北京高考作文遐想：55颗北斗卫星都各自有怎样的功用？
图/IC Photo
文/DoNews 李昊原
责编/杨博丞
高考语文150，作文独占60分。每逢高考前，联系时事押题就是语文老师们必做的一件事，不过今年北京卷的时事的确有点偏，避开疫情、两会等话题而谈起北斗卫星，不知有多少人提前想到了？
对于DoNews这样科技人文双开花的新媒体，我们对该题也有自己的看法，因此也一同写作出以下角度的作文一篇，以此致敬拼搏的考生们。
《每一颗北斗卫星都不白给》
太空中的卫星能够告诉地球上的人，他在什么位置，去目的地要怎么走，这就是卫星导航，也是现代社会的一项基础技术。
1999年，印度和巴基斯坦之间爆发了卡吉尔之战，在双方飞机导弹你来我往之时，美国关停了战区的GPS服务，于是尴尬的一幕发生了——拿着先进武器的印巴在没有位置信息的情况下，打了一场低水平却依旧损失惨重的战争。
GPS（Global Positioning System，全球定位系统）隶属于美国军方，即使在全球范围内被广泛民用，也有随时被关停的可能。出于担忧，苏联/俄罗斯做了一套自己的卫星导航系统，叫做格洛纳斯（GLONASS），欧洲也研发了伽利略（Galileo）系统，而被涮了一把的印度，默默地放弃了原本依赖GPS的卫星导航系统，研发了自己的导航系统，叫做IRNSS。
值得一提的是，最初GPS系统会主动干扰民用信号，导致定位精准度并不准确，后来为了应对GLONASS的竞争，才取消了干扰。历史证明，靠山山倒，靠人人跑，在关键技术上，还是要靠自己。
这个道理我们要比印度更早认识到。1994年，我国开始启动北斗一号系统工程建设，不过困难也是极大的——没有技术，实力也不允许。
确定地球上的一个位置到底需要几颗卫星？卫星导航的基本原理是测出卫星和接收机之间的距离，这就像是用半径不同的球体来寻找唯一的交集点，至少要3颗卫星才能做到，现实中一般是4颗，而为了保证全球覆盖，GPS常年保持32颗卫星在轨运行。
当时，我国窘迫到连4颗卫星都难以发射。这里要感谢著名电子学家陈芳允，他创造性地提出了双星定位系统，只需2颗卫星就能实现定位。2000年，我国发射了2颗北斗卫星，这就是北斗一号，信号足以覆盖中国。当然，北斗一号有很多缺陷，覆盖面积小、定位精度差、延迟时间长，只能支持150个用户在线，军用都很勉强，更不用谈民用。
不过北斗的研发建设并未止步，而是在前后8万多工作人员、300多家研发单位20年的不懈努力下，逐渐后来居上。2012年，我国建成北斗二号系统，可以向亚太地区提供服务，2020年6月23日，我国第55颗北斗卫星发射成功，北斗三号建成，北斗卫星导航系统完成了全球组网部署。
为什么说每一颗卫星都有自己的功用呢？前文说到确定一个位置，至少需要3到4颗卫星，而为了覆盖全球任何一个时间，任何一个位置，这个数量还要翻上数倍。并且中国的北斗和文中提到的其他4家卫星导航系统有所不同，北斗系统分为空间段、地面段和用户段三部分，空间段由地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星等组成，相比之下其他4家系统主要由中圆地球轨道卫星组成。
左边为GPS卫星布局，右边为北斗卫星布局，能看到存在明显差异
采用三种轨道卫星组成的混合卫星布局方式，是我国首创，这有早期我国发射技术有限的历史原因，现在三轨上数量更多的卫星也能提供更高的精度，以及定位导航授时、星基增强、地基增强、精密单点定位、短报文通信和国际搜救等多种服务能力。
目前北斗系统定位导航授时服务全球精度达到水平10米，高程10米，测速精度0.2 米每秒，授时精度20 纳秒。在亚太地区，定位精度水平和高程都达到了 5 米，性能上可以说已经足以比肩GPS。这样的成就离不开每一颗北斗卫星，以及为北斗奉献的每一个人。
当然，要达到GPS那样的影响力和商业化还需要时间，这就需要不仅仅是我国航天系统，还有整个中国各行各业的参与。
截至2019年底，国产北斗导航型芯片模块出货量已超 1 亿片，国内超过 650 万辆营运车辆、4 万辆邮政和快递车辆，36 个中心城市约 8万辆公交车、3200 余座内河导航设施、2900 余座海上导航设施都已应用北斗系统。对了，现在我们身边常见的哈啰单车，以及绝大多数的国产手机，都已可以应用北斗导航了。
DoNews整理了北斗卫星发射的统计，可以看出，近年来随着我国国力增强，北斗卫星也以“下饺子”般的速度上空组网，在我们看不见的太空，为我们指明方向。
未来北斗系统还将推动我国工业、农业的智能化转型，在国际贸易、电子商务、智能手机、可穿戴设备等更多领域发会作用，能传播的不只是北斗的信号，还有北斗为全世界带来的价值。
也许有一天，北斗的应用会像今天的GPS一般在全球普及，就如歌词唱的那样：“天上的星星参北斗啊，你有我有全都有啊！”
参考资料：
北斗卫星导航系统：《北斗卫星导航系统发展报告（4.0版）》
星球研究所：《为全球导航，中国如何做到的？》
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