卫星定位系统有多重要？

往小了说，美国GPS卫星飘在太空中，仿若深藏虚空的一只巨眼，甚至可以精准定位中国老大爷躺在公园长椅上，观摩他睡觉的样子；往大了说，在战争中，GPS海陆空全方位的精确打击，足以击溃对方全部火力。

上世纪90年代，有世界第四陆军强国之称的伊拉克，在东道主优势下溃不成军。整个地域沦为一片废墟，伤亡数十万人，经济损失超千亿美元。

一场战役让全世界认识到了GPS的威慑力，高科技武器从幕后走上前台。二十年磨一剑，2020年，中国北斗全球系统横空出世，成为我们坚实的护卫，它究竟有多厉害？

不做“睁眼瞎”，自研卫星大势所趋

长久以来，卫星定位技术一直被美国垄断，一旦涉及其利益，美国将会毫不留情停止GPS服务，甚至提供虚假位置信息。

1993年，我国“银河号”在印度洋上正常航行，突然导航系统失灵，只得在茫茫大海上盘旋。随后，美军拦截而来，指控我国银河号上运有高危化学物品，强行要求检查。

指控自是无中生有，而我们陷入被动局面，倍受屈辱的根本，也源于我国不成熟的GPS系统。为了不再做“睁眼瞎”，中国必须拥有属于自己的卫星导航系统。

以彼之道，还之彼身。

三年前，一艘美国的航母闯入我国南海海域，但这次却并未如美方所愿——它们的卫星导航也“意外”失灵，切实体验了一把银河号当时的窘迫，直接变成了无头苍蝇，原地打转。

彼时，美国求助指挥塔也找不出问题所在，灰溜溜地退出我国海域后，导航系统居然又奇迹般地恢复了。

而这一切，正是因为南海上空的卫星导航，已经换成了我们自己的北斗系统，覆盖掉了GPS信号，让对方乱了阵脚。

从1994年北斗工程立项，到2003年北斗一号初步完工，2012年北斗二号实现亚太地区全覆盖，再到2020年北斗三号全球组网成功，中国卫星迎来历史性的一刻。

时至今日，全球已有137个国家与我国签下协议，使用我国的北斗系统。可以说，北斗的诞生不仅为中国国防提供了坚实的保障，也为其他发展中国家提供了成功的样本，更证实了自主创新的重要性。

北斗导航系统

北斗导航系统由中国国家航天局和中国航天科技集团公司共同研发，它以高度精准的卫星定位技术为基础，能够为用户提供全球范围内的导航、定位和授时服务。

该系统采用了一系列卫星组成的星座，这些卫星分布在地球轨道上，并通过与地面的控制中心通信，以提供准确的位置信息。北斗导航系统的研发历程并非一蹴而就。早在20世纪90年代初，中国就开始了北斗导航系统的规划与研究工作。

在2007年，中国的一颗北斗导航卫星发射失败，这是北斗导航系统研发过程中的一次重大挫折。这颗卫星在发射后不久发生了故障，无法进入预定的轨道。这一事件对北斗导航系统的发展造成了很大的影响。

然而，中国并没有因此放弃，而是立即组织了专家团队进行故障分析，并迅速采取了纠正措施。经过紧急修复和改进，中国成功地将另一颗卫星发射升空，弥补了这次失败。

2012年12月，中国宣布北斗导航系统开始提供全球服务，正式进入全球导航市场。到2020年底，北斗导航系统已经具备了覆盖全球的能力，并逐步实现了与其他全球导航系统的互操作性。

在北斗导航系统的建设过程中，中国还面临着来自国际导航系统的竞争和挑战。在全球导航市场，美国的GPS系统和欧洲的伽利略系统占据着主导地位。中国需要在技术、市场和国际标准等方面与它们进行竞争。

为了克服这些挑战，中国积极开展国际合作，加强与其他国家和地区的交流与合作。中国与欧洲空间局（ESA）展开了广泛的合作，参与了伽利略导航系统的建设，并共享技术和经验。这种合作不仅促进了北斗导航系统的发展，还为中国在国际导航领域赢得了更多的支持和认可。

北斗导航系统的技术原理

北斗导航系统之所以能够提供高精度的定位和导航服务，主要得益于其卫星星座的布局和先进的信号处理技术。北斗系统目前由约30颗卫星组成，分布在不同位置上。

这种布局使得至少有4颗卫星能够同时可见，从而提供更加准确的定位和导航服务。为了确保信号的可靠性和精度，北斗导航系统采用了多种技术手段来处理信号。首先，它利用精密的原子钟来提供高精度的时间信号，确保卫星和用户设备之间的时间同步。

其次，北斗系统采用了差分定位技术，通过与地面的参考站进行实时通信和数据交换，消除大气延迟、钟差等误差，提高定位的准确性。此外，北斗系统还利用编码技术和信号处理算法来提高抗干扰能力，确保信号在复杂环境中的稳定性和可靠性。

除了提供定位和导航服务外，北斗导航系统还具备时间服务的能力。北斗系统提供的授时信号可以用于各种领域，如金融交易、通信网络同步、科学实验等。这种高精度的时间服务对于许多行业来说至关重要，能够提高系统的稳定性和精确性。

北斗导航卫星再添一颗

5月17日，5月17日10时49分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星。

第五十六颗北斗导航卫星由中国航天科技集团有限公司五院研制。该卫星属地球静止轨道卫星，是我国北斗三号工程的首颗备份卫星。入轨并完成在轨测试后，将接入北斗卫星导航系统。此次发射是北斗三号工程高密度组网之后，时隔3年的首发任务。

这颗新发射的北斗卫星，发射后将定点在地球赤道上空，距地面约36000公里，可以为我国及周边地区用户提供导航及增强等服务。据介绍，北斗系统的备份星并不是在天上卫星出现问题后再发射，而是提前发射后在轨待命。

该卫星的发射将进一步提升系统服务性能，对推广北斗系统特色服务、支撑北斗系统规模应用具有重要意义。该卫星实现了对现有地球静止轨道卫星的在轨热备份，将增强系统的可用性和稳健性，提升系统现有区域短报文通信容量三分之一，提高星基增强和精密单点定位服务性能，有助于用户实现快速高精度定位。

航天科技集团五院北斗三号卫星副主任设计师 康成斌：因为它们整个都是在我们国土或者是亚太地区上方，所以无论是哪颗卫星有应急需要顶替或者是需要备份的，这颗卫星也具备一定的轨道机动的能力，去使整个星座的服务能力能够保持。

康成斌告诉我们，除了这颗备份星，我国后续还计划发射中圆地球轨道的备份星，进一步提升和优化北斗系统的稳健性。除此之外，以下一代北斗系统为核心的国家综合定位导航授时体系正在规划中，计划2035年前建成。

航天科技集团五院北斗三号卫星副主任设计师 康成斌：下一代北斗是这个体系的核心。那么在核心的基础上，又融合了比如说惯导、微自主的这种定位导航手段，还有一些融合卫星通信、移动通信的这种互相增强的手段，其实它的概念和范畴就更大了。

多样功能特色服务 北斗应用丰富强大

现在在太空中，有这么多的北斗卫星，它们除了能够为我们提供高精度的位置服务之外，还有哪些特定的功能呢？

北斗卫星导航系统独有短报文功能

北斗卫星导航系统除了具备传统的定位、导航等功能外，它独有的短报文功能，使它的应用范围更加广泛。在没有通信网络覆盖的地方，用户可以通过短报文功能发送短信。目前，单次可以发送1000多个中文字符，不仅如此，还可发送图片等信息。

航天科技集团五院北斗三号卫星副主任设计师 康成斌：我们的短报文服务可以让用户不光知道自己在哪，同时也可以把自己的位置分享出去。比如说一些应急的救援，比如说一些渔船出海，它也起到了一些这种应急通信的能力，这是一个很大的特色，会起到非常显著的作用。

星基增强是北斗的特色服务之一

除了短报文服务，星基增强也是北斗的特色服务之一，它可以为民航用户提供大范围的高精度、高完好性导航服务，这也是目前世界各国竞相建设和应用的系统。

航天科技集团五院北斗三号卫星副主任设计师 康成斌：像国外它一般都是建设独立的这种星基增强系统，而我们国家提出了将北斗系统星基增强完美地融合在一起，这样提出了一种高效发展的新路径，这个也是在国际上首创的一种服务模式。

除此之外，北斗系统还具备无线电导航、无线电测定等本领，从导航定位到防灾减灾，从农林牧渔到交通运输，到处都能见到北斗的影子，北斗已经融入千行百业。

文章来源： 飞哥聊科学，红星新闻，机械前沿