北斗二号卫星导航系统（BDS-2）是中国自主研发、独立运行的卫星导航系统。　它由5颗静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星、4颗中圆地球轨道卫星，共计14颗组网卫星以及32个地面站天地协同组网运行，于2012年12月正式向中国及亚太地区提供定位、测速与授时以及短报文通信服务。

2004年8月北斗二号工程立项，正式启动工程建设。2009年4月15日，北斗二号首颗组网应用卫星由长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射。2012年10月25日，第十六颗北斗导航卫星发射升空并进入预定轨道，标志着北斗二号系统星座部署完成。2012年12月27日，北斗二号系统正式向亚太地区提供区域服务。2019年5月17日，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射了第四十五颗北斗导航卫星，作为中国北斗二号工程第四颗的备份卫星。

北斗二号是中国北斗卫星导航系统建设"三步走"发展战略承前启后的关键一步。北斗二号卫星导航系统在兼容北斗一号有源定位体制的基础上增加了无源定位体制，即用户不用自己发射信号，仅依靠接受信号就能实现定位。且用户容量不受限制，也进一步满足了高动态需求。同时北斗二号卫星导航系统是中国第一个面向大众和国际用户服务的空间信息基础建设，也是中国第一个与国际先进系统同台竞技的航天系统。在国际上首创了同步轨道导航卫星，解决了基于弱磁力的姿态控制，高精度温控等关键技术。将定位，短报文通信，差分增强三种服务融为一体的新模式。实现了国际卫星导航领域和中国航天领域的多个首创。

中国于20世纪后期开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路，逐步形成“三步走”发展战略：2000年年底建成北斗一号系统，向中国提供服务；2012年年底建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务；2020年前后建成北斗全球系统，向全球提供服务。并确立了发展目标 ：建设世界一流的卫星导航系统，满足国家安全与经济社会发展需求，为全球用户提供连续、稳定、可靠的服务；发展北斗产业，服务经济社会发展和民生改善；深化国际合作，共享卫星导航发展成果，提高全球卫星导航系统的综合应用效益。 

1994年，中国启动北斗一号系统建设，中国开始独立自主研制北斗卫星导航系统，并以祖先们用于识别方向的“北斗七星”命名。2000年10月，北斗首星发射，一个多月后，第二颗北斗卫星也被送入太空，中国成为美俄后，第三个建成卫星导航的国家。2000年年底，建成北斗一号系统，向中国提供服务。2002年，欧盟发起伽利略卫星计划，彼时，中方遇技术瓶颈，欧盟缺研发基金，双方决定联手开发；但是四年后，中国却被排除在了项目外。 由于欧盟合作诚意严重不足，中国开始独立研发北斗系统。

2004年8月北斗二号工程立项，正式启动工程建设。2007年4月14日成功发射第一颗北斗二号卫星，验证了北斗二号卫星导航系统新的技术体制、关键技术和研制程，对MEO轨道的空间环境进行了研究，保证了中国宝贵的卫星导航频率与轨道资源。

2009年4月15日0时16分，北斗二号首颗组网应用卫星由长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射。2010-2012年，北斗二号系统连续成功发射了14颗卫星，建成了基于混合星座"5GEO+5IGSO+4MEO"的系统；同时完成了地面运控系统的建设工作，完成了星地联调等工作，系统实现了"边建设，边试验，边应用"的目标。

2016年3月、6月，北斗二号系统又成功发射了两颗备份星，北斗二号系统在轨卫星冗余备份可有效保证系统提供连续稳定可靠的服务。2019年5月17日，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射了第四十五颗北斗导航卫星，作为中国北斗二号工程第四颗的备份卫星。卫星属地球静止轨道卫星，入轨并完成在轨测试后，将接入北斗卫星导航系统，为用户提供更可靠服务，并增强星座稳定性，这是长征系列运载火箭的第304次飞行。北斗二号系统建成并投入运行以来，系统总体运行稳定可靠，服务性能满足承诺指标要求，从未发生服务中断，定位精度由10米提升至6米。2019年，北斗三号基本系统已完成建设；2020年10月前，由北斗二号和北斗三号系统共同提供服务；2020年10月后，以北斗三号系统为主提供服务。

2021年3月北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来，运行稳定、持续为全球用户提供服务。截至2021年6月，北斗导航系统已发射59颗卫星，包括：北斗一号共4颗，均已退役离轨；北斗二号共20颗，目前在轨工作15颗；北斗三号共35颗，包括5颗试验星，30颗组网星。截至2023年，中国北斗卫星导航系统主要由北斗二号卫星导航系统和北斗三号卫星导航系统组成。

参考资料：

北斗二号系统由卫星系统、地面运控系统和用户系统组成。

北斗二号卫星系统包括GEO卫星、IGSO卫星和MEO卫星。北斗二号MEO/IGSO卫星采用了DFH一3卫星平台，卫星为三轴稳定，并具有偏航控制能力，卫星寿命8年。根据功能分为有效载荷和平台两部分：有效载荷包括导航分系统、天线分系统、空间环境探测与激光测量分系统；平台包括结构分系统、热控分系统、供配电分系统、控制分系统、推进分系统、测控分系统和数管分系统。MEO卫星使用CZ-3B一箭双星发射，运载火箭从西昌发射中心发射至MEO转移轨道，经三次远地点变轨并相位捕获后，进入MEO运行轨道。

北斗二号卫星系统地面运控系统由主控站、监测站、时间同步/注入站三部分组成。其中主控站1个，一类监测站7个，二类监测站20个，时间同步/注入站2个。

主控站是地面运控系统的运行控制中心，也是北斗二号卫星导航系统的运行控制中心。主控站的主要任务是收集系统内各种导航信号监测、时间同步观测比对等原始数据，完成系统时间同步，进行卫星钟差预报、卫星精密定轨及广播星历预报、电离层改正、广域差分改正、系统完好性监测等信息处理，实现任务规划与调度和系统运行管理与控制等。同时，主控站还需与所有卫星进行星地时间比对观测，与所有时间同步/注入站进行站间时间比对观测，向卫星注入导航电文参数、广播信息等。监测站的主要任务是利用高性能监测接收机对各颗卫星的导航信号进行连续监测，为系统精密轨道测定、电离层校正、广域差分改正及完好性确定提供实时观测数据。监测站分为一类监测站和二类监测站：一类监测站主要用于卫星轨道测定及电离层延迟校正；二类监测站主要用于系统广域差分改正及完好性监测。北斗二号地面运控系统中有3个一类监测站分别与1个主控站及2个时间同步/注入站并址建设，其他的监测站在中国陆地区域均匀分布，独立建设。时间同步/注入站的主要任务是配合主控站完成星地时间比对观测，向卫星上行注人导航电文参数，并与主控站进行站间时间同步比对观测。

北斗系统增强系统包括地基增强系统与星基增强系统。 

北斗地基增强系统是北斗卫星导航系统的重要组成部分，按照“统一规划、统一标准、共建共享”的原则，整合中国地基增强资源，建立以北斗为主、兼容其他卫星导航系统的高精度卫星导航服务体系。利用北斗/GNSS高精度接收机，通过地面基准站网，利用卫星、移动通信、数字广播等播发手段，在服务区域内提供1-2米、分米级和厘米级实时高精度导航定位服务。系统建设分两个阶段实施，一期为2014年到2016年底，主要完成框架网基准站、区域加强密度网基准站、国家数据综合处理系统，以及国土资源、交通运输、中科院、地震、气象、测绘地理信息等6个行业数据处理中心等建设任务，建成基本系统，在全国范围提供基本服务；二期为2017年至2018年底，主要完成区域加强密度网基准站补充建设，进一步提升系统服务性能和运行连续性、稳定性、可靠性，具备全面服务能力。 

北斗星基增强系统北斗卫星导航系统的重要组成部分，通过地球静止轨道卫星搭载卫星导航增强信号转发器，可以向用户播发星历误差、卫星钟差、电离层延迟等多种修正信息，实现对于原有卫星导航系统定位精度的改进。按照国际民航标准，开展北斗星基增强系统设计、试验与建设。目前，已完成系统实施方案论证，固化了系统在下一代双频多星座（DFMC）SBAS标准中的技术状态，进一步巩固了BDSBAS作为星基增强xSP的地位。 

北斗二号系统是一种混合星座构型的卫星系统，它通过卫星配置的高精度原子钟、导航电文产生器、卫星与地面运控站的双向测距等方法实现卫星在区域范围内播发无线电导航信号，提供无线电导航业务服务。系统同时拥有区域星基增强能力，还保留了北斗一号系统特有的位置报告/短报文通信能力。

无线电导航业务服务就是卫星系统按照地面运控系统测量和计算结果，播发导航信号，由用户根据接收到的卫星无线导航信号，自主完成位置定位和航速及航行参数计算，实现导航定位和授时。由于对RNSS体制提供的卫星导航信号，用户只需要接收，不需要发射信号，因此也有人称其为无源卫星导航定位体制。

北斗二号系统RNSS的工作原理和过程如下：

北斗二号卫星导航系统公开的服务区为55°S~55°N，70°E~150'E，服务区内具备定位精度水平10m、高程10m；测速精度0.2m/s；双向授时精度10ns；短报文54万次每小时的服务能力。此外，北斗二号卫星导航系统还具有国外卫星导航系统所不具备的位置报告、三频导航、双向授时等功能。

北斗二号卫星导航系统以“独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠”为建设目标，实现了国际工星导航领域和中国航天领域的多个首次，取得了丰硕的自主创新成果。它是中国第一个复杂星座组网的航天系统，第一个面向大众和全世界用户承诺服务的空间基础设施，也是国际上第一个多功能融为一体的导航系统。

北斗二号卫星导航系统正式运行以来，卫星系统在轨工作稳定。北斗二号卫星系统包括GEO、IGSO和MEO三类卫星。GEO卫星采用东方红三号甲平台，起飞质量小于3060kg，整星末期输出功率大于2500W。卫星分为有效载荷和平台两部分，有效载荷部分包括导航、天线分系统；平台部分包括供配电、测控、控制、热控、结构和推进分系统。IGSO和MEO卫星采用东方红三号平台，整星末期输出功率大于2000W，IGSO起飞飞质量小于2300kg，MEO卫星起飞质量小于2160kg。相比GEO卫星，IGSO、MEO卫星平台部分增加了数管分系统，有效载荷增加了空间探测分系统。

新研制了东方红三号甲平台，在卫星的承重能力、供电功率、姿态控制、测控方式与信号体制、高精度及高稳定度、温度控制等方面取得了突破，满足了载荷的需求。

热控分系统实现卫星全生命期产品温度控制目标，为星载钟、大功率放大器等提供高精度、高稳定度温度环境。针对北斗导航卫星的产品热控特点，采用分舱设计、基于时序均匀分布的多回路比例控温方法、U型热管的均匀性辐射器等技术，实现了星载铷钟控温精度0.3℃/轨道周期的要求；突破新型热管槽道、高传热能力和低质量密度设计难题，实现正交热管网络整体减重20%以上。

北斗二号卫星测控系统在中国首次设计了扩频测控体制，并在轨应用。扩频测控体制具有码分多址的能力，可使用相同的测控频点实现星座多星测控。卫星测距精度及稳定性、抗干扰能力大幅提高。同时，基于星载扩频应答机产品的可靠性和成熟度，北斗二号卫星测控系统备份保留了统一S频段体制的应答机。

北斗二号卫星采用RDSS、RNSS载荷兼容优化与多功能融合设计，具备有源定位、无源定位和短报文通信业务功能。通过采用系统级电磁兼容性优化设计和相关频率的优化仿真设计，中国首次在一颗卫星载荷舱上实现了L、S、C频段的多频点高灵敏度接收和高功率发射的兼容。

北斗二号卫星包括上行注入天线、下行RNSS天线、RDSS天线、C频段转发天线，以及多幅测控天线等。天线分系统采用微波信号高隔离优化设计等技术，解决了多信号L、S、C频段天线兼容性难题。

在空间电磁信号强干扰环境和星上处理资源受限条件下，通过采用基于时频域的动态干扰抑制技术、星载复合分级干扰抑制信号处理体系、多种复杂干扰和大动态范围下高精度伪距测量、星上时延稳定性控制等技术，中国首次突破了复杂空间电磁条件下高精度测量关键技术，大动态信号电平及多种复杂干扰下测距精度优于1ns，解决了卫星上行接收抗干扰和精密测距稳定性难题，实现了导航卫星双通道精密测距以及星地双向时间比对功能。

星载铷原子钟是北斗导航卫星上的关键核心产品。星载铷钟采用非自激型光抽运汽泡式铷频标方案，利用Rb87原子基态超精细能级0-0跃迁所具有的极窄谱线和极稳定的心频率的特性，通过光抽运系统和电路的作用，将原子跃迁频率的高稳定性和准确度传递给晶振，从而获得高稳定的输出频率信号。星载铷钟技术涉及原子物理、微波理论、空间电子学真空环境、精密测量、热设计及可靠性等内容，指标要求严，寿命要求长，技术攻关难度高。通过中国优势单位强强联合，集智攻关，突破了高增益微波控制技术、精密频率控制、空间环境适应性试验及测试方法等关键技术，实现了理论上突破完成了产品工程化、小型化研制，达到了宇航产品的任务要求，打破了国外垄断。

北斗二号卫星具有产品一致性要求高、组网发射难度大、生产工艺缺陷在“组批”中引起的质量风险成倍增加等特点。因此，卫星系统在研制阶段开展了大量扎实的可靠性专项工作。针对系统级可靠性薄弱环节和技术难点，系统分析确定了可靠性专项工作内容，梳理出成败型故障模式18个，关键产品25种，有效保证了可靠性工作的全面性和深入性。

北斗二号卫星系统小批量、并行研制、多星管理、密集发射的研制特点，既具有独立性，更具有相关性。卫星系统在研制过程中，针对任务要求、进度变化、质量问题“举一反三”等实际情况，通过深入分析研制任务要求，识别卫星批产研制的多种要素及制约因素，采用动态基线、滚动备份、优化资源、严格技术状态管理等方式，建立了“集中设计、流水作业、滚动备份”的卫星产品组批生产模式，实现了卫星研制从“作品”到“产品”，从“作坊”到“产业”的跨越转变。2010-2012年，取得了14颗导航卫星发射连战连捷的佳绩。

2012年12月27日，北斗二号系统正式对中国及亚太地区提供区域服务。自正式提供卫星导航技术服务以来，北斗二号卫星在轨工作正常，系统业务服务稳定，服务精度和可靠性不断提高。在交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾和国家安全等领域得到了广泛应用，产生了显著的社会效益和经济效益。

北斗二号系统积极推进国际化工作，开展进入国际民航、国际海事、国际移动通信组织等标准体系工作，并取得了积极的进展，推动了大规模的国际应用。

武陵山片区林区面积大，移动通信覆盖不全，北斗二号卫星导航定位系统的定位和通信功能，该系统可在森林火灾发生时，利用该系统提供的辅助决策功能，制定合理的扑火方案，实现扑火力量的最优配置，缩短扑火出动时间：提高扑火效率，尽可能最大限度的降低森林火灾造成的损失。

北斗二号卫星的BDS具有定位、测速和授时功能，在农业方面应用主要是定位和测速功能。具体实施主要在播种、植保和施肥领域。如航空作业：作业规划人员通过手持北斗用户终端测量确定作业区域的边界，或通过已有电予地图确定作业边界，形成作业区域地图，并规划出作业航路图。作业时，飞机采用北斗导航仪沿着规定路线作业，有效避免重复和遗漏。需要重新加载化肥种子或农药时，通过读取北斗导航仪记录的上次结束作业时的关键节点，待继续作业时从该关键节点继续作业。通过北斗导航仪获取的飞行轨迹、喷雾系统开与关、飞行速度等信息，可输入地理信息系统（GIS）系统中，用以分析作业质量等。同时还可应用到测土配方施肥技术、跨区作业农机监管、拖拉机自动驾驶、机耕道、农田灌排渠道选线和地籍测绘学，还可以应用于农村规划、农业资源管理、农产品物流等方面。

2017年1月9日，国家科学技术奖励大会在北京召开。北斗二号卫星工程荣获国家科技进步特等奖。北斗二号卫星工程是国家科技重大专项，是中国北斗卫星导航系统建设“三步走发展战略承前启后的关键一步，其任务是建成覆盖中国及亚太地区的北斗二号卫星导航系统，满足中国经济社会发展和国防军队建设急需，保障国家安全和战略利益。

工程自2004年8月立项以来，历时8年完成研制建设，建成了由14颗组网卫星和32个地面站天地协同组网运行的北斗二号卫星导航系统，并于2012年12月正式向中国及亚太地区提供导航、定位、授时和短报文通信服务，服务区内系统性能与国外同类系统相当，达到同期国际先进水平。

中国300多家单位、8万余名科技人员参加了研制建设工作。中科院国家授时中心在北斗任务中承担了系统时间溯源、GNSS时差监测、时间频率体系及原子钟研制等多项关键技术攻关任务，在北斗系统的建设和发展中发挥了重要支撑作用，成为本次国家科技进步特等奖获奖单位。

北斗二号卫星导航系统取得了“四个第一“一是国际上第一个多功能融为一体的区域卫星导航系统，二是中国第一个与国际先进系统同台竞技的航天系统，三是中国第一个面向大众和国际用户服务的空间信息基础设施，四是中国第一个复杂星座组网的航天系统。