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| 北斗授時系統應用現狀與思考 |
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點擊次數：3807 更新時間：2014-10-08 |
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1、北斗授時系統及其他衛星導航系統的發展情況
(1)北斗授時系統按計劃完成部署并投入正式運行
回顧北斗系統的發展經歷，從2000年10月至2007年2月，共發射了4顆實驗衛星，完成了北斗衛星導航試驗系統（簡稱北斗一號）的部署和實驗。從2007年4月至今，共發射了16顆衛星，按計劃完成了北斗衛星導航系統（簡稱北斗二代）的區域覆蓋。預計到2020年，北斗系統將部署35顆衛星，實現覆蓋。
需要特別提及的是近兩次在國務院新聞辦公室新聞發布廳召開的北斗衛星導航系統新聞發布會。次是在2011年12月27日，我國宣布北斗系統投入試運行服務，并對外發布了空間信號接口控制文件（ICD）測試版本；第二次是在2012年12月27日，我國宣布北斗系統正式投入運行，并對外發布了ICD文件正式版本。北斗系統ICD文件的發布，為國內外相關企業參與北斗應用終端研發提供了必要條件，有效地推動了北斗產業的發展。
(2)發達國家在積極發展自主衛星導航系統
除北斗系統外，目前在用的衛星導航系統還有：美國的GPS系統、俄羅斯的GLONASS系統和歐盟的Galileo系統。
美國的GPS系統從1978年開始部署，該系統可以為用和民用提供定位導航及授時服務，上世紀90年代初已實現覆蓋，的可用性接近。迄今GPS系統的運行時間已達到35年，期間共發射了62顆衛星，目前在軌衛星有32顆。
俄羅斯的GLONASS系統從1982年開始部署，該系統在上世紀90年代中曾短期實現覆蓋。后很快經歷了一次低谷，在2001年在軌衛星少時只有6顆，直到2008年底在軌衛星重新達到18顆以上。迄今GLONASS系統的運行時間已達到31年，期間共發射了135顆衛星，目前在軌衛星有29顆，范圍的可用性已達到99%，俄羅斯境內的可用性接近。
歐洲的Galileo系統在2005年和2008年發射過了2顆實驗衛星，在2011年和2012年各發射了2顆衛星，近的4顆衛星組成提供導航服務的小衛星星座。該系統在2013年3月進行了三維定位試驗并取得了預期結果，目前每天只有2-3個小時可接收到完整的導航信號。
從各衛星導航系統的覆蓋、位置精度因子、衛星壽命等情況來看，GPS系統仍是主流的衛星導航系統。需要指出的是，GPS系統的SA（SelectiveAvailability）技術可以降低局部的授時/定位的精度，而其他衛星導航系統未曾使用該項技術。GPS系統的SA在1991年7月1日啟用，雖然已在2000年5月1日取消，但美國一直具備在和局部降低GPS精度的能力，這對于大量使用GPS的其他國家而言，安全性無法得到根本保證，這也是我國及其他各國積極發展自主衛星導航系統的根本原因。
2、通信領域中北斗授時系統的應用需求及現狀
(1)北斗授時系統是通信網絡安全組網的根本保證
就同步網而言，我國的頻率同步網采用的是多基準混合同步方式，即全網部署多個1級基準時鐘設備，并且需配置高性能的衛星授時接收機，以保證全網的定時性能。我國的時間同步網則采用分布式組網方式，即在每個時間同步設備上均需配置高性能的衛星授時接收機，以保證全網的時間精度。
就移動通信網絡而言，CDMA基站、CDMA2000基站、TD-SCDMA基站等均需要高精度的時間同步，目前是在每個基站上配置GPS授時模塊。如果基站與基站之間的時間同步不能達到一定要求，將可能導致在選擇器中發生指令不匹配，從而導致通話連接不能正常建立，影響無線業務的接續質量。
在通信網絡中使用自主的北斗衛星授時接收機/模塊，將根本解決因大量使用GPS授時而導致的全網同步運行及業務網絡組網的安全性問題。
(2)北斗授時系統性能可以滿足通信網絡的需求
基于北斗/GPS雙模的授時設備早在2003年進入通信領域，在2008年之前主要提供頻率同步服務，此后可同時提供時間同步和頻率同步服務。根據近十年的多次測試情況，可以看出北斗設備在正常情況下可以滿足通信網中對頻率同步和時間同步的要求，尤其是2008年以后生產的北斗設備其性能普遍達到了GPS衛星接收機設備的水平，*可以滿足通信網中各種通信設備對頻率同步和時間同步的需求。
需要指出的是，目前在通信領域使用的授時設備均是基于北斗一號研發的產品，北斗二代的產品剛開始進行試驗測試。在2013年5月，在對兩個廠家的北斗二代產品與一個廠家的GPS產品的定時性能進行了約三周的長期觀察后，基本確定北斗二代授時接收機的長期頻偏與GPS授時接收機在同一個量級，其漂移噪聲模型因算法不同而有所差異，總的看來，北斗二代授時設備的性能已能滿足通信領域中的應用要求。
(3)通信網絡中的北斗授時系統應用占比還較小
在通信領域中，北斗授時系統在頻率同步網、時間同步網、無線通信網內開展了應用。其中，在總計近兩千個頻率同步設備中，支持北斗授時系統的已有幾十個；總計近兩千個時間同步設備中，支持北斗授時系統的近千個；在總計近百萬個無線通信基站設備中，支持北斗授時系統的約數百個。與GPS授時相比，其所占份額還較小。
與北斗授時系統有關的標準化工作近年來也在逐步展開，尤其在同步網領域，在2009年及以后頒布的多個國內通信標準中，均規定了與北斗授時系統有關的技術內容，但目前仍缺少單獨的北斗授時系統方面的標準，與北斗授時系統設備相關的性能及接口要求等大多參照現有的同步設備標準。
3、北斗授時系統在通信領域的應用和推廣勢在必行
隨著我國自主的北斗衛星導航系統在2012年底順利實現亞太覆蓋并正式提供服務，其對我國的政治、經濟、戰略等均帶來了重大和深遠的影響。對于我國通信領域而言，北斗授時系統提高了全網通信的安全性，保障各種業務網的可靠運行。
從北斗衛星產業的發展情況來看，在公開ICD文件后，雖然國內北斗芯片廠家將會面臨很大沖擊，但將推動北斗相關模塊、設備廠家的發展，對整個產業鏈的發展是有利的。
從通信領域中北斗授時系統應用需求及前景來看，北斗二代授時產品在應用場景和抗干擾能力方面也優于北斗一號，北斗二代產品*可以與GPS產品相抗爭。尤其對于一些重要的通信領域，北斗授時系統的應用將全面提升網絡的安全性，相對于采用其他國家衛星導航系統，這種優勢不可替代。
從各方面來看，北斗系統*可以滿足國內通信網對時頻基準信號高性能高可靠性的要求，加快推動北斗授時系統在通信領域的應用已經勢在必行。 |
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