現在市場上的大部分 APP在你開啟手機的時候都會開啟一個功能,那就是定位。無論是網路社交,還是網路購物,你的地理位置,都是許多高科技公司的基礎,也是城市和國家管理的基礎。
以我們周圍的情況為例,這次疫情就是一個很好的例證。而對於高精度的軍用定位,就更不用說了。這一系列的地面功能的實施,實際上是由環繞地球的空間衛星發出的無線電訊號。現在世界上最大的衛星導航系統有四個,美國的 GPS,俄羅斯的格洛納斯,歐洲的伽利略,還有我們的北斗。
接下來,我們要向各位隆重介紹一下中國的北斗系統。大家不要忘記點贊和關注哦。大家都知道 GPS是目前全球範圍內使用較多的衛星導航系統。美國利用這個體系,一次又一次的打擊其他國家,而 GPS則是以免費為藉口,讓美國成功壓制很多國家。在 GPS由軍事進入民用市場的時候,美國就說過,他們會根據不同的條件,降低其它國家的定位準確度,並透過改變通訊編碼,來切斷一些地區的通訊。
美國gps
這三條美國第一原則使我國認識到,美國的 GpS是靠不住的。如果發生戰爭,我們就會陷入被動。只可惜,在八十年代初期,兩彈一星的陳芳允院士,就已經為未來的北斗一號衛星設計了一個全新的導航定位系統。但是由於經濟上的貧困,技術上的落後,一直到一九九一年的海灣戰爭。美國憑藉 GP S的巨大優勢勝利,以及九三年中國銀河號被美國封鎖它附近海域的 GPS訊號,才讓中國意識到,自己的衛星定位系統是當務之急。
因此,一九九四年,我們就開始研究北斗導航,這時美國二十四個衛星的 GPS系統已經建成。由此可見,我們跟美國的差距有多大。在實力差距這麼大的情況下,我們制定了三個階段的戰略,第一,衛星覆蓋中國地區。第二全面覆蓋亞太平洋地區。第三是覆蓋全球。這三個步驟,都是由北斗一二三號完成的。在北斗團隊的努力下。
我們在2000年前將北斗1號發射到了太空,使中國在美國、俄羅斯之後,成為世界上第三個擁有自主導航系統的國家。二零零三年,第三顆衛星升空。使北斗的效能得到了極大的提升。但是,北斗一號在兩個關鍵的位置和時間上,還是有很大的差距。北斗一號的定位精度是20米,授時精度是100納秒, GPS和民用的定位精度是10米,授時是10納秒,軍事定位精度是一米。但北斗一號畢竟是實驗裝置,一旦成功,我們就有了更大的把握。
二零零二年,由於資金短缺,中國也參與了伽利略衛星專案。我們本來是打算用歐洲的技術,讓更多的衛星網路連線在一起。而且,伽利略系統是民用的,由軍隊來管理,這是最好的辦法能讓我們擺脫美國的GPS。但在我們的專案投入之後,歐盟就開始打壓我們了。
在我們沒有足夠力量的時候,這種情況經常會出現。中國在這條路上確實很不容易,正如我們現在所面對的晶片問題,最好的方法就是自己研究自己擁有。2004年,北斗二號計劃開始,要求衛星與地球之間的通訊必須在一個特定的頻率上進行,而這是一個衛星導航國家畢生的資源。為規範空間秩序,該系統採用先使用後獲得的方式,由 國際電信聯盟統一管理。自一九九四年開始啟動北斗一號,中國就開始在 國際電信聯盟ITO的架構下,開始了對其頻率的申請。
國際電信聯盟ito
由於 GPS和格羅納斯的領先優勢,他們已經掌握了最佳的導航頻率,因此中國只能申請公用頻率。而且,由於歐盟的加勒比導航系統的建造也必須申請。因此,2000年4月17日,中國率先採取行動,比歐盟早一步提交了頻率申請。但是,按照ITO的規定,在申請之後7年之內。衛星必須發射,還要在這個頻率範圍內接收到訊號,否則就會失效從頭再來。截止日期為二零零七年4月17日24時。因此,北斗研發人的時間很緊,遇到的困難也很多。
一個原子鐘是一個衛星中最重要的部件,它對整個導航系統的精確度有著重要的影響。簡而言之,如果沒有原子鐘,就不會有時間的定標,那麼,衛星導航系統就會失去作用。我們原本計劃將歐洲的原子鐘用於北斗2號,但是由於伽利略系統和我們的北斗系統形成了競爭。他們本來說要把原子鐘賣給我們,現在突然不賣了,所以我們就攻堅原子鐘這個詞。經過兩年科研人員的不斷努力,國產的原子鐘終於研製成功,甚至超過了歐洲的原子鐘。
歐洲人知道了這個訊息,就又想把原子中賣給我們了,而且還比當時便宜了一半的價格。但是我們還是選擇了自己研製的原子鐘。二零零七年4月11日,二號衛星與火箭一起發射。在檢查過程中,工作人員突然發現了一臺應答機損壞,這臺應答機是用來連線衛星和地面接收站的。一旦壞了,衛星將無法傳送無線電訊號,我們將無法獲得合法的頻率資源。好在七十二個小時的緊張維修後,這場硬仗總算是修好了。
4月14日,火箭順利地將北斗二號送入太空。經過三天的煎熬,終於在4月17日晚上八點多的時候,衛星傳來了訊號。直到四個小時之後,我們終於拿到了申請的頻率。二零一二年10月末,經過16個衛星的研製,北斗2號系統的網路建設和執行工作已經完成。
自那時起,北斗2號又增加有6個衛星發射,並繼續為亞太地區的導航和其他業務提供服務。由於我們在第一次使用原則的基礎上,在歐盟之前發射了一顆衛星,並且佔據了歐洲計劃中的頻帶資源。歐洲最後不得不妥協,同意中國的頻率共享。北斗二號的成功標誌著我國在全球衛星導航領域的領先地位,從遙望歐洲到超越歐洲。
從二零零九年開始,至2000年6月23日北斗3號最後一顆衛星進入網路。到目前為止,北斗系列一共發射了59顆衛星,其中北斗一號的4顆是試驗用的,而北斗2號、3號的55顆是正式的導航衛星,分別位於地球靜止軌道傾斜、地球同步軌道、中原地球軌道。簡而言之,就是衛星分佈在不同的軌道上,以達到高精度的覆蓋範圍。同時北斗系統還有一個很厲害的創新,那就是新建鏈路。
和 GPS不同,它不需要遍佈世界建立地面基站來實現衛星間的互連。這意味著,如果中國有一顆衛星在中國領空,那麼所有的衛星都可以與中國的地面站取得聯絡。這種方法不但可以解決在世界範圍內建設基站的問題,而且可以提高一倍的定位精度。回顧北斗技術的發展歷程,我國在二十六年間,投資一百二十多億美元,與三十萬名北斗研發人員共同努力,使北斗導航系統實現由零到一的跨越。現在,他已經成為了美國 GPS最大的競爭對手,未來的發展,將會是一個巨大的轉折點。
作為中國人,我為擁有我們自己的衛星導航而感到驕傲。今天的分享就到這裡了,希望大家能收藏,轉發和關注。明天再見。