北斗卫星正在为您精准定位……

2024-09-29 00:00:00人工码字机

“北斗卫星正在为您精准定位”相信你对这句话不会陌生。不管是乘坐网约车,还是跟随爸妈自驾出行,时常都能听到。“北斗”两字沿用于“北斗七星”。古时候,我国人民借助北斗七星识别四季,在夜里辨清方向。而北斗卫星,则是我国自主设计和研发的卫星技术。

美国研发的全球定位系统(Global PositioningSystem)自建成以来就称霸世界。GPS 向全球免费开放,让世界各国共享便利,中国也曾引入其民用模式,为我们的日常导航提供卫星信号。但如果在紧要关头,GPS 失去信号,那影响可能就是致命的。

这种技术“卡脖子”的情况,我们还真遇到过!1993 年7 月,我国的“银河”号货轮停泊在霍尔木兹海峡,为阻止它返航,相关国家切断了GPS 卫星信号,“银河”号在漫无边际的海洋上流浪了33 天,甚至被他国政府非法截停……

“银河”号的教训让我们警醒,依赖他国技术终究不是长久之计,自立自强才能掌握主动权!次年,我国决定重启搁置许久的“北斗一号”导航卫星项目。

启动——入驻太空高地

建设卫星导航系统可不是件易事。太空虽然广袤,但能提供给人类使用的位置与资源却十分有限。从20 世纪60 年代开始,美苏争霸,向太空布局,发射的人造卫星早就占据了大部分黄金通信频段。在这种情况下,“北斗一号”就决定采用双星定位的方案,以较低的费用、在较短的时间内建成一个用于区域导航的定位系统。无法抢占先机,那我们就尽可能赢在速度。

2000 年底,“北斗一号”的两颗工作卫星相继发射成功。中国成为继美国、俄罗斯之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。经过6年的研发部署,中国交出了“未校准精度100 米,校准精度20 米”的卫星定位答卷。尽管与同期的GPS 相比,“北斗一号”不管是在精度还是用户容量上都存在明显不足,但就因为这从无到有的质的飞跃,让我们有了不怕被“蒙上眼睛”的安全感。

成长——大显用武之地

紧接着,“北斗二号”也马不停蹄地投入了建设之中。这一时期,欧洲为摆脱对GPS 的依赖,提出了“伽利略计划”。中欧双方几乎是在同一时间申报了同频段、同轨道的卫星部署需求。国际电信联盟规定:谁能在7 年内成功发射导航卫星并接收到传回信号,谁就有资格获批占用卫星频段。于是,中国的“北斗”研发,开始了与时间的赛跑。2007 年,“北斗二号”第一颗卫星成功送入轨道,这一胜利为我国太空战略打下又一个坚实的据点!

自此,我国一边加快卫星发射进度,陆续部署“北斗二号”所需的13 颗卫星;一边将有限的定位导航资源投入军事国防领域。近年来,有他国军舰驶入我国领海海域,北斗卫星都能成功锁定目标,并向中国海军传输其坐标信息,帮助我国捍卫领海主权。要知道,虽然军舰称得上庞然大物,但要想从茫茫大海上锁定它们,其难度并不亚于在运动场上找一根掉落的别针。

时间来到2020 年,随着“北斗三号”第30 颗卫星升空,由中国100% 自主研发、设计和制造的北斗卫星导航系统,开始面向全球用户提供导航服务。

崛起——全球定位我最行

经过数十年的研究与发展,北斗逐渐走向成熟。北斗并非全球卫星导航系统的领跑者,但在中国科研人员的创新自塑中,它拥有着独一无二的后发优势。

首先,北斗的卫星轨道布局更全面。北斗由三类轨道卫星组成,它们分别是地球静止轨道、倾斜地球同步轨道和中圆地球轨道。不同轨道的卫星,其功能各不相同,它们互相配合,让北斗能够提供更为精确的定位服务。这就好比船只在海上航行,发现近、中、远的每个海域都有一个灯塔,从而就能获得更加明确的导航。

其次,北斗在减少信号延迟与抵御外界干扰方面具有明显优势。与GPS 系统所依赖的双频信号技术不同,北斗创新性地运用了多频信号传输,有效抵消了地球大气电离层对信号传输造成的负面效应,确保了信号传输的精准性与稳定性。就像汽车遇见大雾天气,开启穿透力更强的雾灯更能保障安全驾驶,天气越极端、环境越复杂,北斗的优势就越明显。

北斗还将导航与短信结合,开发出特色的短报文通信功能,让人眼前一亮。比如,户外爱好者在无人区急需救援,而手机又没有信号的时候,便可以将文字短报通过北斗系统中转,发送至其他终端寻求帮助。2023 年,3 位驴友为了拍摄野生动物,徒步深入内蒙古的贡格尔草原。突如其来的暴风雪致使一位驴友走失,他在没有移动网络信号的情况下,依靠手机自带的北斗卫星通信功能,成功联系到队友并最终获救。

自“北斗三号”成功组网以来,种种技术优势吸引了世界的目光。如今,北斗的卫星数量已有55 颗之多,几乎做到全球覆盖。北斗的用户数量也不断增长,其日均使用频次甚至需以千亿计算。有数据显示,北斗已在全球130 多个国家和地区取代GPS,跃居为使用率排名第一的卫星导航系统。

未来——航向太空的灯塔

中国星是完全的“中国芯”!北斗卫星除了给我们提供导航服务之外,其最显著的优势在于能忠心耿耿地服务于中国军队。目前,“北斗四号”工程也已正式启动,力求更全面地保障我国的国防安全和人民安全。

为了进一步提高定位精度,“北斗四号”还将增加一部分低轨导航增强卫星。最新的在轨试验结果表明,从开机冷启动到精确至30 厘米级定位,“北斗四号”仅需五分钟就能完成。而在经过算法优化和星座部署之后,其定位精度甚至可以达到令人惊叹的厘米级。就好比,“北斗四号”能从遥远的太空中准确测量出你在体育课上的跳远成绩。

不止如此,“北斗四号”还能提供更强的卫星信号和更多的可视卫星,从而进一步提高地面定位、导航和通信的响应速度。如此一来,也许你的智能手表能瞬间就实现精准定位。

而在最重要的军事领域,“北斗四号”不仅能帮助国家构建起一道太空武器反制屏障,还能成为太空中的灯塔,为将来的登月之旅和火星之旅指明航向。