北斗系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成。其中空間段由不同軌道面的衛(wèi)星組成星座,包括3顆GEO衛(wèi)星、3顆IGSO和24顆MEO衛(wèi)星。地面段包括主控站、時間同步/注入站、監(jiān)測站等若干地面站和星間鏈路運行管理設施。用戶段包括北斗兼容其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)的芯片、模塊、天線等基礎產(chǎn)品,以及終端產(chǎn)品、應用系統(tǒng)與應用服務等。
北斗系統(tǒng)具備混合星座、多頻號、通導融合特點,已成為全球領先的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)相比于GPS等其他導航系統(tǒng),北斗系統(tǒng)具備混合星座、多頻號、通導融合等特點。
一是北斗系統(tǒng)空間段采用三種軌道衛(wèi)星組成的混合星座,與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)相比高軌衛(wèi)星更多,抗遮擋能力強,尤其低緯度地區(qū)性能優(yōu)勢更為明顯。
二是北斗系統(tǒng)提供多個頻點的導航信號,能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。
三是北斗系統(tǒng)創(chuàng)新融合了導航與通信能力,具備定位導航授時、星基增強、地基增強、精密單點定位、短報文通信和國際搜救等多種服務能力。
獨創(chuàng)GEO+IGSO+MEO“三種軌道”混合星座構型
北斗系統(tǒng)是由GEO衛(wèi)星、IGSO衛(wèi)星和MEO衛(wèi)星三種軌道衛(wèi)星組成的混合導航星座。
1、GEO衛(wèi)星定點于赤道上空,運動周期與地球自轉周期相同,相對地球靜止,軌道高度35786km,軌道傾角為0度,單星覆蓋區(qū)域較大,3顆衛(wèi)星可覆蓋亞太大部分地區(qū),對覆蓋區(qū)域內用戶的可見性達到100%。GEO衛(wèi)星軌道高,因此具有良好的抗遮蔽性,在城市、峽谷、山區(qū)等場景應用優(yōu)勢明顯。
2、IGSO衛(wèi)星軌道高度與GEO衛(wèi)星相同,軌道傾角為55度,星下點軌跡為“8”字。IGSO衛(wèi)星信號抗遮擋能力強,尤其在低緯度地區(qū)性能優(yōu)勢明顯。由于我國地處北半球,高大山體、建筑物的遮擋使得北側的用戶難以接收赤道平面的GEO衛(wèi)星信號。而IGSO總是覆蓋地球上某一個區(qū)域,可與GEO衛(wèi)星搭配,形成良好的幾何構型,一定程度上克服GEO衛(wèi)星在高緯度地區(qū)仰角過低帶來的影響,有效緩解北坡效應問題。
3、MEO衛(wèi)星軌道高度約21500km,軌道傾角為55度,繞地球旋轉運行,通過多顆衛(wèi)星組網(wǎng)可實現(xiàn)全球覆蓋,北斗MEO星座回歸特性為7天13圈。
混合星座構型全球覆蓋突出區(qū)域、功能豐富效費比高。MEO衛(wèi)星全支撐實現(xiàn)全球覆蓋和全球服務;GEO衛(wèi)星和IGSO衛(wèi)星組成的區(qū)域星座,既實現(xiàn)了對亞太區(qū)域良好的幾何構型,也可在重點區(qū)域、遮檔區(qū)域等獲得更好的星座性能,顯著增強北斗在重點服務區(qū)的導航性能。GEO衛(wèi)星除基本定位導航授時服務外,還承載了區(qū)域短報文通信、精密單點定位、星基增強等服務功能,MEO衛(wèi)星還承載了全球短報文通信、國際搜救等服務功能。