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北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）NavigationSatellite System﹞是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。与美国GPS、俄罗斯格罗纳斯、欧盟伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）、欧洲“伽利略”（GALILEO）等其他卫星导航系统兼容的终端组成。中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和十颗北斗导航卫星（其中，北斗-1A已经结束任务），将在系统组网和试验基础上，逐步扩展为全球卫星导航系统。 北斗卫星导航系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统。北斗卫星导航系统，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。
北斗系统四大功能。1.短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送40-60个汉字的短报文信息。2.精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。3.定位精度：水平精度100米(1σ)，设立标校站之后为20米(类似差分状态)。工作频率：2491.75MHz。4.系统容纳的最大用户数：每小时540000户。
中国计划2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。我国正在实施北斗卫星导航系统建设，已成功发射六颗北斗导航卫星。根据系统建设总体规划，2012年左右，系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力；2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。
系统特色及优劣势。北斗导航终端与GPS、欧洲的“伽利略”、俄罗斯的“格洛纳斯”相比，最有特色的是它的短信功能，每条能发送120个汉字。优势：和美国的GPS、俄罗斯的GLONASS相比，增加了通讯功能；全天候快速定位，与GPS精度相当；同时具备定位与通信功能，无需其他通信系统支持；覆盖中国及周边国家和地区，24小时全天候服务，无通信盲区；特别适合集团用户大范围监控与管理，以及无依托地区数据采集用户数据传输应用；独特的中心节点式定位处理和指挥型用户机设计，可同时解决“我在哪？”和“你在哪？”；自主系统，高强度加密设计，安全、可靠、稳定，适合关键部门应用。劣势：北斗一号系统属于有源定位系统，系统容量有限，定位终端比较复杂；北斗一号系统属于区域定位系统，目前只能为中国以及周边地区提供定位服务。
日期 发射地 火箭 卫星 轨道 目前状态 系统
2000年10月31日 西昌 长征三号甲 北斗-1A 地球静止轨道59°E 结束任务 北斗一号
2000年12月21日 西昌 长征三号甲 北斗-1B 地球静止轨道80°E 结束任务 北斗一号
2003年5月25日 西昌 长征三号甲 北斗-1C 地球静止轨道110.5°E 正常 北斗一号
2007年2月3日 西昌 长征三号甲 北斗-1D 超同步转移轨道 失效 北斗一号
2007年4月14日 西昌 长征三号甲 北斗-M1 中地球轨道~21500km 正常 北斗二号
2009年4月15日 西昌 长征三号丙 北斗-G2 地球静止轨道（预定） 失效 北斗二号
2010年1月17日 西昌 长征三号丙 北斗-G1 地球静止轨道144.5°E 正常 北斗二号
2010年6月22日 西昌 长征三号丙 北斗-G3 地球静止轨道84°E 正常 北斗二号
2010年8月1日 西昌 长征三号甲 北斗-I1 倾斜地球同步轨道 倾角55°正常 北斗二号
2010年11月1日 西昌 长征三号丙 北斗-G4 地球静止轨道160°E 正常 北斗二号
2010年12月18日 西昌 长征三号甲 北斗-I2 倾斜地球同步轨道 倾角55°正常 北斗二号
2011年4月10日 西昌 长征三号甲 北斗-I3 倾斜地球同步轨道 倾角55°正常 北斗二号
2011年7月27日 西昌 长征三号甲 北斗-I4 倾斜地球同步轨道 倾角55°正常 北斗二号
2011年12月2日 西昌 长征三号甲 北斗-I5 倾斜地球同步轨道 倾角55°正常 北斗二号 GPS功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素；这三个要素缺一不可；通过这三个要素，可以提供车辆防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。
GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。
GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及GPS系统信息，如卫星状况等。
GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。
GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频 移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定的历元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位 精度也只能采用相位观测值。
按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收机间距离较远时（大气有明显别），应选用双频接收机。
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。如图所示，假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式)。
主要功能。1．跟踪定位2．轨迹回放3．超速报警4．里程统计5．拖车报警6．车辆远程控制7．紧急报警8．车辆调度
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北斗杯是全国性的科技竞赛，由教育部科技司、国家发展改革委高技术司、工业和信息化部电子司、国家民委教科司、中国科协青少年科技中心共同主办，是一项具有重要影响力的科技竞赛活动。这项比赛吸引了全国众多高校和科研机构的参与，为参赛者提供了一个展示和交流的平台，故北斗杯全国青少年科技创新大赛含金量高。
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