自研才能自强！北斗三号前景解读
寒假适合去哪旅游作者：***
发光的碎片来源：《电脑报》2020年第25期
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卫星定位系统本质上都是纳秒级别的授时系统，知道卫星信号之间的时间差之后就能获知经纬度和深度信息，大家最熟悉的卫星定位系统应该就是GPS，GPS系统隶属于美国，1978年发射第一颗，1993年完成全球组网，总计有30颗卫星在运行，按定位精度可细分为P码（军用）和C/A码（民用）。由于GPS采用的是单向通信体制，只发射信号而不接收信号，所以GPS并不知道哪些终端在使用它的信号，因此它并不具备收费的前提，所以大家都可以免费使用它，但它可以做的是调整精度甚至切断部分区域的信号发射，试想如果没有定位系统，手机不再能导航，电网工作稳定性变差，股票交易所无法精确同步，包括大气、地球磁场、板块运动、洋流、冰川等自然研究全都无法展开，民航飞机自动导航和起降辅助都失去功能，基建工程测量与校正效率大幅降低……军用就更不用多说，几乎所有现代武器都需要导航系统辅助，可精确绘制敌我双方位置图并实现少量弹药的精准打击，试想这些技术的实现前提掌握在他人之手会带来什么后果？1999年的印巴卡吉尔战争，为终止双方冲突，美国就切断了印度的GPS服务，此举完全限制了印军的进一步行动，所以后来印度才放弃了GPS，自己做了一套只能覆盖南亚地区的IRNSS系统，这正是军事上被第三方定位卡脖子的典型案例。
在俄罗斯GLONASS系统工作之前，GPS的民码被人为加入了干扰技术，精度仅仅为
百米级别，后来为了竞争才解除了干扰限制，提高到了现有的米级，才让现代化的民用导航系统成为现实。从各种先例来看，卫星定位系统都不可依赖于第三方，必须要有完全属于自己的一套！这就是北斗的初衷。
很多人可能会问，那么北斗究竟民用落地到什么程度了呢？事实上，我们正在用的手机，尤其是国产安卓手机早在2014年就采用了多模导航系统，支持北斗、GPS甚至GLONASS，下一代的iPhone有可能会采用高通基带方案，所以理论上也会支持北斗导航。简单来说手机导航APP会自动按信号优劣来选择使用哪套方案，因此我们其实早就用上了北斗导航系统。根据《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示，截至 2019 年底，国产北斗兼容型芯片及模块销量已突破 1 亿片，国内卫星导航定位终端产品总销量突破 4.6 亿台，其中具有卫星导航定位功能的智能手机销售量达到 3.72 亿台。
而2020年可以说是5G开始发力的第一年，而对于10米精度的北斗定位来说，通过与的载波相位差分定位，可以实现厘米级的定位精度，这意味着有高密度特性的5G更适用于配合北斗接收机，进而实现高覆盖率的高精度定位，让自动无人机、机器人巡检、车联网、物流管理等变得更加准确并形成技术链、产业链和价值链的良性循环，简单而言，5G时代更利于北斗的进一步演化，使其成为应用面更广泛的基建基础。
卫星定位的基本原理是卫星与地球位置发生相对运动，频率偏移而产生的多普勒频移效应，通过多个卫星的发射信号频差就能推算出地面位置，那么最重要的问题就是，这些卫星放在哪个高度更合适？原则上来说，低轨道的单颗卫星发射成本低且精度高，但对卫星的总数量要求很高，超200颗，规模过于浩大，而高轨道虽然覆盖面广，理论上3颗就能满足，但因为高轨道是相对位置静止的地球同步轨道，发射难度大、相对速度小所以定位精度低，所以24～32颗就足够的中轨道是定位卫星的基本思路，以获取运行成本和性能的均衡。
而在2000年10月31日首次发射的北斗导航试验卫星，采用的是高轨道（地球同步轨道）方案，到2007年2月3日总计发射了4颗，组建为北斗一号系统，它能实现基本的定位，且因为处于静止轨道所以能够实现通信卫星的通信功能，所以北斗一号是定位/通信二合一。不过平心而论，它的定位和通信功能相对当时的国际水平来说还是比较低，最大的意义是实现了从无到有。白雪歌送武判官归京原文
雨霖铃翻译 2007年4月14日首发，2012年组网成功的北斗二号采用了5颗地球静止轨道卫星（35786公里高轨道），4颗中圆地球轨道卫星（21500公里中轨道）和5颗倾斜地球轨道卫星（35786公里高轨道）的组合，现能实现东经约55°～180°，北纬55°～南纬55°的覆盖，也就是区域服务型定位系统。
而2015年开始首发，刚刚完成组网的北斗三号的设计目标是全球覆盖，民用定位服务的精度在10米以内，结合遍布全国的2600个地基增强站，可提供最高厘米级的精度。北斗三号由3颗地球静止轨道卫星、24颗中圆地球轨道卫星和3颗倾斜地球轨道卫星组成，亚太大部分地区，每时可见12～16颗卫星，全球其他地区每时可见4～6颗卫星，卫星可见性和几何构型较好。也是全球唯一的由三种轨道卫星构成的复合系统，稳定性和可靠性都很高，
并且具备单次40个汉字的短报文通信功能，也就是通过北斗卫星来传递信息，这对于无法使用光纤或GSM信号的远洋渔业或重大自然灾害搜救工作来说具备很大的实用性，哪怕是相对简单的北斗一号，在汶川地震时也起到了为前线人员提供定位和短信通信的重要作用，而目前全国已有7万余艘渔船和执法船安装了北斗终端，累计海事救援人数超10000人。
考虑到授时系统的性能核心就是时间准确性，而时间准确性取决于采用哪种原子钟材料，北斗三号卫星系统里有E-14量级天稳定度的铷原子钟和E-15量级天稳定度的氢原子钟，300万年才会误差1秒，精度很高。
山东一卡通 简单来说，北斗系统的研发基础是军事上的国家安全，北斗三号的组网意味着我们在全球范围内都建立了属于自己的定位网络。而且全球卫星导航有着万亿美元规模的市场，北斗提供全球服务就意味着我们也可以在这个市场里分一杯羹，随着“一带一路”沿线的纵深发展，未来北斗系统带来的经济收益只会越来越多。在民用端，更高精度的定位系统结合5G时代，也会激发自动驾驶、机器人物流等新兴领域的进化，所以无论从哪个角度来看，发展自己的卫星定位系统都可以说是新基建的重要一环，大家都应该清楚地认识到这一点。
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