2021年是(shi)不平凡的(de)(de)一年。我(wo)們在(zai)經(jing)歷疫情考驗的(de)(de)同時(shi)，在(zai)航(hang)天(tian)領域捷(jie)報頻傳。全(quan)年共執行55次(ci)發射任務，發射次(ci)數居世界首(shou)位。近日，國(guo)家發改委宣布我(wo)國(guo)已基本形成北斗衛星(xing)導航(hang)產業(ye)體系(xi)。今天(tian)和大家嘮(lao)一嘮(lao)其中和大家關系(xi)最緊(jin)密的(de)(de)北斗的(de)(de)故事(shi)。
19年1月3日(ri)，嫦(chang)娥四號在月球(qiu)背(bei)面著陸成功。
20年6月23日(ri)，長(chang)征三(san)號乙運載火箭搭載北斗三(san)號最后(hou)一(yi)顆全球組(zu)網衛星發射成功(gong)。
20年(nian)7月23日，長征五號遙四(si)運載(zai)火箭搭(da)載(zai)火星探測器“天問一號”發射(she)成(cheng)功。
21年4月29日(ri)，中國(guo)空(kong)間(jian)站天和核心艙(cang)成功發射升空(kong)。
21年(nian)5月15日，天問一(yi)號(hao)火(huo)星探測器所(suo)攜(xie)帶的祝(zhu)融號(hao)火(huo)星車(che)，成功地降(jiang)落在(zai)火(huo)星。
21年10月14日(ri)，我國成(cheng)功(gong)發射(she)首顆(ke)太陽探測科學技術試驗衛星(xing)“羲和號”。
在最近幾(ji)年的時間里，中國在航天領域取得了許多歷史性成就。
其中，在(zai)2020年6月23日9時43分，我國成(cheng)功發射了(le)北(bei)斗(dou)系統第55顆導(dao)航(hang)衛星(xing)，這是北(bei)斗(dou)三號(hao)的第30顆，也(ye)是最(zui)后一顆全球組網(wang)衛星(xing)。至此(ci)北(bei)斗(dou)三號(hao)全球衛星(xing)導(dao)航(hang)系統比原計(ji)劃提前(qian)半年時間全面完成(cheng)部署。
在2022年(nian)(nian)3月(yue)20日，我(wo)國(guo)首個(ge)地鐵(tie)(tie)北斗定(ding)位系統(tong)在北京地鐵(tie)(tie)首都機場線開(kai)工建設(she)，這(zhe)是我(wo)國(guo)目前規模最大的(de)室(shi)內空(kong)間導(dao)航定(ding)位系統(tong)，預計(ji)在今年(nian)(nian)內建成。
這對(dui)中國，對(dui)通信行業是件大事，也(ye)對(dui)我們的日常生活(huo)有著重要的影響。
有兄弟姐(jie)妹對(dui)北斗不(bu)太了解(jie)，今天就和大家來嘮一嘮。
謝邀，人在火星，剛下飛(fei)船。
什么是北斗？
這次要聊的(de)北(bei)斗，可不(bu)是劉歡《好漢歌》里的(de)“天上的(de)星(xing)星(xing)參北(bei)斗”的(de)北(bei)斗星(xing)，而是中國發(fa)射的(de)人造地球衛星(xing)。
人造地球衛星(xing)是用途(tu)最(zui)廣、發射數量最(zui)多和效益最(zui)高的航天器。
1. 人造地球衛星若按運行軌道，可以分為：
低軌道(dao)衛星，軌道(dao)高度(du)為200～2000千米
中軌道衛星，軌道高度為2000～20000多千米(mi)
高(gao)(gao)軌道(dao)衛(wei)星(xing)(xing)（地球靜止軌道(dao)、地球同步軌道(dao)衛(wei)星(xing)(xing)），軌道(dao)高(gao)(gao)度為(wei)35786千米
我們的(de)北(bei)斗用(yong)的(de)是(shi)后面兩種，包括(kuo)24顆21500km的(de)中圓地(di)球(qiu)軌(gui)道(dao)（MEO）衛星(xing)、3顆地(di)球(qiu)靜止軌(gui)道(dao)（GEO）衛星(xing)、3顆傾(qing)角(jiao)55°的(de)地(di)球(qiu)同步軌(gui)道(dao)（IGSO）衛星(xing)。
2. 人造地球衛星若按用途，可以分為：
科(ke)學衛星（對內探索地球(qiu)、對外觀測天體）
技術試驗(yan)衛(wei)星（例如載人航天前送動(dong)物上天的返回式衛(wei)星）
應用衛星
和我們日常生活關系(xi)比(bi)較(jiao)緊密的是(shi)應用衛(wei)星，它包括氣(qi)象衛(wei)星、通訊衛(wei)星、導航(hang)衛(wei)星等。
北斗就是其(qi)中的導(dao)航衛(wei)星(xing)，用于定位導(dao)航，可(ke)沒有啥死兆星(xing)什(shen)么的。
導航不是GPS嗎，有人用北斗嗎？
說到導航，大家都不陌生(sheng)。開車或(huo)者去(qu)陌生(sheng)的地方旅游，誰不開個(ge)高(gao)德或(huo)百度的地圖軟件(jian)？現在(zai)家用小汽車那么普及(ji)，絕對和這有很大關系。不然車開一半不認識路了，要我停車翻紙地圖，那還不如(ru)打的找(zhao)老(lao)司(si)機帶(dai)帶(dai)我呢。導航軟件(jian)拯救了多少像我輩一樣的天(tian)然路癡，功(gong)德無量(liang)~
但是，我們(men)經(jing)常聽導航軟件在叫“GPS信(xin)(xin)號弱(ruo)”，而不(bu)是叫“北斗信(xin)(xin)號弱(ruo)”，北斗是不(bu)是根(gen)本(ben)就沒人(ren)用，是一(yi)個(ge)面子工程呢(ni)？
答案當然是：
地圖(tu)軟件(jian)實際使用(yong)的是全(quan)球導(dao)航衛星(xing)系(xi)統(tong)GNSS（Global Navigation Satellite System）。而有能力把(ba)衛星(xing)咻(xiu)~咻(xiu)~咻(xiu)~~上去提(ti)供全(quan)球定位導(dao)航的只有四(si)家(jia)：
美國，GPS（Global Positioning System，全(quan)球定位系統(tong)）
俄國，GLONASS（格洛納斯）
歐洲，Galileo（伽利(li)略）
中國，北斗（BDS）
另外(wai)，還有(you)日本準天(tian)頂衛星系(xi)統QZSS和(he)印度區(qu)域(yu)衛星導航(hang)系(xi)統IRNSS，它們只能提供(gong)局部區(qu)域(yu)的定位(wei)導航(hang)。
一般國內在售的安卓手機都是北斗的用戶了，里面的芯片是(shi)幾(ji)種導航系(xi)統(tong)都支(zhi)持(chi)(chi)(chi)的。蘋果手機目前(qian)支(zhi)持(chi)(chi)(chi)GPS，還(huan)不支(zhi)持(chi)(chi)(chi)北(bei)斗。下面(mian)是(shi)一張(zhang)基(ji)站(zhan)側在網管后臺設(she)(she)置(zhi)GNSS的截圖，在國內(nei)我們一般設(she)(she)置(zhi)為“GPS/北(bei)斗 GPS主用”或(huo)者“北(bei)斗/GPS 北(bei)斗主用”，GPS和(he)北(bei)斗之(zhi)(zhi)間(jian)支(zhi)持(chi)(chi)(chi)無縫切換。手機側和(he)基(ji)站(zhan)側一樣，只要(yao)手機支(zhi)持(chi)(chi)(chi)，不同(tong)GNSS系(xi)統(tong)之(zhi)(zhi)間(jian)就是(shi)兼容的。
既(ji)然(ran)北斗和GPS是兼容關系，可以隨便切換，那為(wei)什么導航(hang)軟件只說“GPS信號(hao)弱”呢？
這就是美(mei)國GPS的先(xian)發優勢。
美國是最(zui)(zui)先研制衛星導(dao)航系統的國家，美國的GPS緊隨俄羅斯的GLONASS之后開放民(min)用，在很長一(yi)段時間(jian)內，都(dou)是精(jing)度(du)最(zui)(zui)高、市(shi)場份額最(zui)(zui)大、認同度(du)最(zui)(zui)高的。
先發優勢(shi)(shi)帶來(lai)了命名和頻(pin)段上的優勢(shi)(shi)。
命名(ming)優(you)勢簡單(dan)，我先出生(sheng)的(de)(de)，我起(qi)名(ming)叫(jiao)李逵，你后(hou)出生(sheng)的(de)(de)，不(bu)能重名(ming)，那你只(zhi)能叫(jiao)李鬼。這(zhe)就是為(wei)什(shen)么后(hou)面國(guo)際通(tong)用的(de)(de)全(quan)球導航(hang)系(xi)統只(zhi)能叫(jiao)“雞你死（GNSS）”這(zhe)么拗(ao)口的(de)(de)名(ming)字。因為(wei)簡單(dan)明了的(de)(de)GPS，美(mei)國(guo)已(yi)經(jing)叫(jiao)過了吶。感覺那還不(bu)如(ru)叫(jiao)“雞你太美(mei)GNTM，Global Navigation Trace Management”呢~
頻(pin)段優(you)勢是因為衛星發射信號大家不(bu)(bu)能(neng)用同樣(yang)的頻(pin)段，不(bu)(bu)然會(hui)互相(xiang)干擾(rao)，而衛星頻(pin)段又是誰(shui)先(xian)申請誰(shui)得。這就像種地，有幾塊地山清(qing)水秀適合種莊稼，美國GPS先(xian)來，就把最好(hao)的給先(xian)挑了。
所以，現在你(ni)在國(guo)內(nei)用的(de)可能就是北(bei)斗，只是因為美國(guo)GPS以前優(you)勢大、應用廣，導(dao)航軟件根據習慣(guan)把北(bei)斗也叫成了GPS而已。
那北斗和美國GPS比誰更厲害呢？
1. 從衛星數量上看，北斗和GPS棋逢對手
美(mei)國GPS衛(wei)星導航系統由24顆衛(wei)星組(zu)成，全部都是中軌(gui)道(dao)衛(wei)星。參見//www.gps.gov/
中國(guo)北(bei)斗(dou)2020.6.23完成(cheng)北(bei)斗(dou)三(san)號(hao)組(zu)網。北(bei)斗(dou)三(san)號(hao)并不(bu)是(shi)單獨的(de)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)，全稱(cheng)是(shi)北(bei)斗(dou)三(san)號(hao)全球衛(wei)星(xing)(xing)(xing)導(dao)航系(xi)統。三(san)號(hao)系(xi)統是(shi)由(you)30顆(ke)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)組(zu)成(cheng)，包括24顆(ke)中軌(gui)(gui)道(dao)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)，6顆(ke)高軌(gui)(gui)道(dao)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)。北(bei)斗(dou)比GPS多的(de)這6顆(ke)高軌(gui)(gui)道(dao)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)，可以(yi)為亞太(tai)地區提(ti)供更好(hao)的(de)定(ding)位和(he)短報文通(tong)信服務。參見//www.beidou.gov.cn/
2. 從定位精度上看，北斗在中國現在是翻身做主人了
GPS在(zai)地球上任意區域，每時可見4~11顆(ke)衛(wei)星(xing)。在(zai)地球上很多(duo)開闊無遮(zhe)擋的區域，GPS都能夠搜到8顆(ke)以上的衛(wei)星(xing)。
北斗(dou)在亞太(tai)大部分地(di)區，每時可見(jian)約12~16顆衛星，全(quan)球其他地(di)區每時可見(jian)4~6顆衛星。
每(mei)時可見的衛星(xing)多，說明頭上的衛星(xing)多。由于(yu)無線信號有這樣那樣的干擾，就像六月(yue)的天氣一樣善變(bian)~導致它充滿了不確定性。
所以，能(neng)同時搜到的(de)衛星越多，導航系(xi)統自(zi)動校準(zhun)的(de)準(zhun)確(que)度就(jiu)越高。畢竟(jing)定位時是按時間(jian)×光速計算的(de)，真“失之毫厘謬(miu)以千里”。
為了(le)實現準確的定(ding)(ding)位(wei)，需要(yao)至少能夠(gou)同時(shi)收(shou)到4顆衛星(xing)的信(xin)號。低于這個(ge)數，就(jiu)會叫“GPS信(xin)號弱”了(le)。因此(ci)，頭上衛星(xing)越多，這就(jiu)增加了(le)在有一點遮擋的場景下，準確定(ding)(ding)位(wei)的希望！
北(bei)斗系統可向全球提(ti)供(gong)優于10米的(de)(de)定(ding)位(wei)(wei)服務，亞太地(di)區定(ding)位(wei)(wei)精(jing)度(du)達到2.5~5米。還(huan)可以通過精(jing)密單點定(ding)位(wei)(wei)、實時動態差分（RTK，Real-time kinematic）、廣域差分等(deng)方(fang)式(shi)進一步(bu)提(ti)高定(ding)位(wei)(wei)精(jing)度(du)。更多的(de)(de)衛(wei)星，保證了(le)北(bei)斗相對于美國GPS的(de)(de)主場(chang)優勢(shi)。畢竟咱還(huan)是講究為(wei)人民服務的(de)(de)嘛~
北斗現在可以提供哪些服務呢？
1. 北斗當然可以提供導航服務
在國內(nei)馳名的(de)獐(zhang)(zhang)子島扇貝(bei)逃(tao)跑事件。證監(jian)(jian)會(hui)就是借助(zhu)北斗導航(hang)定(ding)位(wei)(wei)(wei)系統，通過(guo)獐(zhang)(zhang)子島采(cai)(cai)捕(bu)(bu)船(chuan)衛星定(ding)位(wei)(wei)(wei)數據，還(huan)原了采(cai)(cai)捕(bu)(bu)船(chuan)只的(de)真(zhen)實(shi)航(hang)行軌跡。獐(zhang)(zhang)子島自述采(cai)(cai)捕(bu)(bu)海域的(de)120個調(diao)查(cha)點位(wei)(wei)(wei)中，有60個點位(wei)(wei)(wei)采(cai)(cai)捕(bu)(bu)船(chuan)根本就沒去。證監(jian)(jian)會(hui)通過(guo)北斗輔(fu)助(zhu)，證明了獐(zhang)(zhang)子島對調(diao)查(cha)結果(guo)進行造(zao)假，處以60萬(wan)元(yuan)罰款，對15名責任人員處以3萬(wan)元(yuan)至30萬(wan)元(yuan)不等罰款，對4名主要(yao)責任人采(cai)(cai)取5年至終身市場禁入。
2. 北斗可以救命
其他(ta)的衛星(xing)導航系統(tong)(tong)都是無源(yuan)系統(tong)(tong)。即，衛星(xing)只管不停發射信號，接收的人(ren)自(zi)己計算(suan)自(zi)己在什么位置。
而(er)北(bei)斗獨(du)有(you)的(de)有(you)源(yuan)定(ding)(ding)位(wei)和短報文功(gong)能，可以化被(bei)動為主動。有(you)源(yuan)定(ding)(ding)位(wei)功(gong)能，可以通(tong)過專(zhuan)門的(de)北(bei)斗終(zhong)端（不是手機(ji)）告訴別人我在(zai)哪。短報文功(gong)能就(jiu)是衛星的(de)短信(xin)功(gong)能。它們在(zai)災(zai)害救援、搜救場(chang)景，有(you)非(fei)常大的(de)價值。因為在(zai)海(hai)上(shang)、深(shen)山(shan)等手機(ji)沒有(you)信(xin)號的(de)地(di)區(qu)，或者是由(you)于自(zi)然災(zai)害導(dao)致通(tong)信(xin)中斷時，北(bei)斗系統(tong)就(jiu)是保障生命安全的(de)“千(qian)里眼”。
2008年汶川(chuan)地(di)震時(shi)，震中地(di)區受災極其嚴重，通信(xin)、電力、交通全部中斷(duan)，無法與抗震救災指(zhi)揮(hui)部取得聯系。所(suo)以每次救災，都能看到咱通信(xin)人(ren)沖在(zai)最前面搶(qiang)修(xiu)和(he)恢復通信(xin)的消息(xi)。
而在通信恢(hui)復(fu)前，前往汶(wen)川救(jiu)援(yuan)的(de)部(bu)隊就是因為攜帶(dai)了(le)北(bei)斗(dou)終(zhong)端，才能(neng)及時(shi)向指揮部(bu)報(bao)告自(zi)己的(de)位置，方便指揮調(diao)度。并且(qie)還通過北(bei)斗(dou)短報(bao)文功能(neng)，發回了(le)“我支(zhi)隊已(yi)于(yu)11時(shi)以摩(mo)托(tuo)化向成都(dou)方向機動”、“臥龍特區請(qing)求空投帳篷和(he)藥品”等重要(yao)消息，最大限度地保證(zheng)了(le)“72小時(shi)黃金(jin)搶救(jiu)時(shi)間”的(de)有效利(li)用。
2020年7月(yue)，在湖南省石門縣由(you)于持續大量(liang)降雨導(dao)致山體滑(hua)坡(po)。抗洪(hong)救災(zai)前(qian)(qian)線也通過北(bei)斗系統對可能發生滑(hua)坡(po)、水位暴(bao)漲(zhang)的險情，進行24小(xiao)時監控，提前(qian)(qian)發布預警，在災(zai)害發生前(qian)(qian)撤離14戶(hu)33人。
3. 北斗還可以幫助生產
北斗結合遙感技術，還可以(yi)測量土地分布、土壤養分、林區面積等。
2020年5月27日，測(ce)(ce)量隊(dui)登頂珠峰(feng)，重新對珠峰(feng)高(gao)(gao)度(du)(du)進行精(jing)準(zhun)測(ce)(ce)量，就(jiu)有使用北(bei)斗(dou)衛星系(xi)統(tong)進行配合。此次珠峰(feng)高(gao)(gao)程的(de)精(jing)確測(ce)(ce)定，可以結束國(guo)際上對珠峰(feng)高(gao)(gao)度(du)(du)口徑不統(tong)一的(de)混亂局面(mian)，為世界地(di)球科學研究(jiu)做出貢(gong)獻。特別是此次測(ce)(ce)量所使用的(de)北(bei)斗(dou)系(xi)統(tong)、國(guo)產測(ce)(ce)繪儀器，我國(guo)都擁有自主核(he)心技術，其社會(hui)效(xiao)益和科學意義巨大。
故事還將繼續
在同一個領域(yu)，不(bu)管是國家還是科技(ji)，沒(mei)有永久的和(he)平(ping)，不(bu)變的只有競爭。北(bei)斗(dou)的發展歷經坎坷，從(cong)白手起(qi)家，不(bu)斷克服困難(nan)和(he)積累沉(chen)淀(dian)，現在終(zhong)于(yu)走到了世(shi)界前列(lie)。
北(bei)斗是(shi)如此，通信(xin)行(xing)業(ye)整體(ti)也是(shi)如此。1G空白(bai)，2G跟隨，3G參與(yu)，4G追(zhui)趕，5G領先。
發展的(de)歷(li)程與(yu)艱辛，篇幅有(you)(you)限就不去回(hui)顧(gu)了，但(dan)是故事還沒有(you)(you)結束，相信(xin)在一代代通信(xin)人(ren)的(de)艱苦奮斗下，未(wei)來我們會做得(de)更好！
