北斗卫星导航科普
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运控系统的功能
授时是指利用无线电波发播标准时间信号的工作，北斗系统授时有RNSS单向授时、RDSS单向授时和RDSS双向定时三种方法，将标准时间发播给用户，实现对用户频率的校准，为用户提供高精度的时间与频率服务。
周期内的第一帧数据段发送标准北斗时（天、时、分信号与时间修正数据）和卫星的位置信息，同时把时标信息通过一种特殊的方式调制在出站信号中，经过中心站到卫星的传输延迟、卫星到用户机的延迟以及其他各种延迟（如对流层、电离层、地球自转效应等）之后传送到用户机，由用户机测量接收信号和本地信号时标之间的时延，根据导航电文中的卫星位置信息、延迟修正信息以及接收机已知点位信息等计算钟差。
对于基于已知点位单向授时，授时终端放置在已知点位进行北斗RNSS观测，同时采集卫星的导航电文信息。授时终端选择1颗最优可视卫星，利用卫星导航电文信息计算精准星地距离和卫星钟差，从伪距观测中扣除星地几何距离、卫星钟差、传播时延等误差，从而完成授时终端钟差的确定，实现用户授时功能。
对于基于未知点位单向授时，授时终端放置在未知点位进行北斗RNSS观测，同时采集卫星的导航电文信息。授时终端观测4颗以上卫星数据后，通过导航定位解算模式，同时估计卫星位置和钟差信息，从而完成授时终端钟差的确定，实现用户授时功能。
北斗RDSS出站上行信号使用C频段（中心频点6224.67MHz），出站下行信号使用S频段（中心频点2491.75MHz），入站上行信号使用L频段（中心频点1615.68MHz），入站下行信号使用C频段（中心频点3974.72MHz）。
C波段是频率从4.0~8.0GHz的一段频带，作为通信卫星下行传输信号的频段，在卫星导航、卫星监视广播和各类小型卫星地面站中得到广泛应用。
根据IEEE521-2002标准，L波段是指频率在1~2GHz的无线电波波段，而北约的L波段则指40~60GHz（波长7.5~5.5mm），均属于毫米播。L波段主要应于卫星导航系统。
S波段是频率从1.55~3.4GHz的一段频带，主要应用于卫星通信、中继和雷达等领域。现在广泛使用的蓝牙、无线路由和无线鼠标也使用S频段信号。
4.北斗RNSS信号有哪几种测距码
北斗RNSS下行导航信号分别工作在B1、B2和B3三个频率上，每个频率上有两种测距码，一种是精密测距码（P码），另一种为普通测距码（C码）。
C码采用平衡GOLD序列，码周期为1毫秒，码长2046比特。不同导航卫星具有不同的C码，便于用户进行导航定位测量时识别不同导航卫星。
P码选择无周期的长码，满足高精度测距、多路径识别、良好相关特性的要求。
5.如何实现对北斗导航信号的失锁重捕
接收机在北斗信号失锁后，主要采用快速恢复和重新捕获两种方式进行捕获和跟踪。
如果接收信号仅出现短暂性中断，接收机码相位及多普勒频差变化不大，接收机保持当前跟踪环路码频率和载波频率不变，并持续搜索较小范围的码相位即可，当信号恢复时，可立即捕获信号并快速恢复到信号跟踪状态，通常1~2秒即实现可重新捕获信号，该方式称为快速恢复重捕法。
当接收信号中断时间过长时，由于码相位和多普勒频差已发生较大变化，接收机无法预知码相位和多普勒信息，只有重新启动捕获模块，对信号进行跟踪捕获，通常需要30秒以上的时间才能完成信号捕获跟踪，该方式称为信号重捕获。
6.北斗系统RDSS业务如何实现信息加解密
为了满足不同用户的需求，北斗RDSS服务具备了对用户业务信息的加解密功能，为特殊用户和普通加密用户提供更具保密性的服务，可完成密级信息的保护。
完成RDSS用户业务信息加解密的设备有两类，分别位于中心站和用户终端。中心站加解密设备完成入站加密用户信息解密和出站用户信息加密功能，用户终端加解密模块完成本用户发送信息加密处理和接收信息解密功能。
本文摘选自《中国北斗100问》
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