1.1课题研究的目的及意义

海上运输在目前属于全球极为普遍的运输方式，也是卫星导航领域开发的初衷。无论在江河湖泊，还是在各大洋行驶的多种船只，小到渔船，大到游轮，大部分都配备有导航设备，使海上与水路的运输更为高效和安全。基于单片机的船用北斗定位信号采集模块将在不同环境与地域的情况下，为航行船舶提供定位和安全保障。

卫星导航系统是非常重要的基础设施，它不仅关系到人民的日常工作，更会在安全层面影响国家的发展。近些年来，我国政府从与欧盟等国家共同开发伽利略导航系统的战略目标上逐渐转移为积极开发本土北斗卫星导航系统。2000 年以来，我国不断投入资金积极开展北斗二代系统的研制与开发，随着时间的积累和技术的提高，我国将会慢慢脱离受 GPS 系统钳制的局面，进而逐渐转向为以我国自主研发的北斗二代全球卫星导航系统为市场。

在船舶领域，北斗系统可为远洋及近海船舶提供定位以及导航服务，北斗系统所独有的短信功能更可以为相关船舶提供及时可靠的远程服务。中国目前正全面推进与北斗系统相关的各个基础产品的研发和产业化，并积极推动产品实现小型化、低功耗和高可靠，提升产品成熟度。目前市场上建立在北斗系统上的各种导航定位芯片、模块、以及相应的导航软件等基础产品如雨后春笋般出现，大有引领一次新的产业革命的趋势。

虽然就目前而言，相对于发展已经相当成熟的GPS系统，北斗系统存在着卫星数量不足，定位速度和定位精度不够理想，并且覆盖面只是亚太地区。但就其发展而言，在卫星数量逐渐增加，系统地面基地的增多和系统本身的改良创新，北斗必将会逐步完善，在精度，稳定度和功能上逐步超越其他导航系统，成为导航界的领头羊。

1.2北斗系统

北斗卫星导航定位系统，是我国在参与 GALILEO 计划并吃了个暗亏之后，下定决心自主开发，建设成的一个独立运行的全球卫星导航系统。吸取了多方卫星导航系统的经验教训，该系统的建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，并促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。

北斗计划于 1983 年首次提出，其初衷是为中国海上船只提供导航服务，该计划原来被称为双星定位通信系统。1994年，我国正式批准研制建设北斗一号导航系统。该系统结构十分简单，包含了 3 颗静止轨道卫星以及地面系统，该系统只能够满足小区域内的定位，而且需要主动发送定位需求，稳定性较差。2007年4月，第五颗北斗卫星的发射预示着我国步入了第二代北斗系统的建设阶段。在2012年，北斗系统已经可以满足亚太地区的定位、导航和授时服务，并且由于卫星处于低轨状态，相比 GPS 卫星多了短报文通信服务能力。预计在十年内，北斗系统可以达到全球区域的覆盖面。北斗二代导航系统较之一代最显著的提升是用户可以被动定位，拥有终端设备的用户无需再向卫星发射定位请求，而是可以直接通过卫星发射的信号来定位，故而减少了卫星信号带宽的占用，大大提升了工作效率与覆盖性。

目前的主流思想将北斗卫星导航整个系统细分为了空间段、地面段以及用户段三个部分，将位于大气层上空的五颗静止轨道卫星以及数十颗非静止轨道卫星纳入了空间段中，而将位于地表的主控站、注入站和监测站等若干个地面站归类于地面段，用户段则包括北斗用户终端以及与其他导航终端。当下全国各地掀起建设北斗地基增强系统的热潮，北斗地基增强系统作为北斗卫星导航系统的重要延伸、为更好拓展北斗应用的一个重要基础设施，将定位精度直接提高到一个新的层次。

1.3本课题研究的内容和目标