汶川縣的位置示意圖,汶川距離成都約200公里

　　“北斗一號(hào)”在通信中斷情況下發(fā)揮重要作用

　　中國(guó)自主研制的“北斗一號(hào)”系統(tǒng)在通信中斷的情況下發(fā)揮重要作用,救災(zāi)部隊(duì)攜帶的北斗系統(tǒng)正在陸續(xù)發(fā)回各種災(zāi)情和救援信息。

　　“北斗一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到,一支攜帶了“北斗一號(hào)”終端機(jī)的部隊(duì),從中午12時(shí)開始,沿著馬爾康、黑水、理縣到汶川的317國(guó)道,以每小時(shí)6公里左右的速度一路急進(jìn),6個(gè)小時(shí)前進(jìn)了近40公里,已經(jīng)進(jìn)入汶川縣境內(nèi),離縣城還有40公里左右的路程。

　　由于通信受阻礙,位于北京的衛(wèi)星導(dǎo)航定位指控中心初步判斷該部隊(duì)隸屬四川武警總隊(duì)。指控中心正在進(jìn)一步了解情況。

　　2003年5月25日零時(shí)34分,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭,成功地將第三顆“北斗一號(hào)”導(dǎo)航定位衛(wèi)星送入太空。前兩顆“北斗一號(hào)”衛(wèi)星分別于2000年10月31日和12月21日發(fā)射升空,運(yùn)行至今導(dǎo)航定位系統(tǒng)工作穩(wěn)定,狀態(tài)良好。這次發(fā)射的是導(dǎo)航定位系統(tǒng)的備份星。它與前兩顆“北斗一號(hào)”工作星組成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),確保全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息。這標(biāo)志著我國(guó)成為繼美國(guó)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和前蘇聯(lián)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)后,在世界上第三個(gè)建立了完善的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家,該系統(tǒng)的建立對(duì)我國(guó)國(guó)民國(guó)防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)將起到積極作用。

　　我國(guó)早在60年代末就開展了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研制工作,但由于多種原因而天折。在自行研制“子午儀”定位設(shè)備方面起步較晚,以致后來(lái)使用的大量設(shè)備中,基本上依賴進(jìn)口。70年代后期以來(lái),國(guó)內(nèi)開展了探討適合國(guó)情的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的體制研究。先后提出過(guò)單星、雙星、三星和3-5星的區(qū)域性系統(tǒng)方案,以及多星的全球系統(tǒng)的設(shè)想,并考慮到導(dǎo)航定位與通信等綜合運(yùn)用問(wèn)題,但是由于種種原因,這些方案和設(shè)想都沒能夠得到實(shí)現(xiàn)。

　　1982年7月由美國(guó)三位科學(xué)家提出并于12月定名的GEOSTAR系統(tǒng),就是這種兩顆衛(wèi)星的主動(dòng)式衛(wèi)星定位系統(tǒng)。他們?cè)趯?shí)施的過(guò)程中,由于有更優(yōu)越的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的興起并且發(fā)展相當(dāng)迅速,使GEOSTAR系統(tǒng)不得不在1991年9月撤走資金,導(dǎo)致正在實(shí)施中的GEOSTA及系統(tǒng)宣告失敗。而我國(guó)的“北斗一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正是80年代提出的“雙星快速定位系統(tǒng)”的發(fā)展計(jì)劃。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的方案于1983年提出,突出持點(diǎn)是構(gòu)成系統(tǒng)的空間衛(wèi)星數(shù)目少、用戶終端設(shè)備簡(jiǎn)單、一切復(fù)雜性均集中于地面中心處理站。

　　“北斗一號(hào)”衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用地球同步衛(wèi)星為用戶提供快速定位、簡(jiǎn)短數(shù)字報(bào)文通信和授時(shí)服務(wù)的一種全天候、區(qū)域性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要功能是：

·定時(shí)：快速確定用戶所在地的地理位置,向用戶及主管部門提供導(dǎo)航信息。

·通訊：用戶與用戶、用戶與中心控制系統(tǒng)間均可實(shí)現(xiàn)雙向簡(jiǎn)短數(shù)字報(bào)文通信。

·授時(shí)：中心控制系統(tǒng)定時(shí)播發(fā)授時(shí)信息,為定時(shí)用戶提供時(shí)延修正值。

　　“北斗一號(hào)”衛(wèi)星定位系統(tǒng)工作原理

　　“北斗一號(hào)”衛(wèi)星定位系統(tǒng)由兩顆地球靜止衛(wèi)星(800E和1400E)、一顆在軌備份衛(wèi)星(110.50E)、中心控制系統(tǒng)、標(biāo)校系統(tǒng)和各類用戶機(jī)等部分組成。系統(tǒng)的工作過(guò)程是：首先由中心控制系統(tǒng)向衛(wèi)星I和衛(wèi)星II同時(shí)發(fā)送詢問(wèn)信號(hào),徑衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器項(xiàng)服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶廣播。用戶響應(yīng)其中一顆衛(wèi)星的詢問(wèn)信號(hào),并同時(shí)向兩顆衛(wèi)星發(fā)送響應(yīng)信號(hào),徑衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)。中心控制系統(tǒng)接收并解調(diào)用戶發(fā)來(lái)的信號(hào),然后根據(jù)用的申請(qǐng)服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。 對(duì)定位申請(qǐng),中心控制系統(tǒng)測(cè)出兩個(gè)時(shí)間延遲：即從中心控制系統(tǒng)發(fā)出詢問(wèn)信號(hào),經(jīng)某一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)用戶,用戶發(fā)出定位響應(yīng)信號(hào),經(jīng)同一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲；和從中心控制發(fā)出詢問(wèn)信號(hào),經(jīng)上述同一衛(wèi)星到達(dá)用戶,用戶發(fā)出響應(yīng)信號(hào),經(jīng)另一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲。

　　由于中心控制系統(tǒng)和兩顆衛(wèi)星的位置均是已知的,因此由上面兩個(gè)延遲量可以算出用戶到第一顆衛(wèi)星的距離,以及用戶到兩顆衛(wèi)星距離之和,從而知道用戶處于一個(gè)以第一顆衛(wèi)星為球心的一個(gè)球面,和以兩顆衛(wèi)星為焦點(diǎn)的橢球面之間的交線上。另外中心控制系統(tǒng)從存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)字化地形圖查尋到用戶高程值,又可知道用戶出于某一與地球基準(zhǔn)橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統(tǒng)可最終計(jì)算出用戶所在點(diǎn)的三維坐標(biāo),這個(gè)坐標(biāo)經(jīng)加密由出站信號(hào)發(fā)送給用戶。

　　“北斗一號(hào)”的覆蓋范圍是北緯5°一55°,東經(jīng)70°一140°之間的心臟地區(qū),上大下小,最寬處在北緯35°左右。其定位精度為水平精度100米(1σ),設(shè)立標(biāo)校站之后為20米(類似差分狀態(tài))。工作頻率：2491.75MHz。系統(tǒng)能容納的用戶數(shù)為每小時(shí)540000戶。

　　“北斗一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與GPS系統(tǒng)比較

·覆蓋范圍：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是覆蓋我國(guó)本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)。覆蓋范圍東經(jīng)約70°一140°,北緯5°一55°。GPS是覆蓋全球的全天候?qū)Ш较到y(tǒng)。能夠確保地球上任何地點(diǎn)、任何時(shí)間能同時(shí)觀測(cè)到6-9顆衛(wèi)星(實(shí)際上最多能觀測(cè)到11顆)。

·衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是在地球赤道平面上設(shè)置2顆地球同步衛(wèi)星顆衛(wèi)星的赤道角距約60°。GPS是在6個(gè)軌道平面上設(shè)置24顆衛(wèi)星,軌道赤道傾角55°,軌道面赤道角距60°。航衛(wèi)星為準(zhǔn)同步軌道,繞地球一周11小時(shí)58分。

·定位原理：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是主動(dòng)式雙向測(cè)距二維導(dǎo)航。地面中心控制系統(tǒng)解算,供用戶三維定位數(shù)據(jù)。GPS是被動(dòng)式偽碼單向測(cè)距三維導(dǎo)航。由用戶設(shè)備獨(dú)立解算自己三維定位數(shù)據(jù)?！氨倍芬惶?hào)”的這種工作原理帶來(lái)兩個(gè)方面的問(wèn)題,一是用戶定位的同時(shí)失去了無(wú)線電隱蔽性,這在軍事上相當(dāng)不利,另一方面由于設(shè)備必須包含發(fā)射機(jī),因此在體積、重量上、價(jià)格和功耗方面處于不利的地位。

·定位精度：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)三維定位精度約幾十米,授時(shí)精度約100ns。GPS三維定位精度P碼目前己由16m提高到6m,C/A碼目前己由25-100m提高到12m,授時(shí)精度日前約20ns。