1. 有移动通信了，为什么需要卫星通信?

由干基站的建设，维护、升级等成本高品，所以很多国家的基站都只着盖人口较多的城市。对于驴友、船员来说，卫星通信设备是刚需。即使对于基站覆盖非常密集的城市，一日发生天灾人祸、战争、供电维修等事故，基站瘫痪后手机就成了砖头，此时卫星通信是辅助通信的重要手段。

目前，铱星、海事卫星、欧星等设备都≥5000 元，月租费也比较高。而北斗短报文设备才 2000 元不到，月租费为 0，真正做到了物美价廉。至于卫星定位的价值，现在用惯了导航和定位的用户都很清楚。

2. 什么是北斗一代、二代、三代

具体描述如下:

北斗一代卫星从 2000 年开始研制，2003 年完完成，总共发射了三颗静止轨道卫星(2020 年下半年会增加到五颗)，主要覆盖中国及周边区域。

北斗一代卫星受限于当时的资金和技术水平，主要是解决中国卫星定位“从无到有”的问题。它的实现原理是: 地面上的用户机向北斗一代卫星发送请求,然后接收到定位信息。这种机制我们称为有源定位。而 GPS 是无源定位，地面上的用户机只需要接收，然后解析出坐标，不需要向卫星发送请求。

正因为这种有源定位的机制，北斗一代卫星才具备了卫星通信的功能。有源定位机制虽然定位精度只有100米以内，但是定位速度非常快，两三秒就可以定位;而 GPS 定位则需要 30秒以上,由于北斗一代的定位精度不够，从2005年开始，国家重点研发北斗二代，项目在 2017年完成，主要覆盖中国周边地区，提供高精度的无源定位，测速、授时服务，解决中国卫星定位“从有到优”的问题。

北斗二代同时发送了几颗短报文卫星，所以北斗短报文支持一代和二代。

北斗三代卫星是全球覆盖，中国版的全球 GPS。项目从 2017年开始，预计2020年完成，通过发送更多卫星、建成更多的地面基站增强系统，将北斗一代的有源定位和北斗二代的高精度无源定位从中国周边拓展到全球。

3. 北斗应用的现状和未来发展

2020年7月31号北斗三号正式开通，意味着北斗定位已经全球覆盖，同时中国周边和一带一路定位精度高于GPS系统。

但是北斗三号短报文开发给民用还需要很长一段时间，需要有配套的芯片、模块、天线、北斗通信卡等。尤其是北斗三号短报文在发送字节数和发送频度方面的提升，需要提升卫星系统和地面站的处理能力。加上军用转民用还需要一段时间，所以预计最快 2021年年底才能开放给民用。当然，我们都希望国家能快点开放出来。

目前的北斗短报文和北斗二代定位在使用范围和精度上都有增强，还将继续服役很长时间，请用户放心使用。有些一定要使用北斗三号系统定位的客户，需要更换原有的定位模块和定位天线。

4. 卫星定位原理

我们以 GPS 系统为例。北斗二代、GLONAS SS、伽利略等也是类似的。

GPS 卫星系统除了位于天上的 24 颗中轨道了卫星(实际不止 24 颗)，还有地面上的注入站、监控站主控站等，用于修正数据和控制卫星。而用户机只负责接收和解析数据。

运行在天上的 GPS 卫星，每个都不停地通过卫星信号向地球广播自己的当前位置坐标和时间。而用户机接收到后，用自己的时间减去卫星时间，就知道卫星信号在空中传播所用的时间。用传播时间*光速就得到用户机与卫星的距离。

根据空间几何知识，只要用户机能够捕捉到3个以上的卫星，就可以根据到这3颗卫星的距离和卫星的坐标，推测出用户机自己的(XYZ)坐标。

因为传播时间有误差，速度也会受到空中电离层的影响。所以一般要捕捉到 4 颗以上的 GPS 卫星，通过一些算法来减少误差。我们常说的3星定位和4星定位就是来源于此。

5.什么是GNSS

GNSS，即全球导航卫星系统。目前主要是指 GPS，北斗，GLONASS，伽利略等卫星系统。

6. 为什么手机定位那么快

当我们的手机开启位置服务，一般在几秒内就能定位成功。为什么一些户外产品的定位反而需要几十秒甚至1分多钟才能定位成功呢?其实是基站在帮助手机定位!

有一种技术叫 A-GNSS，即辅助 GNSS，也叫网络增强系统。它的原理是，手机跟附近的基站请求星历数据等辅助信息，这些星历数据可以让定位芯片知道要捕获的星历、频率范围、标准时间、近似位置等，手机收到后定位芯片就可以结合起来解析定位，明显缩短了定位芯片首次定位的时间。

而户外产品往往没有基站辅助，所以第一次定位完全靠定位芯片进行搜星和解析，所以定位时间就会比较久。等到定位成功后，再次定位就会非常快。

7.北斗短报文卫星系统的组成

北斗短报文卫星通信系统跟 GPS 定位系统类似，也是由天上的卫星，地面的控制站和用户机这三部分组成。

北斗短报文系统由于卫星是在静止轨道，所以只需要两颗卫星就可以覆盖中国及周边地区，另外一颗卫星作备用。到 2020 年覆盖全球时，也总共只需要 5 颗卫星。

卫星通信的过程是:用户机A将短报文发送给卫星，经过卫星中转后发送给用户机 B。

卫星通信机制类似于手机通信机制。手机A也是通过基站中转才能将消息发送给手机B。所以一旦基站损坏，所有手机的通信都将失去作用。

可以这样说，卫星系统都是类似的，通信系统都是类似的，定位系统也都是类似的。当然细节上有很多差异，比如频率，编码方式、加密方式、传输距离、传输功耗、链路控制等。

8. 北斗短报文是如何实现双星定位的

北斗短报文除了可以用于卫星通信，还能用于卫星定位。前面提到，GPS 定位最起码需要三颗卫星

那为什么北斗短报文可以做到双星定位呢?

这种定位方式的原理在于:

以2 颗在轨卫星的已知坐标为圆心，各以测定的卫星至用户终端的距离为半径，形成2个球面，用户终端将位干这2个球面交线的圆弧上。地面中心站配有电子高程地图，提供一个以地心为球心，以球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。用数学方法求解圆弧与地球表面的交点即可获得用户的位置。

所以当用户机发送北斗短报文定位请求给卫星后，卫星将请求转发给地面中心站，中心站计算完成后就将用户机的位置坐标发送给卫星，经卫星中转到用户机。

这种定位方式的定位精度比GPS逊色，但是定位速度比GPS快很多。北斗短报文定位只需要两三秒就可以获得定位，而GPS 冷启动则需要30秒其至1分钟以上。

9. RDSS和RNSS分别是什么

RNSS 英文全称Radio Navigation Satellite System，由用户接收卫星无线电导航信号，是一种卫星无线电导航业务，自主完成至少到4颗卫星的距离测量，进行用户位置，速度及航行参数计算。RNSS是无源定位。GPS、北斗二代、GLONASS、伽利略等系统是典型的 RNSS系统。

RDSS 英文全称 Radio Determination Satellite Service，缩写RDSS，卫星无线电测定业务，用户至卫星的距离测量和位置计算无法由用户自身独立完成，必须由外部系统通过用户的应答来完成。RDSS是有源定位。其特点是通过用户应答，在完成定位的同时，完成了向外部系统的用户位置报告，还可实现定位与通信的集成，实现在同一系统中的NAVCOMM 集成。北斗短报文定位就是RDSS的典型应用。

我们可以简单地理解成，RNSS 是常见的定位，RDSS 是北斗短报文定位。

10. 使用频段

请读者了解大概即可，不用纠结具体的娄数字。北斗发展比较快，所以有些信息会来不及更新。

11.定位精度

12. 北斗短报文的收发成功率

卫星通信属于超远距离，不是 100 %可靠的。

当用北斗短报文设备 A->卫星 ->北斗短报文设备 B时， A只能确认是否已经把信息发送出去，却不 只能确认是否已经把信息发送出去，却不 能知道 信息有没到达卫星，更不B有没收到。

所以行业内引入了 收发成功率的概念：比如送100 条，对方收到 97条，收发成功率就是 97 %。

一般信号好的地方，收发成功率都是 95%以上，甚至 100 %。

13.北斗短报文 5W 和 10W 的区别

本文转载自《深圳市容辉信息科技有限公司》