由大量基準(zhǔn)站對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲得原始定位數(shù)據(jù)，并送至中央處理設(shè)施，計(jì)算得到各個(gè)衛(wèi)星的各項(xiàng)誤差改正信息，發(fā)給地球同步軌道GEO衛(wèi)星，衛(wèi)星將改正信息播發(fā)給用戶終端，終端解算得到高精度定位結(jié)果。

北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)，也叫廣域差分增強(qiáng)系統(tǒng)，通過地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星搭載衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器，可以向用戶播發(fā)星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、電離層延遲等多種修正信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)于原有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位精度的改進(jìn)。

覆蓋范圍北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是覆蓋中國(guó)本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，覆蓋范圍東經(jīng)約70°-140°，北緯5°-55°。gps是覆蓋全球的全天候?qū)Ш较到y(tǒng)，能夠確保地球上任何地點(diǎn)、任何時(shí)間能同時(shí)觀測(cè)到6-9顆衛(wèi)星(實(shí)際上最多能觀測(cè)到11顆)。

數(shù)量軌道

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是在地球赤道平面上設(shè)置2顆地球同步衛(wèi)星，衛(wèi)星的赤道角距約60°。gps是在6個(gè)軌道平面上設(shè)置24顆衛(wèi)星，軌道赤道傾角55°，軌道面赤道角距60°。gps導(dǎo)航衛(wèi)星軌道為準(zhǔn)同步軌道，繞地球一周11小時(shí)58分。

定位原理

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是主動(dòng)式雙向測(cè)距二維導(dǎo)航，地面中心控制系統(tǒng)解算，供用戶三維定位數(shù)據(jù)。gps是被動(dòng)式偽碼單向測(cè)距三維導(dǎo)航，由用戶設(shè)備獨(dú)立解算自己三維定位數(shù)據(jù)。“北斗一號(hào)”的這種工作原理帶來兩個(gè)方面的問題，一是用戶定位的同時(shí)失去了無線電隱蔽性，這在軍事上相當(dāng)不利，另一方面由于設(shè)備必須包含發(fā)射機(jī)，因此在體積、重量上、價(jià)格和功耗方面處于不利的地位。

定位精度

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)三維定位精度約幾十米，授時(shí)精度約100ns。gps三維定位精度p碼目前已由16m提高到6m，c/a碼目前已由25-100m提高到12m，授時(shí)精度目前約20ns。

用戶容量

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)由于是主動(dòng)雙向測(cè)距的詢問--應(yīng)答系統(tǒng)，用戶設(shè)備與地球同步衛(wèi)星之間不僅要接收地面中心控制系統(tǒng)的詢問信號(hào)，還要求用戶設(shè)備向同步衛(wèi)星發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，這樣，系統(tǒng)的用戶容量取決于用戶允許的信道阻塞率、詢問信號(hào)速率和用戶的響應(yīng)頻率。因此，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的用戶設(shè)備容量是有限的。gps是單向測(cè)距系統(tǒng)，用戶設(shè)備只要接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文即可進(jìn)行測(cè)距定位，因此gps的用戶設(shè)備容量是無限的。

生存能力

“北斗一號(hào)”基于中心控制系統(tǒng)和衛(wèi)星的工作，但是“北斗一號(hào)”對(duì)中心控制系統(tǒng)的依賴性明顯要大很多，因?yàn)槎ㄎ唤馑阍谀抢锒皇怯捎脩粼O(shè)備完成的。為了彌補(bǔ)這種系統(tǒng)易損性，gps正在發(fā)展星際橫向數(shù)據(jù)鏈技術(shù)，即使主控站被毀gps衛(wèi)星也可以獨(dú)立運(yùn)行。而“北斗一號(hào)”系統(tǒng)，一旦中心控制系統(tǒng)受損，系統(tǒng)就不能工作了。

實(shí)時(shí)效果

“北斗一號(hào)”用戶的定位申請(qǐng)要送回中心控制系統(tǒng)，中心控制系統(tǒng)解算出用戶的三維位置數(shù)據(jù)之后再發(fā)回用戶，其間要經(jīng)過地球靜止衛(wèi)星走一個(gè)來回，再加上衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)，中心控制系統(tǒng)的處理，時(shí)間延遲就更長(zhǎng)了，因此對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)體，就加大了定位的誤差。此外，“北斗一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也有一些自身的特點(diǎn)，其具備的短信通訊功能就是gps所不具備的。

終端配套

2011年12月27日，國(guó)家正式宣布北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)試運(yùn)行啟動(dòng)，標(biāo)志著我國(guó)自主衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段。其中，衛(wèi)星導(dǎo)航專用asic硬件結(jié)合國(guó)產(chǎn)應(yīng)用處理器的方案，成為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片一項(xiàng)重大突破。該處理器由我國(guó)本土ic設(shè)計(jì)公司研發(fā)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并已實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，一舉打破了電子終端產(chǎn)品行業(yè)普遍采用國(guó)外處理器局面。

衛(wèi)星導(dǎo)航終端中采用的導(dǎo)航基帶及射頻芯片，是技術(shù)含量及附加值最高的環(huán)節(jié)，直接影響到整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在導(dǎo)航基帶中，一般通過導(dǎo)航專用asic硬件電路結(jié)合應(yīng)用處理器的方案來實(shí)現(xiàn)。此前的應(yīng)用處理器多選用國(guó)外公司arm處理器芯片核，需向國(guó)外支付ip核使用許可費(fèi)用的同時(shí)，技術(shù)還受制于人，無法徹底解決產(chǎn)業(yè)安全及保密安全問題。

而通過設(shè)立重大專項(xiàng)應(yīng)用推廣與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目等方式，北斗多模導(dǎo)航基帶及射頻芯片國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)，中國(guó)人自己的應(yīng)用處理器也在北斗多模導(dǎo)航芯片中得到規(guī)模應(yīng)用。

目前的bd/gps多模基帶芯片解決方案中，衛(wèi)星導(dǎo)航專用asic硬件結(jié)合國(guó)產(chǎn)應(yīng)用處理器打造出了一顆真正意義的“中國(guó)芯”。該應(yīng)用處理器為國(guó)內(nèi)完全自主開發(fā)的cpu/dsp核，包括指令集、編譯器等軟件工具鏈以及所有關(guān)鍵技術(shù)，均擁有100%的中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。其擁有國(guó)際領(lǐng)先水平的多線程處理器架構(gòu)，可共享很多硬件資源，并在提供相當(dāng)多核處理器處理能力的同時(shí)，節(jié)省芯片成本。

而基于該國(guó)產(chǎn)處理器衛(wèi)星導(dǎo)航芯片方案的模塊，是目前全球體積最小的bd/gps雙模模塊，具有定位精度高、啟動(dòng)時(shí)間快及功耗低等特點(diǎn)。

頻道之爭(zhēng)

中歐這場(chǎng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)頻道之爭(zhēng)，源于歐盟于2002年起決定以伽利略定位系統(tǒng)（galileopositioningsystem），來打破美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（gps）在民用導(dǎo)航領(lǐng)域的壟斷局面，并于來年邀請(qǐng)中國(guó)加入伽利略計(jì)劃，讓中國(guó)成為第一個(gè)非歐盟的參與國(guó)。根據(jù)中歐雙方合作協(xié)議，中方承諾投入2.3億歐元的巨額資金。但進(jìn)入2005年，據(jù)中通社報(bào)道，德國(guó)總理默克爾及法國(guó)總統(tǒng)薩科奇等親美政治人物上臺(tái)，美國(guó)同意在技術(shù)上支持伽利略的開發(fā)，繼之歐盟排擠中國(guó)，投入巨額資金，中國(guó)進(jìn)不到伽利略計(jì)劃的決策機(jī)構(gòu)，在技術(shù)合作開發(fā)上也被歐洲航天局故意設(shè)置阻擋。

中國(guó)遂開始把注意力轉(zhuǎn)移到沉寂數(shù)年的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)上。中國(guó)于2006年11月對(duì)外宣布，將開發(fā)自己的全球衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，到2007年底，覆蓋全球的北斗二號(hào)系統(tǒng)計(jì)劃浮出水面。但歐盟卻直至2008年，伽利略系統(tǒng)的第二顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星才升空，比最初計(jì)劃推遲整整五年。

此外，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)技術(shù)上比伽利略更先進(jìn)，定位精度甚至達(dá)到0.5公尺級(jí)。但由于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的頻道與伽利略計(jì)劃重疊，引發(fā)歐盟官員抗議。按照國(guó)際電信聯(lián)盟通用的程序，中國(guó)已經(jīng)向該組織通報(bào)了準(zhǔn)備使用的衛(wèi)星發(fā)射頻率，這一頻率正好是伽利略系統(tǒng)準(zhǔn)備用于公共管理服務(wù)的頻率。中國(guó)航空技術(shù)專家指出，按照“先用先贏”的國(guó)際法原則，中國(guó)和歐盟成了此頻率的競(jìng)爭(zhēng)者。

中國(guó)將在2009年發(fā)射三顆北斗二代衛(wèi)星，正式啟用該頻率。而歐盟連預(yù)定的三顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星都沒射齊，注定在競(jìng)賽中敗下陣來，從而失去對(duì)頻率的所有權(quán)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成有：兩顆地球靜止軌道衛(wèi)星、地面中心站、用戶終端。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的基本工作原理是“雙星定位”：以2顆在軌衛(wèi)星的已知坐標(biāo)為圓心，各以測(cè)定的衛(wèi)星至用戶終端的距離為半徑，形成2個(gè)球面，用戶終端將位于這2個(gè)球面交線的圓弧上。地面中心站配有電子高程地圖，提供一個(gè)以地心為球心、以球心至地球表面高度為半徑的非均勻球面。用數(shù)學(xué)方法求解圓弧與地球表面的交點(diǎn)即可獲得用戶的位置。

由于在定位時(shí)需要用戶終端向定位衛(wèi)星發(fā)送定位信號(hào)，由信號(hào)到達(dá)定位衛(wèi)星時(shí)間的差值計(jì)算用戶位置，所以被稱為“有源定位”。

北斗短報(bào)文通信原理：

(1)短報(bào)文發(fā)送方首先將包含接收方ID號(hào)和通訊內(nèi)容的通訊申請(qǐng)信號(hào)加密后通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)入站;

(2)地面中心站接收到通訊申請(qǐng)信號(hào)后，經(jīng)脫密和再加密后加入持續(xù)廣播的出站廣播電文中，經(jīng)衛(wèi)星廣播給用戶;

(3)接收方用戶機(jī)接收出站信號(hào)，解調(diào)解密出站電文，完成一次通訊。

與定位功能相似，短報(bào)文通訊的傳輸時(shí)延約0.5秒，通訊的最高頻度也是1秒1次。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的定位原理實(shí)際上非常簡(jiǎn)單。基準(zhǔn)站接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)后，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)形成相應(yīng)的信息，然后通過衛(wèi)星、廣播、移動(dòng)通信等方式實(shí)時(shí)發(fā)送到應(yīng)用終端，實(shí)現(xiàn)定位服務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)為確保國(guó)家高精度時(shí)空信息安全提供了根本保障。

北斗授時(shí)原理是通過北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)提供高精度的時(shí)間信號(hào)。北斗衛(wèi)星系統(tǒng)通過多顆衛(wèi)星組成的星座，利用衛(wèi)星與接收器之間的信號(hào)傳播時(shí)間差來計(jì)算位置和時(shí)間。北斗授時(shí)應(yīng)用廣泛，包括金融交易、電力系統(tǒng)同步、通信網(wǎng)絡(luò)同步、科學(xué)研究等領(lǐng)域。它能提供高精度的時(shí)間同步，確保各個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間一致性，提高系統(tǒng)的可靠性和精度。同時(shí)，北斗授時(shí)還可以用于天文觀測(cè)、地震監(jiān)測(cè)等科學(xué)研究領(lǐng)域。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的原理是基準(zhǔn)站接受衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)后，會(huì)通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)形成相應(yīng)的信息，再由衛(wèi)星、廣播、移動(dòng)通信等手段將信息實(shí)時(shí)發(fā)送至應(yīng)用終端，實(shí)現(xiàn)定位服務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的定位精度為10米，測(cè)速精度為0.2米/秒，授時(shí)精度為10納秒。

北斗導(dǎo)航為是我國(guó)自主建設(shè)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，和美國(guó)的GPS、歐洲伽利略（GALILEO）、俄羅斯格洛納斯（GLONASS）都屬于全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（NGSS）。