“北斗專家”金航標宋仕強再說北斗衛(wèi)星、北斗定位導航及北斗天線射頻輸送連接器

導航 ( P o s i t i o n i n g ) 、定位（ N a v i g a t i o n ）、授時（ T i m i n g ）系統(tǒng)，即 P N T系統(tǒng)，是國家經(jīng)濟發(fā)展的增長極和信息化建設的基石，影響著我們生活和工作的方方面面，是未來發(fā)展的大方向。金航標公司（www.BDS666.com）從研發(fā)生產(chǎn)銷售“kinghelm”品牌的北斗GPS模塊開始，發(fā)展成為研發(fā)生產(chǎn)銷售成系列的北斗GPS天線連接線射頻同軸連接器等產(chǎn)品往汽車線束連接器面發(fā)展，公司愿景是成為技術領先的微波射頻有無線連接和北斗應用產(chǎn)品提供者商，已經(jīng)在北斗行業(yè)埋頭苦干14年了，在軍工的北斗B3頻段天線連接器在研發(fā)新產(chǎn)品
金航標運營“北斗專家”微信公眾號，一直在大力宣傳北斗科普北斗推廣北斗講好北斗的人物和故事，為我國北斗事業(yè)發(fā)展搖旗吶喊，北斗不僅僅是金航標的生意，而是當畢生的事業(yè)來做。金航標公司創(chuàng)始人宋仕強先生，是國務院經(jīng)濟發(fā)展中心民營企業(yè)發(fā)展研究專家，積極為深圳市經(jīng)濟發(fā)展和發(fā)展改革建言獻策，多篇宏觀經(jīng)濟研究和深圳經(jīng)濟發(fā)展的論文在權威媒體發(fā)布，為深圳經(jīng)濟發(fā)展和體制改革提供新的思路展示新的視角。金航標是從華強北發(fā)展起來的企業(yè)，宋仕強先生一直關注華強北研究華強北，撰寫大量文章剖析傳統(tǒng)華強北商業(yè)模式，為華強北的發(fā)展轉型思考和探索，為凈化和規(guī)范華強北營商環(huán)境建言獻策大聲疾呼，希望華強北成為深圳市興旺繁榮的代表和改革開放偉大成果展示的名片.

第一.北斗BDS(BeiDou System)衛(wèi)星系統(tǒng)

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北斗系統(tǒng)的全稱是中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（英文：BeiDou Navigation Satellite System，簡稱BDS），是和美國GPS全球定位系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯GLONASS全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)、歐盟伽利略Galileo定位導航系統(tǒng)一道，稱為全球四大導航系統(tǒng)。當然日本和印度也在建或計劃建造自己的導航系統(tǒng)，但都還不成氣候。

02

四大導航系統(tǒng)底層技術都是微波射頻技術，再加上基本的數(shù)據(jù)計算功能。導航定位終端設備的模組包括射頻芯片和基帶芯片兩大部分，射頻芯片通過北斗GPS天線（金航標kinghelm就研發(fā)生產(chǎn)系列北斗GPS天線和射頻連接線連接器同軸電纜）接收在天上運行的北斗GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號，通過射頻連接器同軸電纜傳送給基帶芯片，北斗基帶芯片根據(jù)接收的信號數(shù)據(jù)計算出當時終端所在的位置。導航定位授時還有其他的擴展功能和應用場景，由此催生了巨大應用市場。GPS北斗Galileo格洛納斯Galileo伽利略定位系統(tǒng)的芯片模塊天線應用終端的產(chǎn)品和使用功能都是可以相互兼容切換的。

GPS全球定位導航系統(tǒng)，由美國在上世紀60年代開始研發(fā)，90年代的海灣戰(zhàn)爭中大展身手為大家熟知。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，GPS是目前全球最好最完善的導航定位系統(tǒng)。GPS全球定位導航系統(tǒng)由21+3顆衛(wèi)星組成，分布在6個軌道平面上，軌道高度20200Km，運行周期為11小時58分。GPS應用已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面，一說到GPS，大家就自然而然想到導航。憑借著推出時間早、覆蓋率高和定位準等優(yōu)勢，美國主導的GPS迅速在全球范圍內普及，汽車、智能手機、船舶、可穿戴設備、交通工具或智能設備，普遍都采用了GPS芯片和解決方案。Glonass格洛納斯，是俄羅斯的導航系統(tǒng)，由24顆衛(wèi)星組成，分布在3個軌道平面上，每個軌道面有8 顆衛(wèi)星軌道高度19100Km，運行周期11小時15分。近年來受俄羅斯經(jīng)濟疲軟的拖累，Glonass格洛納斯的表現(xiàn)平平后繼乏力，大多數(shù)在俄羅斯的軍方武器和國家安全上面使用。Galileo伽利略，是歐洲的定位導航系統(tǒng)，由30顆衛(wèi)星組成，分布在3個軌道，軌道高度24126Km，Galileo伽利略系統(tǒng)的定位精度還是比較不錯的。GPS北斗Galileo格洛納斯Galileo伽利略定位系統(tǒng)的芯片模塊使用終端功能都是可以兼容的，都沒有排他性，在很多時候是交叉混合使用，我們金航標的北斗GPS天線和陶瓷片都可以做到這四個頻點的兼容。以上是基于天上的衛(wèi)星發(fā)射和傳輸信號的系統(tǒng)，我們通常叫做星基系統(tǒng)，與其對應的還有陸基系統(tǒng)、?；到y(tǒng)等。

北斗BDS(BeiDou System )，是我國自主研發(fā)的導航定位系統(tǒng)，技術指標市場占有率目暫前位居全球第二位，按照目前的發(fā)展趨勢，大有超越美國的GPS系統(tǒng)的趨勢。北斗在應用成熟之前，國內相關產(chǎn)業(yè)基本都是和GPS配套走的，核心的東西都受制于人。現(xiàn)在北斗三號已經(jīng)實現(xiàn)了全球信號覆蓋，在地球上的任何一個區(qū)域，都能看到5顆以上的北斗衛(wèi)星，北斗真正成為名副其實的全球定位系統(tǒng)。北斗三號系統(tǒng)由24顆中圓地球軌道衛(wèi)星、3顆地球靜止軌道衛(wèi)星和3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星共30顆衛(wèi)星組成，和以前發(fā)射的北斗衛(wèi)星一起組成共有55顆星的新北斗導航系統(tǒng)。北斗BDS系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：一是空間段采用三種軌道衛(wèi)星組成的混合星座，高軌衛(wèi)星更多抗遮擋能力強，在低緯度地區(qū)性能特點更為明顯。二是北斗系統(tǒng)提供多個頻點的導航信號，多頻信號組合使用提高了服務精度，我們金航標（www.BDS666.com）公司就根據(jù)北斗的B3頻點研發(fā)了定位導航的軍工天線,在大氣產(chǎn)品和氣象服務方面也有應用。三是北斗系統(tǒng)創(chuàng)新融合了導航與通信能力，具備定位導航授時、星基增強、地基增強、精密單點定位、短報文通信和國際搜救等多種服務能力。

北斗BDS（www.BDS666.com）比GPS和其他導航系統(tǒng)牛B的地方,是我們有短報文通信系統(tǒng)，這是北斗獨一無二的的優(yōu)勢，再輔助“天通一號”衛(wèi)星的通訊功能，讓北斗系統(tǒng)的功能更加強大和實用。北斗帶出來的新市場，也是我國經(jīng)濟新的增長點，可以推動國產(chǎn)北斗芯片、導航定位等產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展，方便了老百姓的生活，增加了我們的國家實力和影響力，在軍工和國防事業(yè)方面，也可以揚眉吐氣了。

在微波和射頻的基礎技術上，還有其他定位方式，如地面基站定位、wifi定位、IP定位、RFID射頻標簽定位、二維碼標簽定位、RFID射頻標簽定位、Bluetooth藍牙定位、Zigbee定位、聲波定位、AI場景識別定位、地磁波定位、海浪波定位，UWB（Ultra Wide Band ）無線寬頻定位等應用技術定位。輔助定位的還有A-GPS、加速度傳感器、陀螺儀定位等。有時候是這些技術單獨使用，有時是多種技術的融合與交叉混合使用，增加另外穩(wěn)定性和可靠性。在復雜和極端的場景中，通常采取以上一種或多種技術混合使用，起到相互補充和參考矯正的作用，在金航標參與的高精度定位和軍工級產(chǎn)品導航定位方面，我們金航標的技術人員體會深刻。
根據(jù)應用場合不同，一般分為室外定位技術和室內定位技術兩種
衛(wèi)星導航定位技術是非常成熟的技術，比如大家熟知的GPS和我國的北斗BDS，還有俄羅斯的格洛納斯Glonass，歐洲的伽利略Galileo系統(tǒng)等，這里我們就放到一起來分析了。衛(wèi)星定位技術的原理是相同的，都是基于三維定位原理。一般說來一顆衛(wèi)星可以定義用戶的球面，兩顆衛(wèi)星可以定位用戶所在的圓周，三顆衛(wèi)星可以定位用戶在圓周的兩點，四顆衛(wèi)星就可以準確定位用戶的位置。幾種衛(wèi)星定位技術的區(qū)別在于他們的定位參考衛(wèi)星的位置是不同的，發(fā)射、管理的歸屬的國家也不同，是使用的最廣泛我們老百姓最熟悉的技術，我們使用的智能手機和開的汽車，都會用到。

基站IP定位技術，就是利用固定已知的移動通信的基站位置(ip），根據(jù)客戶移動終端的信息來確定位置，是廣泛使用的獨立性或者輔助性定位措施。常用的幾種技術有：單基站定位、多基站定位，以及與其他模式混合的多模式定位?；镜脑硎?，位置IP是已知的，移動設備通過計算到臨近三個基站的位置就可以計算出設備當前所在的位置。
01我們來看看A-GPS定位技術，從A-GPS定位啟動到GPS終端接收器找到可用的北斗GPS衛(wèi)星流程如下：

（1）設備從蜂窩基站獲取到當前所在的小區(qū)位置（即一次COO定位）；
（2）設備通過蜂窩網(wǎng)絡將當前蜂窩小區(qū)位置傳送給網(wǎng)絡中的A-GPS位置服務器；
（3）A-PGS位置服務器根據(jù)當前小區(qū)位置查詢該區(qū)域當前可用的北斗GPS衛(wèi)星信息（包括衛(wèi)星的頻段、方位、仰角等相關信息），并返回給終端設備；
（4）GPS北斗BDS終端接收器根據(jù)得到的可用衛(wèi)星信息，可以快速找到當前可用的GPS衛(wèi)星。這時候GPS北斗BDS終端接收器已經(jīng)可正常接收GPS北斗衛(wèi)星的信號，初始化過程結束。A-GPS對定位速度的提高就主要體現(xiàn)在此過程中，我們金航標的工程師們一般也叫該過程為熱啟動，相信經(jīng)常開車使用導航設備的同志們都有體會。

有一些特殊應用場景就要用到這些輔助定位手段。GPS和北斗BDS的優(yōu)點在于無輻射，但是穿透力很弱，無法穿透鋼筋水泥。在立交橋下面或者建筑物密集的地點，信號被遮擋或者削減時GPS北斗定位會出現(xiàn)漂移，在室內或者較為封閉的空間也因為這個原因無法使用，因為衛(wèi)星導航定位的原理都一樣。在G N S S系統(tǒng)可能被攻擊或者干擾，室內及地下信號無法覆蓋的時候，G N S S服務的補充備份就變得尤為重要。在這些星基系統(tǒng)的信號不能夠完全滿足的地方，就需要布設一些陸基系統(tǒng)來作為補充了。

02.室內定位技術（非暴露或覆蓋空間內部）

室內定位導航技術也有人叫做的非暴露或覆蓋空間定位技術，隨著科技的普及市場的發(fā)展，商業(yè)前景非常廣闊。一直有人在堅持做這方面的產(chǎn)品，以前由于技術和成本限制一直沒有得到廣泛應用。最近一段時間室內定位技術又火起來了，就是蘋果公司推出iBeacon技術，一下就把其他的wifi定位、IP定位、Zigbee定位、RFID射頻定位、二維碼標簽定位、RFID射頻定位、藍牙定位、無線寬頻UWB定位技術都帶動起來了，相關產(chǎn)品和新聞資訊都展現(xiàn)到大家眼前了，國內成都有一家公司在研發(fā)重華定位備份系統(tǒng)，有獨立自主的知識產(chǎn)權，和澳大利亞新南威爾士大學的Locata公司全球首發(fā)陸基高精度自主PNT導航技術是有共通性的，技術路線應該來源于以前美國人在上世紀90年代的羅蘭C（loran-c）系統(tǒng)。我們金航標也在這個系統(tǒng)的基礎上研發(fā)軍工級導航定位信號矯正天線！

03.北斗GPS天線與射頻信號傳輸連接器等

在這里我們就要介紹我們金航標（www.bds666.com）的天線了。北斗GPS信號接收的時候就要用到我們金航標kinghelm品牌天線，信號的傳輸要用到我們金航標研發(fā)生產(chǎn)的kinghelm射頻連接線材和同軸連接器等信號連接產(chǎn)品了，我們對這一塊非常熟悉。天線的種類劃分和命名，有的是按照功能和應用范圍，如電視天線；有的是按照外形，如我們金航標在阿里巴巴熱賣的小辣椒天線船槳天線；有的是按照材質，如玻璃鋼天線；有的是根據(jù)應用范圍，如GSM天線等等，我們就給大家如下簡單的歸類。
1. 棒狀/鞭狀天線,棒狀/鞭狀天線一般為全向天線，即在水平方向圖上表現(xiàn)為360°都均勻輻射，也就是平常所說的沒有方向性，但是一般增益不大。這類天線應用非常普遍，使用時也無太多特殊要求，比如家用的Wi-Fi、電臺、移動通信系統(tǒng)中郊縣大區(qū)制的站型，我們小時候經(jīng)常聽的無線電收音機等，都是這種天線非常常見。

2. 吸頂天線，吸頂天線是移動通信系統(tǒng)天線的一種，主要用于室內信號覆蓋，比如會場、賓館、寫字樓、電影院、住宅樓內等。白色向下的突起是天線體，往外輻射信號，后面接的線纜為饋線，把信號從移動基站引入到天線?，F(xiàn)今市場上見到的室內吸頂天線，外形花色很多，但其內芯的購造幾乎都是一樣的。一般天線上會有移動或聯(lián)通的品牌商標，一眼就可看出是哪家運行商的信號在覆蓋本地區(qū)。

3. 壁掛天線，壁掛天線主要安裝在房間、大廳、走廊等場所的墻壁上，屬于空氣介質型微帶天線具有較強的方向性，增益較大，外形都經(jīng)過美化的比較耐看，用一般在比較狹長的室內空間。壁掛天線安裝時前方較近區(qū)域不能有物體遮擋，且不要正對窗戶、大門等信號比較容易泄漏到室外的開口。壁掛天線的增益比吸頂天線要高，一般在6~10dB之間。比如高速路口不停車收費系統(tǒng)也是其一大應用。

4. 八木天線，八木天線屬于較高增益的定向天線，是由一個有源振子（一般用折合振子）、一個無源反射器和若干個無源引向器平行排列而成的端射式天線，由日本東北大學的八木秀次和宇田太郞兩人發(fā)明，所以叫八木天線。八木天線的單元數(shù)越多，其增益越高，通常采用6~12單元的八木定向天線，其增益可達10~15dB。具有增益較高、結構輕巧、架設方便、價格便宜等優(yōu)點。八木天線適用于點對點的通信或者將室外信號引入到室內，是室內分布系統(tǒng)室外接收天線的首選，比如某區(qū)域室內手機信號特別弱希望改善，一般都選用八木天線。

5.基站用板狀天線，基站板狀天線是最為普遍極為重要的基站天線，屬于定向天線的一種。板狀天線的優(yōu)點是：增益高、扇形區(qū)方向圖好、后瓣小、垂直面方向圖俯角控制方便、密封性能可靠以及使用壽命長。其選型和設置相對復雜，根據(jù)覆蓋要求、話務量分布、抗干擾要求等，需嚴格的調整下傾角、方向角、天線掛高、天線分集距離和隔離距離等參數(shù)。

常規(guī)的基站板狀天線，其增益約為 14~17dB，加長型基站板狀天線，其增益可達16~19dB，不言而喻，加長型的長度，為常規(guī)板狀天線的一倍，達2.4 m左右。

6. 高增益拋物面天線，由于拋物面具有良好的聚焦作用，所以拋物面天線集射能力強，直徑為1.5 m的拋物面天線，其增益即可達20 dB。雷達在發(fā)射時須把能量集中輻射到需要照射的方向，而在接收時又盡可能只接收探測方向的回波，同時分辨出目標的方位和仰角，所以該天線形態(tài)在雷達或衛(wèi)星系統(tǒng)中非常常見。也有的拋物面采用柵狀結構，一是為了減輕天線的重量，二是為了減少風的阻力。

7. SBX-1海基X波段雷達天線，因為地球曲率的關系，固定式雷達能覆蓋的范圍有很大限制。"海上巨眼"SBX-1?；鵛波段雷達包含許多小的雷達罩和一個重1814公噸的相位陣列雷達天線。這個相位陣列雷達天線需要超過一百萬瓦的電力運作，擁有超過30000組傳送接收T/R模組，占地384平方米，可以對目標進行搜尋和追蹤。并且可以和美軍位于加利福尼亞州范登堡空軍基地導彈防御系統(tǒng)、位于阿拉斯加州里利堡基地交換信息，這兩個基地都有攔截、擊落導彈的能力。

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