【科普】北斗系统的工作体制是什么样的？

我们日常工作中使用卫星导航定位日益频繁，但是伙伴们知道我们的北斗卫星导航系统采用了什么样的工作体制为我们提供导航定位服务的呢？不同的工作体制中又有什么不一样的呢？

北斗卫星导航系统采用RDSS和RNSS两种工作体制，其中RDSS为有源服务体制，RNSS为无源服务体制。北斗星座由3类卫星组成，分别是地球静止轨道卫星（GEO）、倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）和中圆轨道卫星（MEO），各类卫星存在一定的区别，其中GEO卫星兼具有源、无源服务，而MEO和IGSO卫星只提供无源服务。

对于北斗RNSS工作体制，其模式与美国GPS工作原理基本相同，由用户接收到至少4颗卫星的距离测量，进行用户位置、速度及航行参数计算。在轨的每颗北斗卫星都在不断发送广播信息，信息内容包括卫星广播星历、钟差和电离层模型参数，以及这条信息发射的时刻T1，卫星的广播信号以光速从卫星传播到北斗终端RNSS天线。北斗RNSS终端的天线接收卫星广播信号，标记出接收时刻T2,信号从卫星到天线的所用时间为ΔT=T2-T1，因此卫星到天线的距离S=c×ΔT(c为光速）。如果北斗RNSS终端知道自己与卫星的距离，它可以4个方程，联立确定它在三维空间 中地球上的位置和精确的时间这4个未知数。以上述的四步为基础，加上各种提升定位精度的方法，可以实现精确、快速的定位功能。

RDSS工作体制是北斗系统的特点和亮点，是区别于 GPS、GLONASS和Galileo系统的重要特色，可为中国本土及周边区域提供快速定位、位置报告、短报文通信和高精度授时服务。地面中心站是RDSS业务的控制中心，GEO卫星构成地面中心站与用户 之间的无线电链路，共同完成RDSS无线电测定业务。地面中心站 通过5颗GEO卫星的C/S转发器向用户发出“谁要定位”的询问信号，需要RDSS服务的用户接收任一颗卫星的出站询问信号后，即可响应询问，发出入站申请，通过5颗GEO卫星L/C转发器转发应答信号，即可测定地面中心站分别经5颗卫星到用户的距离。由于GEO卫星位置可以通过中心站精密定轨确定，可导出用户到每颗卫星的距离。利用个存储在地面中心数据库钟的数字地形高程计算出用户所在位置。

北斗RDSS服务基本过程

在卫星位置已知的条件下，就可以计算出用户机与两颗卫星的真实几何距离。这样，分别以两颗卫星为球心、用户机至两颗卫星的距离为半径确定两个球面；用户就在这两球面交叉线上；在地面高程一直的情况下，地球表面与上述交叉线有两个交点，一个在南半球，一个在北半球服务区，对于我国用户而言，后者即为用户位置，也就是三球交会定位原理。