我國(guó)北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功，這標(biāo)志著中國(guó)經(jīng)過(guò)26年的努力，終于成功建成100%自主可控的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

中國(guó)成為繼美國(guó)GPS之后，唯一建設(shè)完成全球?qū)Ш较到y(tǒng)的國(guó)家。(俄羅斯、歐盟的導(dǎo)航系統(tǒng)還不完善)

中國(guó)為什么要建造北斗導(dǎo)航

在80年代的時(shí)候，兩彈一星元?jiǎng)钻惙荚侍岢鲆ㄔ鞂儆谥袊?guó)自己的導(dǎo)航系統(tǒng)的時(shí)候，許多的科學(xué)家也提出反對(duì)，認(rèn)為既耗費(fèi)金錢，而且中國(guó)沒(méi)有相應(yīng)的技術(shù)，完全可以使用美國(guó)成熟的GPS導(dǎo)航，不需要額外建造。

海灣戰(zhàn)爭(zhēng)的爆發(fā)，讓中國(guó)見(jiàn)識(shí)了GPS的威力，由于GPS建立了全球性地心坐標(biāo)及高程標(biāo)準(zhǔn),可為中、遠(yuǎn)程武器的發(fā)射、導(dǎo)航提供精確的坐標(biāo);可為飛機(jī)、艦船、坦克作實(shí)時(shí)導(dǎo)航及為導(dǎo)彈制導(dǎo);可為偵察目標(biāo)定位;可為火炮陣地、火箭發(fā)射場(chǎng)、衛(wèi)星跟蹤站等軍事目標(biāo)精確定位,美國(guó)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中就利用GPS技術(shù)來(lái)確定目標(biāo)、調(diào)遣兵力,并對(duì)伊拉克的軍事要塞實(shí)施準(zhǔn)確的攻擊,它不僅在飛機(jī)上、坦克上、戰(zhàn)車上裝配有GPS,甚至配備到單兵身上。

GPS技術(shù)與慣導(dǎo)系統(tǒng)的有機(jī)融合所具有的優(yōu)點(diǎn)是;具有短期精確度和自主性能的慣導(dǎo)系統(tǒng)(INS)與具有長(zhǎng)期精確度的GPS接收機(jī)可以構(gòu)成一個(gè)最佳組合。如果中國(guó)不擁有導(dǎo)航系統(tǒng)，一旦戰(zhàn)爭(zhēng)開(kāi)始，美國(guó)關(guān)閉GPS，中國(guó)將成為瞎子，任人宰割!

另外，隨著社會(huì)進(jìn)步和科技發(fā)展，人們對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用需求也越加旺盛，特別是交通、電力、通信、金融等基礎(chǔ)行業(yè)，對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航的依賴越來(lái)越大，北斗系統(tǒng)對(duì)推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重大戰(zhàn)略意義。

全球?qū)Ш较到y(tǒng)還具有重要的授時(shí)功能，授時(shí)是指確定、保持某種時(shí)間尺度，并通過(guò)有線或者無(wú)線的方式將代表這種尺度的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息發(fā)送或者轉(zhuǎn)發(fā)給用戶的一系列過(guò)程。授時(shí)的方法有很多，但是在各種授時(shí)方法中，衛(wèi)星授時(shí)由于覆蓋范圍廣、精度高、全天候和通用性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用，衛(wèi)星授時(shí)是實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)時(shí)間精確同步的最佳選擇。

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舉例來(lái)說(shuō)，精確的時(shí)間同步對(duì)于涉及國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)安全的諸多關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施至關(guān)重要，通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、金融系統(tǒng)的有效運(yùn)行都依賴于高精度時(shí)間同步。在移動(dòng)通信中需要精密授時(shí)以確?；镜耐竭\(yùn)行，電力網(wǎng)為有效傳輸和分配電力，對(duì)時(shí)間和頻率提出了嚴(yán)格的要求。

用上北斗之前，我國(guó)的電力授時(shí)是完全依賴美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的，導(dǎo)致其存在巨大的安全隱患，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

這讓國(guó)內(nèi)科學(xué)家認(rèn)識(shí)到，一旦與美國(guó)爆發(fā)矛盾，沒(méi)有自己導(dǎo)航系統(tǒng)，中國(guó)將變成一個(gè)瞎子，成為任人宰割的魚(yú)肉。

為了解決中國(guó)資金、技術(shù)不足問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)家提出了三步走戰(zhàn)略，譚述森院士創(chuàng)造性地提出了集定位、通信和授時(shí)三大功能于一體的工程建設(shè)方案，1994年，北斗一號(hào)正式開(kāi)始啟動(dòng)建設(shè)，標(biāo)志著中國(guó)建造衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)拉開(kāi)了序幕。

中國(guó)北斗為什么領(lǐng)先GPS

GPS于60年代末開(kāi)始研制,1973年系統(tǒng)方案正式誕生,1994年建成實(shí)用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),而中國(guó)北斗憑借著后發(fā)優(yōu)勢(shì)，在多方面領(lǐng)先GPS。

北斗系統(tǒng)是由GEO衛(wèi)星、IGSO衛(wèi)星和MEO衛(wèi)星三種軌道衛(wèi)星組成的混合導(dǎo)航星座。GEO衛(wèi)星相對(duì)地球靜止，軌道高度35786km，軌道傾角為0度，單星覆蓋區(qū)域較大，3顆衛(wèi)星可覆蓋亞太大部分地區(qū)。

IGSO衛(wèi)星軌道高度與GEO衛(wèi)星相同，軌道傾角為55度，星下點(diǎn)軌跡為“8”字。北斗MEO衛(wèi)星軌道高度約21500km，軌道傾角為55度，繞地球旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，通過(guò)多顆衛(wèi)星組網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，北斗MEO星座回歸特性為7天13圈。

北斗獨(dú)創(chuàng)的混合星座設(shè)計(jì)，既能實(shí)現(xiàn)全球覆蓋、全球服務(wù)，又可為亞太大部分地區(qū)用戶提供更高性能的定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)。亞太大部分地區(qū)，每時(shí)可見(jiàn)約12至16顆衛(wèi)星，全球其他地區(qū)每時(shí)可見(jiàn)4至6顆衛(wèi)星，衛(wèi)星可見(jiàn)性和幾何構(gòu)型較好。

北斗三大功能領(lǐng)先GPS，分別是短報(bào)文通信、有源定位和三種工作頻率。

電離層會(huì)影響電磁波傳播，是衛(wèi)星導(dǎo)航定位的最大誤差源，必須消除。電離層的干擾與衛(wèi)星信號(hào)頻率相關(guān)，因而采用至少雙頻信號(hào)可以構(gòu)建電離層延遲修正模型最大限度去除這部分干擾因素，對(duì)定位精度的提升非常顯著，三頻則可以構(gòu)建更復(fù)雜模型消除高階影響。

此外，在三個(gè)頻段上發(fā)射也增加了不同信號(hào)(軍用、民用)的調(diào)制選項(xiàng)，抗干擾能力得到提升，也提高定位可靠性，對(duì)于厘米級(jí)乃至毫米級(jí)定位中最核心的載波相位模糊度解算也大有益處。

近些年來(lái)原本雙頻信號(hào)的GPS系統(tǒng)也在擴(kuò)展成三頻系統(tǒng)。可見(jiàn)北斗的后發(fā)優(yōu)勢(shì)。

有源定位就是用戶可以把自己的位置報(bào)告給其他的網(wǎng)絡(luò)或指揮控制中心，最終實(shí)現(xiàn)定位。有源定位在調(diào)度系統(tǒng)以及指揮系統(tǒng)上應(yīng)用是非常廣泛的，它能實(shí)現(xiàn)地面快速定位，相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的指揮調(diào)度將變得更加容易。

其中有源定位和短報(bào)文通信功能相結(jié)合，既能知道“我在哪里”，也能知道“你在哪里”。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程副總設(shè)計(jì)師譚述森表示，GPS的無(wú)源定位方式只解決了“我在哪兒”的問(wèn)題，而北斗的有源定位方式同時(shí)解決了“我在哪兒”和“你在哪兒”的問(wèn)題，可以說(shuō)“靠一個(gè)北斗用戶機(jī)就可以走遍天下”。

以海洋漁業(yè)為例，“我在哪里”，能夠使?jié)O民通過(guò)船載設(shè)備實(shí)現(xiàn)自主定位;“你在哪里”，使岸上的人通過(guò)監(jiān)控知道漁船在什么地方，截至目前為止，北斗累計(jì)救助漁民1萬(wàn)余人。

在沙漠、山區(qū)、海洋等人煙稀少的地區(qū)實(shí)施搶險(xiǎn)救援時(shí)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)除導(dǎo)航定位外，還能通過(guò)短信功能，利用衛(wèi)星導(dǎo)航終端設(shè)備及時(shí)報(bào)告所處位置和災(zāi)情，有效縮短救援搜尋時(shí)間，提高搶險(xiǎn)救災(zāi)時(shí)效。

美國(guó)有一個(gè)專門的低軌道衛(wèi)星星座Orbcomm，專門用來(lái)收集遠(yuǎn)海上的船舶位置信息，回傳至船舶管理機(jī)構(gòu)。

但是，中國(guó)的船舶位置信息回傳如果交給美國(guó)公司，所有的船舶信息都將無(wú)所保留地奉獻(xiàn)給美國(guó)。由于北斗具有短報(bào)文功能，即北斗是可以在海上發(fā)短信的，所以通過(guò)北斗，將北斗覆蓋區(qū)域內(nèi)的中國(guó)船舶位置回傳，既能保證信息安全，又能在船舶遇險(xiǎn)時(shí)及時(shí)救援。

今天，我國(guó)北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星，北斗三號(hào)全面建成，北斗三號(hào)系統(tǒng)將向用戶正式提供有源定位服務(wù)。(北斗三號(hào)全面建成之前和GPS一樣是無(wú)源定位)

2020年之后，北斗導(dǎo)航能夠?yàn)槿蛴脩籼峁┗緦?dǎo)航(定位、測(cè)速、授時(shí))、全球短報(bào)文通信、國(guó)際搜救服務(wù)，中國(guó)及周邊地區(qū)用戶還可享有區(qū)域短報(bào)文通信、星基增強(qiáng)、精密單點(diǎn)定位等服務(wù)。

北斗導(dǎo)航目前發(fā)展

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一經(jīng)建成便需要長(zhǎng)期維持、持續(xù)投資，最有效的方式便是軍民融合、從民用市場(chǎng)盈利。而目前經(jīng)過(guò)幾十年的布局和規(guī)?；瘧?yīng)用，GPS在民用市場(chǎng)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)明顯，依然處在絕對(duì)領(lǐng)先定位，這是北斗導(dǎo)航目前的劣勢(shì)。

從2013年1月1日起，各示范省份在用的旅游包車、大客車、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛需要更新車載終端的，應(yīng)安裝北斗兼容車載終端，來(lái)促進(jìn)北斗導(dǎo)航的商用，目前70%的智能手機(jī)在使用北斗導(dǎo)航。

在不久的將來(lái)，完全自主可控的北斗系統(tǒng)將形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，并逐步應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域。伴隨互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，北斗技術(shù)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益正在凸顯。

2018年我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達(dá)3016億元，較2017年增長(zhǎng)18.3%。其中包括芯片、器件、算法、軟件、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、終端設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施等在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值達(dá)1069億元，占總產(chǎn)值的35.44%，北斗對(duì)產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)值貢獻(xiàn)率達(dá)80%，由衛(wèi)星導(dǎo)航衍生帶動(dòng)形成的關(guān)聯(lián)產(chǎn)值達(dá)1947億元。

可以說(shuō)，北斗導(dǎo)航的建成打破了美國(guó)的壟斷，將對(duì)中國(guó)國(guó)防、民生經(jīng)濟(jì)作出重要貢獻(xiàn)，另外，對(duì)于提高中國(guó)國(guó)際話語(yǔ)權(quán)具有重要的作用?？梢哉f(shuō)，北斗是我國(guó)航天的超級(jí)成就。