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

導(dǎo)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(shí)（ T i m i n g ）系統(tǒng)，即 P N T系統(tǒng)，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的增長(zhǎng)極和信息化建設(shè)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(biāo)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(shù)領(lǐng)先的微波射頻有無線連接和北斗應(yīng)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(biāo)運(yùn)營(yíng)“北斗專家”微信公眾號(hào)，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(guó)北斗事業(yè)發(fā)展搖旗吶喊，北斗不僅僅是金航標(biāo)的生意，而是當(dāng)畢生的事業(yè)來做。金航標(biāo)公司創(chuàng)始人宋仕強(qiáng)先生，是國(guó)務(wù)院經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心民營(yíng)企業(yè)發(fā)展研究專家，積極為深圳市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和發(fā)展改革建言獻(xiàn)策，多篇宏觀經(jīng)濟(jì)研究和深圳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的論文在權(quán)威媒體發(fā)布，為深圳經(jīng)濟(jì)發(fā)展和體制改革提供新的思路展示新的視角。金航標(biāo)是從華強(qiáng)北發(fā)展起來的企業(yè)，宋仕強(qiáng)先生一直關(guān)注華強(qiáng)北研究華強(qiáng)北，撰寫大量文章剖析傳統(tǒng)華強(qiáng)北商業(yè)模式，為華強(qiáng)北的發(fā)展轉(zhuǎn)型思考和探索，為凈化和規(guī)范華強(qiáng)北營(yíng)商環(huán)境建言獻(xiàn)策大聲疾呼，希望華強(qiáng)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)

01

北斗系統(tǒng)的全稱是中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（英文：BeiDou Navigation Satellite System，簡(jiǎn)稱BDS），是和美國(guó)GPS全球定位系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯GLONASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、歐盟伽利略Galileo定位導(dǎo)航系統(tǒng)一道，稱為全球四大導(dǎo)航系統(tǒng)。當(dāng)然日本和印度也在建或計(jì)劃建造自己的導(dǎo)航系統(tǒng)，但都還不成氣候。

02

四大導(dǎo)航系統(tǒng)底層技術(shù)都是微波射頻技術(shù)，再加上基本的數(shù)據(jù)計(jì)算功能。導(dǎo)航定位終端設(shè)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(biāo)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(yùn)行的北斗GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，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(hào)數(shù)據(jù)計(jì)算出當(dāng)時(shí)終端所在的位置。導(dǎo)航定位授時(shí)還有其他的擴(kuò)展功能和應(yīng)用場(chǎng)景，由此催生了巨大應(yīng)用市場(chǎng)。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(yīng)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(dǎo)航系統(tǒng)，由美國(guó)在上世紀(jì)60年代開始研發(fā)，90年代的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)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(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)由21+3顆衛(wèi)星組成，分布在6個(gè)軌道平面上，軌道高度20200Km，運(yùn)行周期為11小時(shí)58分。GPS應(yīng)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(dǎo)航。憑借著推出時(shí)間早、覆蓋率高和定位準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)，美國(guó)主導(dǎo)的GPS迅速在全球范圍內(nèi)普及，汽車、智能手機(jī)、船舶、可穿戴設(shè)備、交通工具或智能設(shè)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(dǎo)航系統(tǒng)，由24顆衛(wèi)星組成，分布在3個(gè)軌道平面上，每個(gè)軌道面有8 顆衛(wèi)星軌道高度19100Km，運(yùn)行周期11小時(shí)15分。近年來受俄羅斯經(jīng)濟(jì)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(guó)家安全上面使用。Galileo伽利略，是歐洲的定位導(dǎo)航系統(tǒng)，由30顆衛(wèi)星組成，分布在3個(gè)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(cuò)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(shí)候是交叉混合使用，我們金航標(biāo)的北斗GPS天線和陶瓷片都可以做到這四個(gè)頻點(diǎn)的兼容。以上是基于天上的衛(wèi)星發(fā)射和傳輸信號(hào)的系統(tǒng)，我們通常叫做星基系統(tǒng)，與其對(duì)應(yīng)的還有陸基系統(tǒng)、海基系統(tǒng)等。

北斗BDS(BeiDou System )，是我國(guó)自主研發(fā)的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，技術(shù)指標(biāo)市場(chǎng)占有率目暫前位居全球第二位，按照目前的發(fā)展趨勢(shì)，大有超越美國(guó)的GPS系統(tǒng)的趨勢(shì)。北斗在應(yīng)用成熟之前，國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)基本都是和GPS配套走的，核心的東西都受制于人?，F(xiàn)在北斗三號(hào)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全球信號(hào)覆蓋，在地球上的任何一個(gè)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(shí)的全球定位系統(tǒng)。北斗三號(hào)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(dǎo)航系統(tǒng)。北斗BDS系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：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(qiáng)，在低緯度地區(qū)性能特點(diǎn)更為明顯。二是北斗系統(tǒng)提供多個(gè)頻點(diǎn)的導(dǎo)航信號(hào)，多頻信號(hào)組合使用提高了服務(wù)精度，我們金航標(biāo)（www.BDS666.com）公司就根據(jù)北斗的B3頻點(diǎn)研發(fā)了定位導(dǎo)航的軍工天線,在大氣產(chǎn)品和氣象服務(wù)方面也有應(yīng)用。三是北斗系統(tǒng)創(chuàng)新融合了導(dǎo)航與通信能力，具備定位導(dǎo)航授時(shí)、星基增強(qiáng)、地基增強(qiáng)、精密單點(diǎn)定位、短報(bào)文通信和國(guó)際搜救等多種服務(wù)能力。

北斗BDS（www.BDS666.com）比GPS和其他導(dǎo)航系統(tǒng)牛B的地方,是我們有短報(bào)文通信系統(tǒng)，這是北斗獨(dú)一無二的的優(yōu)勢(shì)，再輔助“天通一號(hào)”衛(wèi)星的通訊功能，讓北斗系統(tǒng)的功能更加強(qiáng)大和實(shí)用。北斗帶出來的新市場(chǎng)，也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，可以推動(dòng)國(guó)產(chǎn)北斗芯片、導(dǎo)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(guó)家實(shí)力和影響力，在軍工和國(guó)防事業(yè)方面，也可以揚(yáng)眉吐氣了。

在微波和射頻的基礎(chǔ)技術(shù)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(biāo)簽定位、二維碼標(biāo)簽定位、RFID射頻標(biāo)簽定位、Bluetooth藍(lán)牙定位、Zigbee定位、聲波定位、AI場(chǎng)景識(shí)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(yīng)用技術(shù)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(shí)候是這些技術(shù)單獨(dú)使用，有時(shí)是多種技術(shù)的融合與交叉混合使用，增加另外穩(wěn)定性和可靠性。在復(fù)雜和極端的場(chǎng)景中，通常采取以上一種或多種技術(shù)混合使用，起到相互補(bǔ)充和參考矯正的作用，在金航標(biāo)參與的高精度定位和軍工級(jí)產(chǎn)品導(dǎo)航定位方面，我們金航標(biāo)的技術(shù)人員體會(huì)深刻。
根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同，一般分為室外定位技術(shù)和室內(nèi)定位技術(shù)兩種
衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)是非常成熟的技術(shù)，比如大家熟知的GPS和我國(guó)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(shù)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(diǎn)，四顆衛(wèi)星就可以準(zhǔn)確定位用戶的位置。幾種衛(wèi)星定位技術(shù)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(guó)家也不同，是使用的最廣泛我們老百姓最熟悉的技術(shù)，我們使用的智能手機(jī)和開的汽車，都會(huì)用到。

基站IP定位技術(shù)，就是利用固定已知的移動(dòng)通信的基站位置(ip），根據(jù)客戶移動(dòng)終端的信息來確定位置，是廣泛使用的獨(dú)立性或者輔助性定位措施。常用的幾種技術(shù)有：?jiǎn)位径ㄎ?、多基站定位，以及與其他模式混合的多模式定位。基站的原理是，位置IP是已知的，移動(dòng)設(shè)備通過計(jì)算到臨近三個(gè)基站的位置就可以計(jì)算出設(shè)備當(dāng)前所在的位置。
01我們來看看A-GPS定位技術(shù)，從A-GPS定位啟動(dòng)到GPS終端接收器找到可用的北斗GPS衛(wèi)星流程如下：

（1）設(shè)備從蜂窩基站獲取到當(dāng)前所在的小區(qū)位置（即一次COO定位）；
（2）設(shè)備通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)將當(dāng)前蜂窩小區(qū)位置傳送給網(wǎng)絡(luò)中的A-GPS位置服務(wù)器；
（3）A-PGS位置服務(wù)器根據(jù)當(dāng)前小區(qū)位置查詢?cè)搮^(qū)域當(dāng)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(guān)信息），并返回給終端設(shè)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(dāng)前可用的GPS衛(wèi)星。這時(shí)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(hào)，初始化過程結(jié)束。A-GPS對(duì)定位速度的提高就主要體現(xiàn)在此過程中，我們金航標(biāo)的工程師們一般也叫該過程為熱啟動(dòng)，相信經(jīng)常開車使用導(dǎo)航設(shè)備的同志們都有體會(huì)。

有一些特殊應(yīng)用場(chǎng)景就要用到這些輔助定位手段。GPS和北斗BDS的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)，信號(hào)被遮擋或者削減時(shí)GPS北斗定位會(huì)出現(xiàn)漂移，在室內(nèi)或者較為封閉的空間也因?yàn)檫@個(gè)原因無法使用，因?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)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(nèi)及地下信號(hào)無法覆蓋的時(shí)候，G N S S服務(wù)的補(bǔ)充備份就變得尤為重要。在這些星基系統(tǒng)的信號(hào)不能夠完全滿足的地方，就需要布設(shè)一些陸基系統(tǒng)來作為補(bǔ)充了。

02.室內(nèi)定位技術(shù)（非暴露或覆蓋空間內(nèi)部）

室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)也有人叫做的非暴露或覆蓋空間定位技術(shù)，隨著科技的普及市場(chǎng)的發(fā)展，商業(yè)前景非常廣闊。一直有人在堅(jiān)持做這方面的產(chǎn)品，以前由于技術(shù)和成本限制一直沒有得到廣泛應(yīng)用。最近一段時(shí)間室內(nèi)定位技術(shù)又火起來了，就是蘋果公司推出iBeacon技術(shù)，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(biāo)簽定位、RFID射頻定位、藍(lán)牙定位、無線寬頻UWB定位技術(shù)都帶動(dòng)起來了，相關(guān)產(chǎn)品和新聞資訊都展現(xiàn)到大家眼前了，國(guó)內(nèi)成都有一家公司在研發(fā)重華定位備份系統(tǒng)，有獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，和澳大利亞新南威爾士大學(xué)的Locata公司全球首發(fā)陸基高精度自主PNT導(dǎo)航技術(shù)是有共通性的，技術(shù)路線應(yīng)該來源于以前美國(guó)人在上世紀(jì)90年代的羅蘭C（loran-c）系統(tǒng)。我們金航標(biāo)也在這個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研發(fā)軍工級(jí)導(dǎo)航定位信號(hào)矯正天線！

03.北斗GPS天線與射頻信號(hào)傳輸連接器等

在這里我們就要介紹我們金航標(biāo)（www.bds666.com）的天線了。北斗GPS信號(hào)接收的時(shí)候就要用到我們金航標(biāo)kinghelm品牌天線，信號(hào)的傳輸要用到我們金航標(biāo)研發(fā)生產(chǎn)的kinghelm射頻連接線材和同軸連接器等信號(hào)連接產(chǎn)品了，我們對(duì)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(yīng)用范圍，如電視天線；有的是按照外形，如我們金航標(biāo)在阿里巴巴熱賣的小辣椒天線船槳天線；有的是按照材質(zhì)，如玻璃鋼天線；有的是根據(jù)應(yīng)用范圍，如GSM天線等等，我們就給大家如下簡(jiǎn)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(yīng)用非常普遍，使用時(shí)也無太多特殊要求，比如家用的Wi-Fi、電臺(tái)、移動(dòng)通信系統(tǒng)中郊縣大區(qū)制的站型，我們小時(shí)候經(jīng)常聽的無線電收音機(jī)等，都是這種天線非常常見。

2. 吸頂天線，吸頂天線是移動(dòng)通信系統(tǒng)天線的一種，主要用于室內(nèi)信號(hào)覆蓋，比如會(huì)場(chǎng)、賓館、寫字樓、電影院、住宅樓內(nèi)等。白色向下的突起是天線體，往外輻射信號(hào)，后面接的線纜為饋線，把信號(hào)從移動(dòng)基站引入到天線?，F(xiàn)今市場(chǎng)上見到的室內(nèi)吸頂天線，外形花色很多，但其內(nèi)芯的購造幾乎都是一樣的。一般天線上會(huì)有移動(dòng)或聯(lián)通的品牌商標(biāo)，一眼就可看出是哪家運(yùn)行商的信號(hào)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(chǎng)所的墻壁上，屬于空氣介質(zhì)型微帶天線具有較強(qiáng)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(zhǎng)的室內(nèi)空間。壁掛天線安裝時(shí)前方較近區(qū)域不能有物體遮擋，且不要正對(duì)窗戶、大門等信號(hào)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(fèi)系統(tǒng)也是其一大應(yīng)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(gè)有源振子（一般用折合振子）、一個(gè)無源反射器和若干個(gè)無源引向器平行排列而成的端射式天線，由日本東北大學(xué)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(dá)10~15dB。具有增益較高、結(jié)構(gòu)輕巧、架設(shè)方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。八木天線適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信或者將室外信號(hào)引入到室內(nèi)，是室內(nèi)分布系統(tǒng)室外接收天線的首選，比如某區(qū)域室內(nèi)手機(jī)信號(hào)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(diǎn)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(zhǎng)。其選型和設(shè)置相對(duì)復(fù)雜，根據(jù)覆蓋要求、話務(wù)量分布、抗干擾要求等，需嚴(yán)格的調(diào)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(zhǎng)型基站板狀天線，其增益可達(dá)16~19dB，不言而喻，加長(zhǎng)型的長(zhǎng)度，為常規(guī)板狀天線的一倍，達(dá)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(qiáng)，直徑為1.5 m的拋物面天線，其增益即可達(dá)20 dB。雷達(dá)在發(fā)射時(shí)須把能量集中輻射到需要照射的方向，而在接收時(shí)又盡可能只接收探測(cè)方向的回波，同時(shí)分辨出目標(biāo)的方位和仰角，所以該天線形態(tài)在雷達(dá)或衛(wèi)星系統(tǒng)中非常常見。也有的拋物面采用柵狀結(jié)構(gòu)，一是為了減輕天線的重量，二是為了減少風(fēng)的阻力。

7. SBX-1?；鵛波段雷達(dá)天線，因?yàn)榈厍蚯实年P(guān)系，固定式雷達(dá)能覆蓋的范圍有很大限制。"海上巨眼"SBX-1?；鵛波段雷達(dá)包含許多小的雷達(dá)罩和一個(gè)重1814公噸的相位陣列雷達(dá)天線。這個(gè)相位陣列雷達(dá)天線需要超過一百萬瓦的電力運(yùn)作，擁有超過30000組傳送接收T/R模組，占地384平方米，可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)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(dǎo)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(gè)基地都有攔截、擊落導(dǎo)彈的能力。

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