北斗卫生导航系统

2024-04-14 02:07王汶怡/文鲁丽萍/画
小猕猴智力画刊 2024年2期
关键词:全球卫星导航系统北斗

王汶怡/文 鲁丽萍/画

北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统,是继美国、俄罗斯之后的第三个成熟的卫星导航系统。中国自20世纪80年代开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路。2017年11月5日,中国第三代导航卫星顺利升空,它标志着中国正式开始建造“北斗”全球卫星导航系统。2018年,中国陆续发射了多颗“北斗”全球组网卫星。2018年12月27日,北斗系统服务范围正式由区域扩展为全球,北斗系统正式迈入全球时代。

了不起的“北斗”

中国的北斗卫星导航系统由系列卫星、地面控制和用户终端组成,能够在全球范围提供精准的定位、导航和时间服务,应用领域包括交通运输、航空航天、海洋渔业、地质勘探以及灾害预警和救援等。北斗卫星导航系统与其他卫星导航系统相互兼容,实现了全球卫星导航系统的互操作性。北斗卫星导航系统的建设和发展标志着中国在该领域取得了重大突破,为国家发展提供了重要的支撑,同时也为全球用户提供了更多选择和更好的导航服务。

砥砺前行

1993年,以美国为首的西方国家无视国际法,以稽查化学武器为由,无端关闭了GPS导航,导致中国远洋运输总公司广州远洋运输公司的全集装箱货轮“银河号”停航3个月。没有自己的卫星导航系统,就只能将屈辱背在身上。在这样的背景下,三个攻读博士学位还未毕业的青年为了解决我国卫星导航难题,在只有10平方米的小仓库里开始攻克技术难题。在苦心磨砺之后,他们终于交出了一套“全数字化”方案。他们还给北斗系统设计了独门秘籍:短报文通信。27年后,华为手机发出的第一条卫星信息,就是这时候构思和设计的。2000年,“北斗一号”首次发射,我国成为世界上第三个建成卫星导航系统的国家。“北斗一号”宣告了我国卫星导航系统从无到有,其导航精度为20—100米,时间精度为20—10纳秒。

2020年,由55颗卫星组成的北斗已经超越由31颗卫星组成的美国GPS,成为真正意义上的“全球卫星定位系统”。全球范围内已经有137个国家与北斗卫星导航系统签下了合作协议。随着全球组网的成功,北斗卫星导航系统未来的国际应用空间将会不断扩展。

“北斗二号”要解决的是精度问题,但原子钟在美国的阻挠下无法成功购置。为了早日攻克技术难关,我国科学家梅刚华从零开始,20年如一日地刻苦钻研,最终研发出了领先世界的第三代星载铷原子钟。2007年4月18日是我国使用卫星轨道时间期限的最后一天,如果这一天没有完成卫星轨道入轨和信号接收,相关资源将会被回收,十年努力将付之东流。4月17日晚上8点,北斗卫星传回了信号,这时距离轨道资源失效只剩下4小时。危机紧接而来,“北斗二号”首颗卫星遭遇了不明來源的大功率电磁干扰,信号接收成功率不足50%。让卫星既小巧又有强大抗干扰能力,在当时是个天大的难题。王飞雪团队用一年不到的时间打赢了这场攻坚战,研制出了抗干扰能力比以往提升了1000倍的卫星。最终,“北斗二号”成功实现了卫星轨道入轨并完成了信号接收。

问题来了:你能说出最初研发北斗系统的三个青年的名字吗?

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