全球最大导航星座，是北斗系统？

转载，百家争鸣，各抒己见。

前景提要：

1994年北斗卫星定位导航系统的北斗一号系统工程建设启动，2000年年底建成；2012年建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务；2020年建成北斗三号系统，向全球提供服务。

其实早在2012年前后，小海豚作为小军迷第一次听说北斗的时候还在想，什么时候能够建成匹敌GPS的国产卫星导航系统？眨眼间距离小海豚第一次听说北斗已经过去了12年，距离北斗一号系统启动也过去了整这个30年，北斗系统目前在全球同类产品中是什么水平呢？

接下来小海豚为大家带来一篇来自《中国航天》期刊24年第5期的“北斗专题系列论文”节选，和大家一同领略全球最大的导航星座——北斗卫星导航系统的风采！也欢迎大家去购买这份期刊阅读全文！相信看完之后对于全球最大就会有直观认识：

节选篇目一：《北斗卫星导航系统服务性能监测评估与展望》

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首先明确一下怎么评价卫星导航星座好不好用？主要从以下5个方面进行评价：

（一）PDOP（空间信号可用性和定位精度衰减因子）可用性

“北斗”卫星导航系统目前是两代卫星同时提供服务，共44颗卫星提供基本导航服务，这也是目前世界上规模最大的导航星座，正常服务卫星数量远高于其他卫星导航系统〔其他系统卫星最多的是美国GPS，当前有31颗卫星〕。

从全球可见卫星数目分布图中可以看到，在亚太区域“北斗”的可见卫星数目在16颗以上，亚太区域是“北斗”二号的主要服务区域，目前叠加了“北斗”二号和“北斗”三号的服务能力，所以可卫星数目较多。而在南北美洲地区，由于仅中轨卫星能够覆盖，可见卫星数目相对较少，但也在6〜8颗，足够提供导航定位能力，与欧洲“伽利略”、俄罗斯GLONASS等系统的可见卫星数目接近，但不及美国GPS〔目前有31颗MEO卫星提供服务〕

后续“北斗”二号卫星将逐步退役，届时“北斗”卫星导航系统将由“北斗”三号卫星提供服务，本文基于仅“北斗”三号卫星（目前29颗）提供导航定位服务的前提，统计了“北斗”系统的PDOP可用性，如图2所示。

统计结果显示，在“北斗”二号卫星退役后，“北斗”卫星导航系统全球PDOP可用性为100%，可实现 “北斗”三号卫星平稳过渡。

(二)SISRE空间信号测距误差

在地面监测站覆盖有限的条件下，为了实现“北斗”卫星全弧度的高精度轨道确定和时间同步，“北斗” 系统设计并实现了星间测距技术，通过Ka和激光星间链路实现高精度测距信息，结合区域地面跟踪站实现了“北斗”卫星全球全弧度的精密定轨与时间同步。

本文对2020年8月1日至2024年2月期间“北斗” 三号卫星导航系统SISRE进行了评估，统计了每颗卫星B1C/B2a频点置信度为95%的 SISRE出，如图3所示。分别取“北斗”三号所有卫星B1I/B3I频点和B1C/B2a频点的每月SISRE(95%)均值作为娜结果，分析了SISRE的长期变化趋势，如图4所示。

从图3中可以看出’“北斗”三号卫星单星SISRE基本优于1.0111，满足优于4.6m(95%，单颗卫星统计值)的指标要求。

从图4中可以看出，开通服务以来，“北斗”三号卫星导航系统的B1I/B3I频点和B1C/B2a频点SISRE整体平稳，整体统计值约1m左右，满足优于2.0m(95%，所有卫星统计值）的指标要求。整体来看，B1C/B2a频点SISRE略优于B1I/B3I频点，前者统计结果为0.9m（各卫星95%的均值），后者为0.96m。

（三）可用性、连续性

“北斗”三号卫星进一步完善了现场可编程门阵列（FPGA）和软件健壮性设计，选用空间环境适应性更强的元器件提升了对抗单粒子翻转和充放电效应的能力, 并通过三模冗余、定时刷新、重要参数检测和恢复等手段进一步提升卫星运行的可靠性，从而显著提升了空间信号可用性和连续性。

本文统计了 2020年8月至2024 年2月期间“北斗”三号卫星导航系统B1C/B2a频点的空间信号可用性和连续性，结果分別如图5和图6所示。

所有“北斗”三号卫星空间信号可用性整体统计结果（所有卫星均值）为99.72%，满足优于98% 指标要求。所有“北斗”三号卫星空间信号连续性整体统计结果为 99.99%/h（所有卫星均值），满足优于99.80%/h的指标要求。

(四)定位精度

“北斗”三号卫星采用了自主研发的多载波恒包络复合导航信号，具有频域稀疏、时域恒包络和结构灵活的特点，能有效的利用晬片化的频谱资源，形成更大的带宽，抗干扰能力更强，测距精度更高。

本文利用全球站（所选站分布如图7所示）观测数据（时间2020年8月至2024年2月），使用“北斗”系统B1I、B3I、B1C和B2a信号，B1I和B3I信号双频组合以及B1C和B2a双频组合进行伪距标准定位解算.结果如图8和图9所示。

从图中可以看出，“北斗”系统B1C频点水平定位精度和垂直定位精度最高，分别优于4.0m和6.0m；B1C和B2a双频组合水平定位精度优于2.0m.垂直定位精度优于4.0m；B1I和B3I双频组合水平定位精度优于3.0m，垂直定位精度优于5.0m。

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这里补充一下：结合微博大佬“PhilLeafSpace”发布的数据，北斗系统现有卫星状态和数量如下：

在轨共计：52颗，43颗正常工作，4颗为试验星，3颗测试中，2颗异常

北斗二号：15颗，全部正常工作