01.全球定位思想
1957年10月4日，苏联成功发射世界上第一颗人造地球卫星。远在美国霍普金斯大学应用物理实验室（APL）的两位年轻学者，在接收该卫星信号时，发现卫星与接收机之间形成了多普勒频移效应。他们判断，用类似的方法，可以在地球上进行位置确定和方向导航。
在他们的建议下，美国在1964年建成了世界上第一个卫星导航系统即“子午仪”（Transit），首颗“子午仪”试验卫星于1959年9月发射（失败）。至1961年11月，陆续发射了6颗卫星组成星座，用于海上军用舰艇船舶的定位导航（因此又称海军导航卫星系统）。1967年7月，“子午仪”系统解密并提供给民用。
02.各国导航星座
目前，太空中有多个全球性或区域性卫星导航星座。包括，美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）、中国的北斗卫星导航系统（BDS）、欧洲的伽利略卫星导航系统（Galileo）等4个全球系统。
以及日本准天顶卫星系统（QZSS）和印度区域卫星导航系统（IRNSS）等2个区域系统，其中 IRNSS 也称为印度星座导航（NavIC）。
03.中国的北斗
1983年，中国航天专家陈芳允提出使用两颗静止轨道通信卫星，配合地面高度座标实现区域性的导航。1989年，中国使用通信卫星先进行试验，验证了其可行性，之后的北斗卫星导航试验系统即基于此方案。
期间的1986年3月，陈芳允先生，还与王大珩、杨嘉墀、王淦昌三位先生一起，提出了对中国高技术的发展有重要意义的建议，随后在邓小平同志批示下，制定了中国高技术发展的“863计划”。
陈芳允先生在分析中国当时国情的情况下，认为按照当时的技术、经济状况，发展类似美国的全球定位导航系统(GPS)难度较大。他提出了用两颗同步定点卫星对地球上的物体进行定位，并可同时进行通信的设想。
陈先生带领课题组研制了“双星定位通信系统”，并在1989年演示成功，实现了地面目标利用两颗卫星快速定位、通信和定时一体化，为我国研制、发展双星导航定位系统奠定了基础，开创了我国的“北斗”导航卫星事业。
04.北斗一号
1991年海湾战争中，美军利用GPS导引炸弹的战果令世界印象深刻，各国加速投入自建卫星导航的规划。三年后的1994年，中国正式开始北斗卫星导航试验系统（北斗一号）的研制。2000年10月31日凌晨0时02分，中国自行研制的第一颗导航定位卫星“北斗导航试验卫星”在西昌卫星发射中心发射升空并准确进入预定轨道。
当年12月，中国发射了另一颗静止轨道卫星。两颗卫星分别定位在东经140度和80度，实现了区域性的导航定位。自此，中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
2003年，中国又发射了一颗定位在东经110.5°同步轨道的备用卫星，完成了北斗一号系统的组建。北斗一号服务范围为东经70°－140°，北纬5°－55°。
北斗一号为有源定位系统，需要向地面控制中心申请定位信号。定位精度为100米，使用地面参照站校准后为20米，与当时的GPS民用码相当。用户除了定位外，还能向外界报告自身位置和发送消息，系统授时精度20纳秒，定位响应时间为1秒。
北斗一号卫星设计寿命为8年，实际使用可达到10年以上。
05.北斗二号
2004年，中国启动北斗二号系统工程建设。北斗二号英文简称BDS，曾用英文名COMPASS。北斗二号解决了北斗一号的有源定位等问题。实现了北斗一号不具备的测速功能，测速精度达到了0.2米/秒。
2011年，北斗二号开始对中国和周边提供测试服务，2012年12月27日起正式提供卫星导航服务，服务范围涵盖亚太大部分地区，包括南纬55度－北纬55度、东经55度－东经180度。
2012年4月30日，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，成功发射两颗北斗二号卫星，卫星顺利进入预定转移轨道。这是中国北斗卫星导航系统首次采用“一箭双星”方式发射导航卫星。
北斗二号提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区向用户免费提供定位、测速、授时服务。授权服务则是向特定用户提供更高精度的定位服务。
北斗二号继承了北斗一号的短信报文服务，用户可以不依赖移动通信基站，通过卫星进行短信接发。
06.北斗三号
由于北斗二号只能够服务亚太地区，中国于2009年启动了北斗三号建设。北斗三号系统继承有源服务和无源服务两种技术体制，为全球用户提供定位导航授时、全球短报文通信和国际搜救服务，同时可为中国及周边地区用户提供星基增强、地基增强、精密单点定位和区域短报文通信等服务。
2017年11月5日19时45分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式首次发射北斗三号组网卫星。
2020年3月9日，第54颗北斗三号卫星，在西昌卫星发射中心成功发射。今年6月，中国将发射最后一颗北斗组网卫星，完成30颗卫星组网，全面建成北斗三号系统。
07.世界的北斗
北斗系统提供服务以来，已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用。
2013年11月，高通公司携手三星推出新一代智能手机GALAXY Note 3，该款手机成为首批支持北斗系统的智能机。
北斗系统与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其在低纬度地区性能优势更为明显。北斗提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。
北斗创新融合了导航与通信功能，具备定位导航授时、星基增强、地基增强、精密单点定位、短报文通信和国际搜救等多种服务能力。
目前，全球半数以上国家在使用中国的北斗系统。北斗，是中国的北斗，也是世界的北斗。
来源：中国测绘学会
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