北斗导航 北斗导航：太空中最亮的“中国星”

北斗导航:泰空最亮的“中国星”

3月4日，中国卫星导航系统管理办公室透露，北斗卫星导航系统今年将继续建设高密度全球组网，计划发射8-10颗北斗导航卫星。

北斗是“中国创造”的名片。2017年11月，北斗三号发射；去年底，北斗三号全球组网基本完成，开始提供全球服务，标志着北斗系统正式进入全球时代；到2020年，中国的35颗北斗卫星将实现全球联网。北斗系统的快速建设凸显了中国强大的技术实力。

它是一个航海家和一个邮递员。就像GPS一样，北斗帮助用户导航。不过北斗还有一个GPS没有的特长:转发用户短信。

茫茫大海上，没有手机信号，也没有昂贵的海事卫星，但你可以用北斗发送信息，尤其是救生信息。于是，渔民成为北斗的第一批忠实用户，北斗被安装在全国4万多艘渔船上，拯救了成千上万的渔民。

今年年初，我国西太平洋实时科学观测网升级后，借助北斗卫星的短消息传输，实现了6000米深海与陆地的互联互通。10艘深海潜水器捕获的大容量数据通过北斗卫星“直播”到科学家的电脑或手机上，让他们不再依赖国外的通信卫星。

围绕北斗的“短信”功能，还可以设计各种创意应用。一些户外设备公司也推出了北斗盒子，用于户外活动时一键报告位置。在地震和洪水救援中，遇险社区可以通过北斗及时报告位置和灾情。北斗三号组网后，作为北斗特色的“短消息”通信服务能力将提升10倍，用户的发射功率将大大降低。

目前，北斗兼容终端已安装在全国数百万运营车辆上。比如北京有3万多辆出租车、2万多辆公交车安装了北斗终端；北斗还实时调度1500辆物流卡车。四川用北斗管理汽油车物流，有些地方用北斗监控危化品运输车辆。

中国科学院的专家也利用北斗来研究和保护野生动物。比如给藏羚羊戴上北斗定位项圈，就能清楚知道自己在哪里；内蒙古杭锦旗采用类似的方法，通过北斗卫星管理数百万头牲畜。

定位准确还不错

北斗卫星导航系统总设计师杨长风表示:“北斗三号不仅提升了对全球的覆盖，定位精度也比北斗二号提升了一至两倍”，而且有了国家地面网络，中国用户可以获得前所未有的高精度导航服务。

北斗具有动态厘米级和静态毫米级的定位能力。相关系统以北斗卫星系统基础定位数据为基础，利用2200多个地基增强站和自主研发的定位算法，可为全国用户提供精准定位和延伸服务。

北斗地面增强系统于2016年正式投入运营，具备在全国范围内提供实时动态厘米级、后处理毫米级和快速辅助定位的能力。借助地基网络，北斗可实现2-5厘米的定位服务精度，业界最重视的“首次定位时间”可缩短至5秒。此外，北斗还在全球建设了120个地基增强站，为沙漠、海洋、高空空等区域提供7×24小时高可用动态厘米级定位服务。预计2021年服务将覆盖全球。

与北斗二号相比，北斗三号系统的性能有了很大的提升。

星载原子钟是定位精度的核心。北斗三号的铷原子钟频率稳定性比北斗二号高10倍，将北斗的定位精度和授时精度提高了一个数量级。同时，卫星搭载了性能更好的氢脉泽，质量和功耗都比铷原子钟大。

此外，由于不可能像全球定位系统那样在全球范围内建立地面监测站，位于地球背面的北斗卫星利用星间链路进行连接、测距和保持队形。而且北斗三号卫星至少可以自主运行60天，即使地面站出现故障，卫星仍然可以正常工作。它可以诊断故障和自我修复，设计寿命超过10年。

目前，北京已有数十万辆共享单车安装了北斗定位装置，即使在有建筑物或大树覆盖的区域也能实现精准定位，同时共享单车还可以放入定点电子围栏。此外，北斗的高精度测量还服务于滑坡监测和桥梁、大坝的变形监测。

凭借快速厘米级定位，北斗甚至可以判断汽车是行驶在中间车道还是左转车道，为精确导航和未来无人驾驶汽车提供了基础。有了这种强大的技术支持，未来交付的无人机可以准确地降落在客户的阳台上，割草机器人可以沿着两米见方的框架毫无误差地盘旋...

万亿美元的市场正在召唤

2018年，北斗三号发射密度是美俄记录的两倍，北斗三号卫星量产发射失败。"科学管理提高了工作效率."北斗三号卫星总指挥迟军说。

去年底，一位在西昌工作多年的通信保障工程师告诉科技日报记者，2018年，发射任务如此密集，但发射场卫星测试人员减少了近一半，发射场全流程时间缩短了近三分之一，研制人员和研制周期大大减少。

除了效率大幅提升外，北斗还具备与GPS射频兼容的能力。

通常接收机需要同时看到4颗导航卫星才能定位，看到的卫星越多越好。北斗与GPS互操作，一个接收机可以同时接收两个系统的卫星信号，使得定位更快、更准确。

美国GPS全球定位系统起源于半个世纪前的美国军事项目，可为陆地、海洋和提供全实时、全天候、全球导航服务，用于情报收集、核爆炸监测和应急通信。起初，全球定位系统被美国军方用于导航，随后是道路交通和渔业应用。随着GPS设备降到白菜的价格，普通人可以轻松消费和使用GPS。目前，全球GPS市场规模已达每年1万亿元。

虽然美国的GPS是同类卫星定位技术中的第一个，并享有很高的知名度，但中国、俄罗斯和欧洲也在建设自己的卫星导航系统。全球定位系统、北斗、GLONASS和伽利略建成后，卫星总数将超过100颗。

中国北斗系统自20世纪90年代开始研发，并于2011年向公众开放。是继GPS之后市场前景最好的导航系统。由于北斗系统具有“短消息”能力和较强的抗阻塞能力，其优势在高层城市更加明显，应用也达到了快速发展的时期。目前，北斗已经应用于铁路、测绘、授时、航运、导航空等行业。未来，北斗将在民用领域形成庞大的产业链。

　　据中国卫星导航定位协会估计，2020年北斗三号系统全面建成后，中国卫星导航产业规模将超过5000亿元。另有估计说，北斗在中国的市场占比，将由2016年的不到30%扩大到60%，反超GPS。