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为什么要发展
我国自己的卫星导航系统?
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什么是北斗卫星导航系统?
中国北斗卫星导航系统(英文名称:BeiDou Navigation Satellite System,简称BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO,是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务。我国的北斗卫星导航系统实施“三步走”发展战略。
第一步:建设北斗一号系统
北斗一号系统也称北斗卫星导航试验系统,1994年启动北斗一号系统工程建设;2000年,发射2颗地球静止轨道卫星,建成系统并投入使用,采用有源定位体制,为中国用户提供定位、授时、广域差分和短报文通信服务;2003年,发射第三颗地球静止轨道卫星,进一步增强系统性能。
第二步:建设北斗二号系统
2004年,启动北斗二号系统工程建设;2012年年底,完成14颗卫星(5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星)发射组网。北斗二号系统在兼容北斗一号技术体制基础上,增加无源定位体制,为亚太地区用户提供定位、测速、授时、广域差分和短报文通信服务。
第三步:建设北斗全球系统
2009年,启动北斗全球系统建设,继承北斗有源服务和无源服务两种技术体制;2020年前后,完成35颗卫星发射组网,为全球用户提供服务。
第五十五颗北斗卫星,是北斗三号最后一颗组网卫星,于4月4日如期运抵西昌卫星发射中心,标志着北斗全球星座组网进入最后冲刺的高光时段。 该卫星属地球静止轨道卫星,将在西昌卫星发射中心开展测试、总装、加注等工作,计划于5月份发射。
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北斗卫星导航系统
其实我们一直都在用
很多人觉得,北斗系统固然好,但是好像和我们的生活没什么太直接的关系。其实不然,北斗卫星导航系统,早就已经进入我们生活的方方面面。
比如大家都在用的共享单车,就用到了北斗。共享单车通过北斗的地基增强,可以实现亚米级、分米级的高精度,有了这么高精度的定位,你才能在手机APP上准确找到别人用完的车停在了哪里。
现在很多共享单车都有了禁停区,也就是你只能把车停放在一些固定的地方,如果停在了禁停区,你马上就会收到通知。其实这个电子围栏功能也是基于北斗卫星 导航系统。
和其他导航系统相比,北斗有一个特殊功能:短报文。
短报文简单的理解是发短消息,可以知道对方的精准位置,相互之间也可以进行位置交换。你是不是觉得这个功能,现在的微信定位已经实现了,但是微信定位是基于移动通信,如果在偏僻的地方、边境或者海洋上,一旦没有移动通信的信号,就不能进行任何交流。而北斗系统可以实现直接用卫星发送短报文,不再受移动通信的影响。
比如2008年的汶川地震,由于所有的电力设备、通信设备全部瘫痪,里面的信息传不出来,外面的信息传不进去。当时的救援队伍就带着北斗终端,把当时灾区的情况实时报告给指挥中心,指挥中心了解情况后实时进行了抢救,为灾区人民打开了一条生命通道。
在交通方面,除了导航,交通部门还利用北斗形成了一个车辆监管系统。对一些危险品运输车、长途客车、旅游客车等进行实时监管监控,跟原来的同期相比,在事故率和伤亡率已经下降了百分之五十。
还有驾考的倒库、某些手表、手机都用上了北斗,总之北斗已经进入了我们生活的方方面面。
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北斗的研发
其实非常不容易
每次卫星发送成功,我们都会看到工作人员欢呼雀跃的场景,虽然我们能想象这个工程的复杂和困难程度,但这些工作人员到底经历了什么,是我们不能深刻体会的。
在央视《开讲啦》栏目,北斗卫星导航系统总设计师杨长风先生讲了这样一件事,或许能让我们感受到为什么北斗的成功这么不容易。
卫星发射之前,必须要获得国际电联规定的频率资源和轨道位置,如果得不到这个数据,发上去的卫星就是不合法的。
我国在2000年4月18日向国际电联申报了这个位置并获得了批准,按照国际电联的规则,在获得批准后必须在7年内发射卫星,然后把所需的这个频率信号发送至地面,才算真正占有这个频率资源。这意味着这个空间的国土才能拿得到,所以按照这个规则,中国就必须在2007年4月18日之前发射这个信号。
在2007年4月初,卫星伴随着运载火箭到了发射场,并安装到了发射塔架准备发射,但恰恰就在工作人员进行第三次总检查的时候,应答机出现了异常,信号不稳定,应答机是卫星在天上和地下进行联系的一个传输工具,当时进退两难,如果要把这个问题彻底解决,时间不一定来得及;如果不解决,卫星上去以后可能就拿不到信号。
当时主要有两个难点:
1、要把应答机拿下来,就必须把火箭的整流罩、卫星舱板全部打开,但当时卫星和运载火箭已经安装到了六七十米的发射塔架上,操作难度大,风险高;
2、拿下来之后,要把出现的问题找出来并解决需要大量的实验,但实验必须得由应答机的研制单位进行,这个研制单位在上海,往返时间上来不及;
最后工作人员冒着巨大的风险把应答机拿了下来,然后通过协调找到了一个成都的研究所,工作人员抱着应答机坐了5个多小时的汽车赶到了成都,三天时间整整72小时没有合眼,通过各种实验找出并结局了问题,时间已经到了4月14日,鉴于卫星上天之后还需要3天左右左右的在轨测试,所以4月14日已经是临近最后发射期限的时间了。
最后,北斗二号卫星发射成功,并于2007年4月17日晚上8点,在频率只有4个小时期限的情况下,卫星准确地发射了第一组信号。北斗卫星频率位置抢占成功,奠定了北斗二号卫星的合法地位。
作者|俞建效
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