息获得从卫星至接收机的到达时间差。
卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号，供接收机接收。由于传输的距离因素，接收机接收到信号的时刻要比卫星发送信号的时刻延迟，通常称之为时延，因此，也可以通过时延来确定距离。卫星和接收机同时产生同样的伪随机码，一旦两个码实现时间同步，接收机便能测定时延；将时延乘上光速，便能得到距离。
每颗卫星上的计算机和导航信息发生器非常精确地了解其轨道位置和系统时间，而全球监测站网保持连续跟踪。
卫星至用户间的距离测量是基于卫星信号的发射时间与到达接收机的时间之差，称为伪距。为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。
由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，使得民用的定位精度只有数十米量级。为提高定位精度，普遍采用差分定位技术（如DGPS、DGNSS），建立地面基准站 (差分台)进行卫星观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分定位技术，定位精度可提高到米级。
北斗芯片
2012年12月27日，国家正式宣布北斗卫星导航系统试运行启动，标志着中国自主卫星导航产业发展进入崭新的发展阶段。其中，卫星导航专用ASIC硬件结合国产应用处理器的方案，成为北斗卫星导航芯片一项重大突破。该处理器由中国本土IC设计公司研发，具有完全自主知识产权并已实现规模应用，一举打破了电子终端产品行业普遍采用国外处理器局面。
卫星导航终端中采用的导航基带及射频芯片，是技术含量及附加值最高的环节，直接影响到整个产业的发展。在导航基带中，一般通过导航专用ASIC硬件电路结合应用处理器的方案来实现。此前的应用处理器多选用国外公司ARM处理器芯片核，需向国外支付IP核使用许可费用的同时，技术还受制于人，无法彻底解决产业安全及保密安全问题。
而通过设立重大专项应用推广与产业化项目等方式，北斗多模导航基带及射频芯片国产化现已实现，中国人自己的应用处理器也在北斗多模导航芯片中得到规模应用。
BD/GPS多模基带芯片解决方案中，卫星导航专用ASIC硬件结合国产应用处理器打造出了一颗真正意义的“中国芯”。该应用处理器为国内完全自主开发的CPU/DSP核，包括指令集、编译器等软件工具链以及所有关键技术，均拥有100%的中国自主知识产权。其拥有国际领先水平的多线程处理器架构，可共享很多硬件资源，并在提供相当多核处理器处理能力的同时，节省芯片成本。
而基于该国产处理器卫星导航芯片方案的模块，是全球体积最小的BD/GPS双模模块，具有定位精度高、启动时间快及功耗低等特点。
与单纯的北斗芯片厂商相比，手机芯片厂商对终端定位有着更深刻的理解，包括：基站辅助卫星定位技术、多种定位方案的融合、定位芯片与应用处理器或基带处理器的集成等。积极扶持国内手机芯片厂商进入北斗芯片研发领域，并积极研发综合定位解决方案，壮大完善北斗产业链。鼓励国内手机芯片厂商开展与北斗芯片厂商的多样化合作，共同推进手机终端北斗定位技术的应用。
2012年8月3日，解放军总参谋部与国家认证认可监督管理委员会在北京举行战略合作协议签约仪式。中国将用3年时间建立起一个“法规配套、标准统一、布局合理、军民结合”的“北斗”导航检测认证体系，以期全面提升“北斗”导航定位产品的核心竞争力，确保“北斗”导航系统运行安全。
航检测认证体系，既是“北斗”系统坚持军民融合式发展的具体举措，也对创建“北斗”品牌，加速推进“北斗”产品的产业化、标准化起到重要作用。
与GPS相比北斗导航现阶段主要的优势：
1.安全。
安全是建立北斗最重要的原因。GPS使用这么多年，军方使用时候还会心惊胆战，因为战时美国绝对不会让你用他的GPS，因为GPS加密或者关闭的主动权在美国手中。只要建成了北斗导航，国家军用定位才能真正把握在自己手中，握紧主动权的代价仅仅是再投入几百亿人民币而已，一个字，值!
2.短报文通信服务。
短报文通信服务完全是中国的原创功能，而且非常实用。08年汶川地震，震区有效的通讯方式包括北斗一代，短报文通信服务其实与卫星电话异曲同工，胜在价格便宜，现在120字信息3毛/条。短报文通信服务在航海以及国内荒无人烟地区有着重要的意义。
3.定位精度。
北斗系统定位精度由水平25m、高程30m，提高至目前水平10m、高程10m，测速精度由每秒0.4米，提高至0.2m，受时精度优于20ns，目前在中国及周边地区，北斗系统服务性能与GPS相当。北斗在刚投入使用就能达到如此精度，连主持设计北斗的许其凤院士都没有想到，而且北斗还有再提升的空间。
4.促进制造业的发展。
深圳周边有很多制造芯片的企业，可技术始终不如国外，如今制造北斗芯片是企业提升的契机基本所有人都赞同，而且多厂竞争有利于技术提高。“北斗很赚钱，国家给你创造机会了，这个钱要怎么拿，就看各自的本事了”。
5.速度快。
欧洲早在1999年2月10日就提出建设伽利略定位系统，直到2012年才能初步发挥顶面精准定位的功能。北斗从2007年起到 2012年共发射16颗卫星，再加上2013年公布的两份文件，北斗正式开始商用，这是建造速度上的快。而北斗与伽利略在使用频率上有重叠，根据优先使用法则，中国获得这一频率的使用权，避免“有星没法用”的悲剧。
北斗还有其他优势诸如三频信号、有源定位及无源定位、境内监控、分步开通、高端产业逐步成熟等优势。
北斗导航有什么缺点?
1.卫星质量不高，使用寿命短。
GPS卫星的寿命一般在8年，北斗卫星的使用寿命在5年左右，已发射的16颗卫星中，已有2颗老旧卫星失效。中国重工业与精加工存在短板每个人都清楚，发动机技术与原子钟技术不如欧美也没有办法，在这种情况下我们造出了玉兔月球车本已不容易，在要求批量制造的卫星中能达到5年寿命已是极限。
2.芯片价格较高。
由于中国以前没有发展芯片技术，所以造成现在“无芯可用”的地步，尤其在研发阶段投入非常大，但等到将来成熟芯片研制成功后，大规模生产效应自然会使得成本降低。
3.强制安装北斗。
当年刚听说在特定领域强制安装北斗导航时，许多民众感到不舒服，但这是不得已而为之。比如在公众交通强制安装北斗导航，可以给民众出行安全带来保障;在航海领域强制安装北斗，遇到恶劣天气时除了双重定位的优势还可以使用短文通信服务，十分便捷。
如果用最简单的语言解释北斗导航，可以说是“中国的GPS”。北斗导航问世的初衷便是在军方使用中替换掉GPS，使军方使用的定位系统掌握在自己手中。
与北斗类似的方案有欧盟的伽利略定位系统，俄罗斯的格洛纳斯系统，都是使军用定位脱离GPS，逐渐用本土定位系统取而代之。
有GPS为什么还要做北斗导航?
这是很多民众的疑问，GPS作为成熟的全球卫星定位系统已经运营多年，为什么中国还有大力发展北斗导航?
首先，军事方面。
GPS有两段频率，一段频率使用C/A码作为民用，另一段使用P码专属军用。在开始民用C/A码的设计时，并没有要求具有太高的设计精度，但设计初步完成后发现精度远远超过设计需求，已经威胁到了民众安全，所以在后期加入了SA(SelectiveAvailability)技术，即人为地将误差引入卫星中和卫星数据中，故意降低GPS精度。虽然SA技术于2000年5月2日4时终止实施，但全世界尤其是各国政府已经对GPS失去了信心。一旦战争爆发，如果仅依赖GPS，所有的导航手段将全部失效，所以出于军事自主权来说必要研究北斗导航。
其次，民用方面。
目前国内只要可以使用GPS的硬件，射频单元成本中都包含GPS专利费用，这是非常大的一个指出。而且导航产业目前还在蓬勃发展，国内市场还有巨大的缺口，这些缺口如果用北斗导航覆盖，产生的经济效益不可估量。
北斗提供全球服务，是建设的一大步，也是发展的新起点。2020年，发射了11颗北斗三号和1颗北斗二号卫星，完成全面建设，进一步提升系统服务性能；2035年还将建成以北斗为核心，更加泛在、更加融合、更加智能的综合定位导航授时(PNT)体系。北斗将以更强的功能、更优的性能，服务全球，造福人类。
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