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北斗三號“收官之星”發射成功,北斗全球組網成功收官

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6月23日上午,一枚從西昌衛星發射中心起飛的,搭載了北斗三號全球衛生導航系統的最后一顆組網衛星發射升空,歷時20多年的北斗導航系統建設完美收官,這也意味著中國掌握衛星導航系統的核心技術。

一、為什么要建設北斗系統

北斗系統的主要功能可以說是定位,但是GPS也是可以導航的,成熟的GPS系統已經發展了30多年,為什么還要北斗系統?


答案就是GPS不屬于中國。

首先我們要知道,我們日常使用的GPS導航所使用的衛星信號主要來自于美國空軍從上世紀70年代就開始投入建設的Global Positioning System,它在民用市場開放一直占領著全球定位市場。在很長時間里,我們受惠于GPS定位系統,但同樣也一直能感受到這一套系統的潛在風險。

1999年印度和巴基斯坦Kaigil發生戰爭,印度要求美國提供戰爭地區的GPS數據,但是遭到美國的拒絕。

可以想象,如果戰爭中GPS服務遭到人為的暫停或者干擾,那么依賴于GPS的所有武器裝備都將無法使用,后果不堪設想。

1999年,美國全面禁止出口、轉移相關衛星技術給中國,中國只好轉向歐盟。同年,歐盟提出了伽利略全球衛星定位系統,中國作為歐盟的好朋友在2003年中歐簽署《伽利略計劃技術合作協議》后計劃投資2億歐元用于技術研發等工作,然而在很多核心技術的研究和分享上,中國被排除在外。

之后,中國重心重新放在北斗系統上,2005年9月國家發改委、國防科工委聯合發出《關于加速推進北斗導航系統應用有關工作的通知》,正式將北斗列為國家基礎建設規劃。

中國的北斗的衛星不斷地發射上天,北斗的系統也在不斷地升級進化:2007年2月太空中只有四顆北斗導航衛星,到2012年底已經有14顆衛星,而隨著北斗三號系統全球組網的最后一顆衛星在西昌成功發射,北斗三號系統全面建成,天上的55顆衛星開始服務全球。

二、北斗系統有啥優勢?

不同于美國GPS、俄羅斯GLONASS和歐洲的伽利略定位系統,北斗在設計之初就取其精華,采用了截然不同的思路:三種軌道、三種頻段。

三種軌道:在衛星定位系統中,一般只需要4顆衛星就可以精確地計算出目標的經度、維度、高度和時間來實現定位,而能夠接收到的衛星信號越多,定位的速度和精度也會更好,現在天上正飛著55顆北斗的衛星,它們分別在地球靜止軌道(GEO)、傾斜地球同步軌道(IGSO)和中圓地球軌道(MEO)上運行著。

三頻信號:北斗是全球第一個提供三頻信號服務的衛星導航系統,雙頻信號可以減弱電離層延遲的影響,而三頻信號能提高定位可靠性,增強數據與處理能力,提高定位的可靠性和抗干擾能力。

而且從2000年到今天,北斗已經實現了從區域有源定位到全球無源定位的技術升級,在這些技術的共同作用下,用戶不再需要笨重的終端來與衛星進行通訊,現在只要終端內的定位芯片支持北斗信號就可以接受北斗定位信號進行定位。

2012年北斗在亞太地區的定位精度已經和GPS相當。

2017年北斗在亞太地區的定位精度已經超過GPS。目前北斗全球范圍內的定位精度優于10米,亞太地區的精度優于5米。

除了我們常用的地圖導航,現在這個系統已經在交通運輸、農林漁業、減災救災等各行各業得到廣泛應用。

例如:在四川廣漢,搭載北斗終端的無人駕駛插秧機在水田里自動折返插秧。它能自動規劃最優路線,自動完成插秧作業,1小時就可以完成以前一個人7天才能完成的插秧勞作。

例如:在甘肅的田間,安裝了北斗終端的農機用于馬鈴薯和玉米的播種工作,在北斗信號的加持下,北斗農機作業的誤差可控制在1-2厘米,效率提高了20%-25%。

例如:在內蒙古,安裝了北斗終端的大型無人駕駛玉米精量播種機每千米播種作業偏差不超過2厘米,并保證作業不重不漏,每天可完成100畝的工作量

例如:5月27日上午11點,珠峰高程測量登山隊登頂珠峰,他們將使用依托北斗衛星導航系統的設備進行珠峰高度的測量工作,國外媒體認為將產生“有史以來最精確的測量結果”。

中國成功發射北斗三號最后一顆組網衛星,意味第三代北斗系統完成全球組網,對于北斗衛星的成功,也將改變全世界對美國全球定位系統的倚賴,能讓中國擺脫美國限制。

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