北斗系统是中国自主研制的世界上第三个正式投入运行的卫星导航系统。按照“先区域、后全球”的发展战略，北斗区域系统已于2012年底正式开通运行，为中国及周边地区用户提供定位、授时与通信服务。最近一项研究全面探究了北斗发播的基本导航电文的定义与使用方法。

研究相关的论文题为：“北斗基本导航电文定义与使用方法”，为近期出版的2015年第7期《中国科学: 物理学 力学 天文学》中文版文章，由北京卫星导航中心刘利、时鑫等人撰写。研究者采用与GPS进行比较分析方法，对北斗卫星发播的导航电文参数含义与使用方法进行了深入研究，全面地给出了北斗导航电文特点与用户应用需注意的问题。

卫星导航定位的基本原理是：在认为卫星的空间的位置和时间精确已知的前提下，用户利用同时观测4颗以上卫星获得的观测量来计算自己的三维空间位置和时间偏差4个未知数。卫星已知的空间位置和时间信息是通过卫星发播的导航电文来具体实现的，因此，导航电文的深入理解与更好使用是用户高精度导航定位的基础。与GPS相比，北斗系统无论是在空间星座构型，还是在卫星发播的导航电文格式与信息内容，都存在着很多的独特性。但是，这些独特性还很少有人进行深入研究，也普遍缺乏北斗导航电文与其它系统差异性的完整认识。

该项研究介绍了北斗系统发播信号特征与信息内容，指出北斗GEO卫星发播的信息速率更高的500bps数据码，可以为用户提供基于北斗的高精度广域差分定位。接着对比分析了北斗与GPS在时间基准和空间基准上的差异，指出北斗系统采用的CGCS2000坐标系地球自转参数与GPS WGS84坐标系参数存在差异，如果用户不区分该差异最大会引起米级的定位误差。同时，该项研究还系统地讨论了北斗导航电文中的卫星钟差与TGD参数、卫星星历参数、电离层延迟模型参数的定义与使用方法，首次比较全面地给出了北斗导航电文实际应用需要注意的一些问题，如：卫星钟差和TGD参数必须一起使用；GEO卫星星历参数算法与IGSO/MEO卫星星历参数存在差异，计算卫星位置时需要进行倾角转换处理；为保证电离层延迟修正的一致性，各颗卫星必须采用同一组电离层延迟模型参数进行电离层延迟改正计算等等。

随着北斗区域系统的建成运行，北斗应用正在呈现“井喷式”发展态势。这一研究成果为用户深入理解和正确使用北斗提供了重要参考，也必将助力北斗在交通运输、海洋渔业、救灾减灾和国家安全等诸多领域的深入推广与应用。

该项研究得到了国家自然科学基金项目（No.41174027）)和国家高技术研究发展计划（863）项目（No.2013AA122402）资助。

更多详情请阅原文：刘利, 时鑫, 栗靖, 赵金贤, 郭睿, 吴晓莉, 何峰. 北斗基本导航电文定义与使用方法. 中国科学: 物理学力学天文学, 2015, 45(7): 079509

http://phys.scichina.com:8083/sciG/CN/abstract/abstract517788.shtml

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