北斗导航

　　本书紧密围绕我国自主建设的北斗导航系统，介绍了北斗导航系统的基本原理、发展历程、系统特点及应用服务等，通俗易懂地讲述了北斗导航的基本知识、北斗导航系统的空间组成部分，阐述了北斗导航系统的运行控制部分和北斗导航系统建设应用的新理论、新技术、新方法和新成就。

　　杨元喜，江苏省泰州市人，工学博士，中国科学院院士，西安测绘研究所研究员。现任北斗全球卫星导航系统副总设计师。长期从事大地测量与卫星导航研究，创造性地提出了相关观测抗差估计系列理论，建立了全新的自适应动态导航定位理论体系：主持完成了多项大型国家大地测量工程。先后获得国家科学技术进步奖二等奖2项，省部级科学技术进步奖特等奖1项、一等奖6项。发表论文300余篇，其中SCI收录60余篇；出版学术专著2部，合著3部。曾获求是杰出青年实用工程奖、何梁何利科技进步奖——地球科学奖、航天基金会“钱学森杰出贡献奖”。2003年当选国际大地测量学会会士，2018年当选美国导航协会会士。

　　卢鋆，河南省开封市人，工学博士，北京跟踪与通信技术研究所高级工程师。现任北斗地面试验验证系统副总设计师、国家北斗重大专项国际合作专家组副组长、中国卫星导航年会组委会副秘书长。长期从事北斗系统总体设计、试验验证和国际合作等工作。中国航天科普大使，中国科协“科普中国·我是科学家”顾问。获多项省部级科技进步成果奖，申请专利和国家标准10余项，发表论文30余篇。

做好科学普及，是科学家的责任和使命／侯建国

科技开辟崛起之路出版见证历史辉煌／郝振省

本卷序一／孙家栋

本卷序二／杨元喜

本卷前言／本卷编委会

第一篇 北斗之路发展纵览

一、概述

（一）从司南到北斗

（二）世界卫星导航发展历程

（三）中国的北斗，世界的北斗，一流的北斗

第二篇 世界一流的北斗导航

二、独具特色的北斗导航星座

（一）卫星的“跑道”与星座

（二）世界卫星导航星座设计大盘点

（三）遵守秩序的北斗卫星星座

（四）北斗星座彰显中国智慧

（五）北斗星座对世界的贡献

三、 “手拉手”的星间链路

（一）星间链路-一浩瀚星河的太空桥梁

（二）北斗全球服务的制胜法宝

（三）地面托管时的星座自主运行

（四）未来星间链路发展展望

四、导航信号——卫星与用户的纽带

（一）导航信号的三要素

（二）导航信号的产生

（三）自主创新、兼容共用的北斗信号

（四）比肩全球的北斗信号性能

五、技能满格的北斗

（一）定位导航授时服务-一能力世界一流

（二）短报文通信服务——北斗独门秘笈

（三）星基增强服务——精度和完好性，一个也不能少

（四）国际搜救服务一生命的守护神

（五）高精度服务-一对精度精益求精

六、规模浩大的北斗工程

（一）功能强大的北斗星

（二）长征三号金牌火箭

（三）托举北斗的西昌发射场

……

第三篇 时空服务赋能未来

前言　

　　历经30余年的发展，北斗卫星导航系统在2020年圆满完成全球组网，正式提供全球服务。北斗卫星导航系统作为大国重器，它的建成改变了我国卫星导航服务受制于人的历史，意义非凡。凭借着创新的设计、丰富的功能、卓越的性能，中国的北斗已经成为世界的北斗，一流的北斗。

　　在2016年召开的“科技三会”上，习近平总书记发表重要讲话：“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。”作为北斗导航队伍中的科技工作者，开展北斗导航科普活动，努力传播北斗导航的科学知识是我们的责任与使命。本书是一本关于北斗导航的科普书，包括国内外卫星导航的发展历程、北斗星座、星间链路、导航信号、北斗服务、卫星发射场及测控网、自主可控、应用产业、国际合作、未来展望等内容，旨在通过简单的语言让更多的读者认识北斗、了解北斗、应用北斗，也为相关学者提供北斗系统基础信息参考。

　　全书各部分内容如下：

　　概述部分介绍了从司南到卫星导航的演变过程、世界卫星导航的发展历史，以及我国北斗导航的发展历程。

　　“独具特色的北斗导航星座”介绍了北斗卫星导航系统的各类型卫星、星座构型及特点，并与世界卫星导航星座的情况进行对比，凸显了北斗系统世界首创混合星座的独特优势。

　　“手拉手”的星间链路“介绍了什么是星间链路，星间链路是如何工作的，以及依靠星间链路实现自主运行、全球服务的原理。星间链路是北斗全球服务的制胜法宝。

　　“导航信号——卫星与用户的纽带”介绍了卫星导航信号的三要素以及人们是如何接收信号实现导航服务的，展现了北斗信号一流的质量和服务。

　　“技能满格的北斗”深入阐述了北斗系统的定位导航授时服务、独特的短报文服务、星基增强服务、国际搜救服务、精密单点定位服务等各类服务的原理及服务能力，北斗卫星导航系统正是凭借着多样化的服务成为了世界上功能最强大的系统。

　　“规模浩大的北斗工程”介绍了北斗卫星的功能、将卫星送入轨道的长三甲系列金牌火箭、发射北斗卫星的西昌卫星发射中心、陆海天全覆盖的卫星测控大网以及北斗创造的全球组网速度世界纪录。

　　“大国重器，自主可控”讲述了北斗星上器部件、单机以及北斗应用核心芯片实现l000/o自主可控过程中的艰辛历程。

　　“北斗应用只受想象力的限制”通过列举多个北斗应用实例以及北斗在24时中每时每刻的典型应用，为读者展现了北斗在各行各业和大众消费领域无时不在无处不在的应用现状。

　　“北斗走向世界”从北斗的频率轨位资源、北斗与世界其他卫星导航系统的兼容互操作协调、北斗纳入国际标准等多个方面介绍了北斗国际化发展的情况。北斗合作伙伴遍布全球，北斗服务惠及全球，北斗产品输出全球。

　　“梦想不止于此”描述了北斗系统应用前景，展望了北斗综合时空体系发展的架构。北斗发展之梦不止于此，北斗应用大有可为，北斗时空体系未来更加可期。

　　《北斗导航》作为中国科技之路丛书中的重要一册，作者深感责任重大。书稿从确定提纲到最终交付，经过了杨元喜院士的几核几改，在此对杨元喜院士表达最衷心的感谢！

　　本书由卢望、张弓、高为广、郭树人、张爽娜等撰写，其中第1章由卢望、张弓、张爽娜、杜娟、郭夏、耿润森撰写，第2章由胡敏、王威、张爽娜撰写，第3章由张弓、张爽娜、郭树人、李罡撰写，第4章由王雪、宿晨庚、张爽娜撰写，第5章由申建华、刘成、田丽、高为广撰写，第6章由卢望、张弓、田丽撰写，第7章由卢望、张弓、高为广、郭树人撰写，第8章由申建华、田丽、高为广、郭树人撰写，第9章由杜娟、陈颖、耿润森、田丽撰写，第10章由卢望、张弓、申建华、张爽娜、高为广、郭树人撰写。卢望拟定了全书编写提纲、各章编写思路以及编写要点，全书由田丽整理。

　　本书的出版得到了国防工业出版社策划编辑团队的大力支持，在此对他们以及所有参与编辑、校对和录入工作的人员表示感谢。

　　鉴于本书涉及内容广泛，编者水平有限，不妥之处在所难免，敬请同行专家和读者不吝指正。