论文部分内容阅读
北斗三号全球卫星导航系统部署完成
2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第55颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星。至此，北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年完成。
此次发射的卫星属地球静止轨道卫星，经过一系列在轨测试入网后，我国将进行北斗全系统联调联试，在确保系统运行稳定可靠、性能指标优异基础上，择机面向用户提供全天时、全天候、高精度全球定位导航授时服务，以及星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务。
北斗三号全球卫星导航系统全球组网意味着，不管高山、大海、沙漠，地球上的每一个角落，都能通过北斗三号的通信定位系统定位到。它由此也成为全球继GPS、格洛纳斯之后的第三个成熟的卫星导航系统。
一步一个脚印的北斗成长路
“河汉纵且横，北斗横复直”。自古以来，北斗七星如天河中一座灯塔，吸引着人们辨明方向、运筹四时的灼灼目光，承载着人类面对浩瀚宇宙“援北斗兮酌桂浆”的豪迈。
1994年，北斗卫星导航系统启动建设。20多年间，我国在西昌卫星发射中心共组织了44次北斗发射任务，利用长征三号甲系列运载火箭，先后将4颗北斗一号试验卫星、55颗北斗二号和北斗三号组网卫星送入预定轨道，任务成功率100%。“嚞星”作为北斗全球导航系统的最后一颗“收官之星”，秉承北斗研制一直以来坚定走国产化道路的思想，在国产化方面也是集大成之作，其背后，则是中国航天航空事业多年的积淀和努力。
北斗一号解决了卫星最基本的问题，诸如供配电的太阳帆板，是为卫星提供由光转为电的部件，以及控制系统的转动机构，这些核心产品的国产化，让北斗卫星的身体有了一副中国体格;北斗二号打破了国外的技术封锁，攻克了以导航卫星总体技术、高精度星载原子钟等为代表的多项关键技术，让卫星导航系统“心脏”跳动出中国心率;北斗三号则开始了从并跑到领跑的征程。五院卫星团队率先提出国际上首个高中轨道星间链路混合型新体制，形成了具有自主知识产权的星间链路网络协议、自主定轨、时间同步等系统方案，填补了国内空白。
目前，世界上已有半数以上的国家使用我们的北斗，今年全球系统建成后，无论我们身处世界的任何角落，北斗都会向你提供满意的服务。
北斗北斗，收到请回答
随着北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成，一个“北斗，北斗，收到请回答”小应用在微信朋友圈刷屏。在这个由央视新闻与千寻位置联合发布的“时空智能卫星实时数据监测系统”里，不仅告知了在你头顶北斗卫星数量，还能看到每颗卫星的实时运行轨迹，甚至每个卫星实时的经纬度，高度、三维速率等信息，也都一一告知。
“我这儿能看到22颗北斗卫星，你为啥能看到26颗？”用户“呼叫北斗”之后，就可以知道当前所在位置北斗卫星数量，以及每一颗卫星的运行参数。除了游戏娱乐的趣味性，更多人还从游戏中感受到了一股自豪感。
从小程序技术支持方千寻位置提供的卫星观测数据显示，目前北斗卫星可见数量在全球多个国家和地区已经超过了GPS，尤其是在亚太地区，北斗的可见卫星数量是GPS的两倍左右。而在人们为北斗感到自豪的同时，有关北斗和GPS异同与同存必要性的话题也成为市场关注焦点。
互补的北斗与GPS
当前，全球共有四大卫星导航系统，美国GPS、俄罗斯GLONASS（格洛纳斯）、中国的北斗以及欧盟的Galileo（伽利略）。“从技术上看，北斗导航系统是十分先进的，GPS能完成的，北斗系统也能完成;GPS不能完成的，北斗系统照样能做到。
然而，即使这样，很多新闻报道中所谓的不用GPS，只用北斗，“是不存在的”。现在卫星导航应用，基本上都是采取多模模式。就是说，为了让用户有更好的体验，各大卫星导航系统互相兼容、互为补充，从而用戶可以享受到不间断的定位服务。全球卫星导航系统国际委员会制定的规则是，四个导航系统应兼容且可互操作。因此，民用导航系统是世界上四大导航系统的综合使用，简称为“这些信号漂浮在空中，如果不使用，则是浪费”。
目前我国手机中有70%都支持GPS和北斗导航。作为普通消费者，我们完全不必为此担心，让他们共同为我们服务就可以了。而在技术方面，北斗与GPS主要在三频信号、有源定位及无源定位、短报文通信服务、境内监控、分步开通 、局部加强、定位精度等方面具有一定差异。“北斗”最大的特点，就是把导航与通信紧密结合起来，这是其他导航系统所不具备的。比如在沙漠、草原等地方，手机无法使用，“北斗”就能发挥出重要作用了。
全面渗透的北斗
北斗系统从建设之初，就秉承“中国的北斗，世界的北斗”的理念，北斗系统是开放、包容的系统，愿与世界各卫星导航系统一起造福人类，服务全球。目前，北斗系统已经与GPS、GLONASS系统实现兼容互操作，因此，大家以后使用相关的卫星导航应用，应该会收到更多系统的信号，精度也会更高。
事实上，北斗在行业及国防领域应用已很普遍，如：精密测量测绘、电力授时、智能驾考、精准农业以及新型的无人机和智能汽车等，基于北斗卫星导航系统的厘米级高精度定位终端正扮演不可替代的重要“角色”，北斗系统的短报文服务，能在基站遭破坏、没有信号的情况下向外界发送自己的位置。这在2008年汶川地震中，给黄金救援赢得了宝贵时间。
共享单车、“北斗菜”、老人儿童定位手表、“北斗 物流”、“北斗 支付”等，全新的“北斗 ”生活生产方式初见端倪。据统计，中国新入网的智能手机，70%已经内置北斗芯片，或北斗、GPS双模芯片。双模芯片可以同时使用GPS和北斗系统，这种使用不是非此即彼，而是同时使用北斗和GPS卫星，芯片会自动挑选目前可以接收到的导航卫星信号，可能是来自北斗卫星和GPS卫星的组合，通过4颗以上卫星，就能计算出当前的位置。 北斗定位2.0已发布
随着北斗技术的逐渐成熟，应用市场正全面铺开。目前国内的智能手机70%已经支持北斗定位，四款iPhone 12也全面支持。北斗三号全球卫星导航系统，已首次应用于高铁轨道精测。上海市公共交通领域已100%采用北斗导航系统。民航局日前召开会议，全面推动民航北斗应用再上新台阶。
在北斗卫星导航系统高峰论坛上，中国信息通信研究院发布北斗高精度定位服务平台（北斗定位2.0版），将民用应用的手机定位精度提高到1.2米，这意味着车道级定位得以实现。北斗定位2.0版能够实现秒级定位、定位精度提高到1.2米，装配车载天线时，精度甚至可达到亚米级。
中国卫星导航定位协会发布的《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示，2019年，我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到将近3450亿元，较2018年增长14.4%，预计2020年产业总体产值将超过4000亿元。
全球定位系统背后的竞争
提到定位系统，我们首先想到的是GPS，最不想听到的就是“GPS信号弱”。GPS之所以目前被世界上的很多国家广泛使用，是因为它的技术比较成熟，早在1994年的时候就实现了98%以上的全球覆盖率。
从国家战略上讲，卫星导航系统是一个国家重要的空间基础设施，甚至是基础设施中的支撑和基础。如果用国外关键技术，采购国外核心产品，一旦被断货，系统就无法长期稳定运行下去。通信、电网、金融等行业，都需要导航卫星的精准定位和授时功能。对于国防安全来说，很多武器装备的制导、导航都离不开卫星。
目前被联合国卫星导航委员会确认的供应商有4家，分别是美国GPS、欧盟的伽利略（GALILEO）导航系统、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）导航系统和中国的北斗卫星导航系统。相比之下，中国的北斗系统虽然起步较晚，但具有独创的中高轨混合星座架构，在获取位置信息外更有独有的功能设置。另外，北斗卫星导航系统的星际增强、精密单点定位、全球短报文通信和国际搜救等功能，都是最具代表性的服务。
全球定位系统背后竞争的核心，在于导航卫星发射上天的前提是要有合法的轨道位置和频率资源，这是世界各国必争的宝贵资源。而全球正处于人造卫星密集发射前夕。地球近地轨道可容纳总共约6万颗卫星，一场围绕卫星轨道的资源战争正悄然拉开序幕。其中，美国低轨通信卫星布局拔头筹。预计到2029年，美国企业将合计完成46100颗卫星的发射工作。
中国低轨通信卫星发展布局呈现快速追赶态势，截至目前，中国星座计划中组网数量在30颗以上的低轨卫星项目已达10个，项目规划总卫星发射数量达到1900颗。
令人振奋的中国芯
相对于数量的“竞赛”，芯片国产化同样是各国全球定位系统竞争的关键，而“北斗芯”都是“中国芯”的现状，让国人颇感兴奋。经过多年发展，北斗已形成完整产业链，基础产品实现自主可控，国产北斗芯片、模块等关键技术全面突破，性能指标与国际同类产品相当。
2020年8月3日，北斗三号全球卫星导航系统建成开通新闻发布会上，发言人冉承其介绍，北斗系统研制期间，400多家单位、30余万科技人员集智攻关，攻克星间链路、高精度原子钟等160余项关键核心技术，突破500余種器部件国产化研制，实现北斗三号卫星核心器部件国产化率100%。
从最初的全部进口到现在的自主研发，从当年的跟随学习到现在的比肩引领，国产北斗芯片逐步替代国外产品并实现产业化绝非易事。有分析认为，北斗芯片与一般芯片不同，它同时要求高精度、低功耗、小体积，从而导致芯片的核心技术难以突破。在此之前，中国卫星导航定位协会秘书长认为，北斗芯片在一体化方面的技术积累相对浅薄，面临着巨大的挑战。值得一提的是，目前北斗系统的28纳米芯片已经量产，更小的22纳米芯片即将投产。大多数的智能手机都支持北斗系统应用，并且已经在市场上推出。今后，北斗芯片的应用领域也会越来越广。
写在最后：加速应用落地
从上世纪80年代提出设想、1994年正式启动建设，北斗在26年后的今天，终于完成了全球组网并建立起覆盖全球的卫星导航星座。这也意味着，中国不仅会逐步摆脱对美国GPS系统的依赖，也有希望对GPS的全球统治地位发起挑战。
更激动人心的是，北斗全球组网之后，会成为一项重要“基础设施”，可以把能力输送给各行各业。从“建设北斗”到“应用北斗”，是一个全新的征程。虽然与GPS已经形成的庞大产业生态相比，北斗还有很长的路要走。
与此同时，北斗和5G都属于国家“新基建”的一部分，两者相互促进、具有极大的互补性。北斗的精密授时能力，可为5G系统提供更为准确的基准时间系统。5G的高速数据传输能力与高稳定性，也能为北斗提供更为稳定可靠的地基增强数据服务。随着更多“北斗 5G”示范项目带来的引导作用，将会加速北斗的应用落地，也将促进北斗产业链把产品成本和质量进一步优化。
2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第55颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星。至此，北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年完成。
此次发射的卫星属地球静止轨道卫星，经过一系列在轨测试入网后，我国将进行北斗全系统联调联试，在确保系统运行稳定可靠、性能指标优异基础上，择机面向用户提供全天时、全天候、高精度全球定位导航授时服务，以及星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务。
北斗三号全球卫星导航系统全球组网意味着，不管高山、大海、沙漠，地球上的每一个角落，都能通过北斗三号的通信定位系统定位到。它由此也成为全球继GPS、格洛纳斯之后的第三个成熟的卫星导航系统。
一步一个脚印的北斗成长路
“河汉纵且横，北斗横复直”。自古以来，北斗七星如天河中一座灯塔，吸引着人们辨明方向、运筹四时的灼灼目光，承载着人类面对浩瀚宇宙“援北斗兮酌桂浆”的豪迈。
1994年，北斗卫星导航系统启动建设。20多年间，我国在西昌卫星发射中心共组织了44次北斗发射任务，利用长征三号甲系列运载火箭，先后将4颗北斗一号试验卫星、55颗北斗二号和北斗三号组网卫星送入预定轨道，任务成功率100%。“嚞星”作为北斗全球导航系统的最后一颗“收官之星”，秉承北斗研制一直以来坚定走国产化道路的思想，在国产化方面也是集大成之作，其背后，则是中国航天航空事业多年的积淀和努力。
北斗一号解决了卫星最基本的问题，诸如供配电的太阳帆板，是为卫星提供由光转为电的部件，以及控制系统的转动机构，这些核心产品的国产化，让北斗卫星的身体有了一副中国体格;北斗二号打破了国外的技术封锁，攻克了以导航卫星总体技术、高精度星载原子钟等为代表的多项关键技术，让卫星导航系统“心脏”跳动出中国心率;北斗三号则开始了从并跑到领跑的征程。五院卫星团队率先提出国际上首个高中轨道星间链路混合型新体制，形成了具有自主知识产权的星间链路网络协议、自主定轨、时间同步等系统方案，填补了国内空白。
目前，世界上已有半数以上的国家使用我们的北斗，今年全球系统建成后，无论我们身处世界的任何角落，北斗都会向你提供满意的服务。
北斗北斗，收到请回答
随着北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成，一个“北斗，北斗，收到请回答”小应用在微信朋友圈刷屏。在这个由央视新闻与千寻位置联合发布的“时空智能卫星实时数据监测系统”里，不仅告知了在你头顶北斗卫星数量，还能看到每颗卫星的实时运行轨迹，甚至每个卫星实时的经纬度，高度、三维速率等信息，也都一一告知。
“我这儿能看到22颗北斗卫星，你为啥能看到26颗？”用户“呼叫北斗”之后，就可以知道当前所在位置北斗卫星数量，以及每一颗卫星的运行参数。除了游戏娱乐的趣味性，更多人还从游戏中感受到了一股自豪感。
从小程序技术支持方千寻位置提供的卫星观测数据显示，目前北斗卫星可见数量在全球多个国家和地区已经超过了GPS，尤其是在亚太地区，北斗的可见卫星数量是GPS的两倍左右。而在人们为北斗感到自豪的同时，有关北斗和GPS异同与同存必要性的话题也成为市场关注焦点。
互补的北斗与GPS
当前，全球共有四大卫星导航系统，美国GPS、俄罗斯GLONASS（格洛纳斯）、中国的北斗以及欧盟的Galileo（伽利略）。“从技术上看，北斗导航系统是十分先进的，GPS能完成的，北斗系统也能完成;GPS不能完成的，北斗系统照样能做到。
然而，即使这样，很多新闻报道中所谓的不用GPS，只用北斗，“是不存在的”。现在卫星导航应用，基本上都是采取多模模式。就是说，为了让用户有更好的体验，各大卫星导航系统互相兼容、互为补充，从而用戶可以享受到不间断的定位服务。全球卫星导航系统国际委员会制定的规则是，四个导航系统应兼容且可互操作。因此，民用导航系统是世界上四大导航系统的综合使用，简称为“这些信号漂浮在空中，如果不使用，则是浪费”。
目前我国手机中有70%都支持GPS和北斗导航。作为普通消费者，我们完全不必为此担心，让他们共同为我们服务就可以了。而在技术方面，北斗与GPS主要在三频信号、有源定位及无源定位、短报文通信服务、境内监控、分步开通 、局部加强、定位精度等方面具有一定差异。“北斗”最大的特点，就是把导航与通信紧密结合起来，这是其他导航系统所不具备的。比如在沙漠、草原等地方，手机无法使用，“北斗”就能发挥出重要作用了。
全面渗透的北斗
北斗系统从建设之初，就秉承“中国的北斗，世界的北斗”的理念，北斗系统是开放、包容的系统，愿与世界各卫星导航系统一起造福人类，服务全球。目前，北斗系统已经与GPS、GLONASS系统实现兼容互操作，因此，大家以后使用相关的卫星导航应用，应该会收到更多系统的信号，精度也会更高。
事实上，北斗在行业及国防领域应用已很普遍，如：精密测量测绘、电力授时、智能驾考、精准农业以及新型的无人机和智能汽车等，基于北斗卫星导航系统的厘米级高精度定位终端正扮演不可替代的重要“角色”，北斗系统的短报文服务，能在基站遭破坏、没有信号的情况下向外界发送自己的位置。这在2008年汶川地震中，给黄金救援赢得了宝贵时间。
共享单车、“北斗菜”、老人儿童定位手表、“北斗 物流”、“北斗 支付”等，全新的“北斗 ”生活生产方式初见端倪。据统计，中国新入网的智能手机，70%已经内置北斗芯片，或北斗、GPS双模芯片。双模芯片可以同时使用GPS和北斗系统，这种使用不是非此即彼，而是同时使用北斗和GPS卫星，芯片会自动挑选目前可以接收到的导航卫星信号，可能是来自北斗卫星和GPS卫星的组合，通过4颗以上卫星，就能计算出当前的位置。 北斗定位2.0已发布
随着北斗技术的逐渐成熟，应用市场正全面铺开。目前国内的智能手机70%已经支持北斗定位，四款iPhone 12也全面支持。北斗三号全球卫星导航系统，已首次应用于高铁轨道精测。上海市公共交通领域已100%采用北斗导航系统。民航局日前召开会议，全面推动民航北斗应用再上新台阶。
在北斗卫星导航系统高峰论坛上，中国信息通信研究院发布北斗高精度定位服务平台（北斗定位2.0版），将民用应用的手机定位精度提高到1.2米，这意味着车道级定位得以实现。北斗定位2.0版能够实现秒级定位、定位精度提高到1.2米，装配车载天线时，精度甚至可达到亚米级。
中国卫星导航定位协会发布的《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示，2019年，我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到将近3450亿元，较2018年增长14.4%，预计2020年产业总体产值将超过4000亿元。
全球定位系统背后的竞争
提到定位系统，我们首先想到的是GPS，最不想听到的就是“GPS信号弱”。GPS之所以目前被世界上的很多国家广泛使用，是因为它的技术比较成熟，早在1994年的时候就实现了98%以上的全球覆盖率。
从国家战略上讲，卫星导航系统是一个国家重要的空间基础设施，甚至是基础设施中的支撑和基础。如果用国外关键技术，采购国外核心产品，一旦被断货，系统就无法长期稳定运行下去。通信、电网、金融等行业，都需要导航卫星的精准定位和授时功能。对于国防安全来说，很多武器装备的制导、导航都离不开卫星。
目前被联合国卫星导航委员会确认的供应商有4家，分别是美国GPS、欧盟的伽利略（GALILEO）导航系统、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）导航系统和中国的北斗卫星导航系统。相比之下，中国的北斗系统虽然起步较晚，但具有独创的中高轨混合星座架构，在获取位置信息外更有独有的功能设置。另外，北斗卫星导航系统的星际增强、精密单点定位、全球短报文通信和国际搜救等功能，都是最具代表性的服务。
全球定位系统背后竞争的核心，在于导航卫星发射上天的前提是要有合法的轨道位置和频率资源，这是世界各国必争的宝贵资源。而全球正处于人造卫星密集发射前夕。地球近地轨道可容纳总共约6万颗卫星，一场围绕卫星轨道的资源战争正悄然拉开序幕。其中，美国低轨通信卫星布局拔头筹。预计到2029年，美国企业将合计完成46100颗卫星的发射工作。
中国低轨通信卫星发展布局呈现快速追赶态势，截至目前，中国星座计划中组网数量在30颗以上的低轨卫星项目已达10个，项目规划总卫星发射数量达到1900颗。
令人振奋的中国芯
相对于数量的“竞赛”，芯片国产化同样是各国全球定位系统竞争的关键，而“北斗芯”都是“中国芯”的现状，让国人颇感兴奋。经过多年发展，北斗已形成完整产业链，基础产品实现自主可控，国产北斗芯片、模块等关键技术全面突破，性能指标与国际同类产品相当。
2020年8月3日，北斗三号全球卫星导航系统建成开通新闻发布会上，发言人冉承其介绍，北斗系统研制期间，400多家单位、30余万科技人员集智攻关，攻克星间链路、高精度原子钟等160余项关键核心技术，突破500余種器部件国产化研制，实现北斗三号卫星核心器部件国产化率100%。
从最初的全部进口到现在的自主研发，从当年的跟随学习到现在的比肩引领，国产北斗芯片逐步替代国外产品并实现产业化绝非易事。有分析认为，北斗芯片与一般芯片不同，它同时要求高精度、低功耗、小体积，从而导致芯片的核心技术难以突破。在此之前，中国卫星导航定位协会秘书长认为，北斗芯片在一体化方面的技术积累相对浅薄，面临着巨大的挑战。值得一提的是，目前北斗系统的28纳米芯片已经量产，更小的22纳米芯片即将投产。大多数的智能手机都支持北斗系统应用，并且已经在市场上推出。今后，北斗芯片的应用领域也会越来越广。
写在最后：加速应用落地
从上世纪80年代提出设想、1994年正式启动建设，北斗在26年后的今天，终于完成了全球组网并建立起覆盖全球的卫星导航星座。这也意味着，中国不仅会逐步摆脱对美国GPS系统的依赖，也有希望对GPS的全球统治地位发起挑战。
更激动人心的是，北斗全球组网之后，会成为一项重要“基础设施”，可以把能力输送给各行各业。从“建设北斗”到“应用北斗”，是一个全新的征程。虽然与GPS已经形成的庞大产业生态相比，北斗还有很长的路要走。
与此同时，北斗和5G都属于国家“新基建”的一部分，两者相互促进、具有极大的互补性。北斗的精密授时能力，可为5G系统提供更为准确的基准时间系统。5G的高速数据传输能力与高稳定性，也能为北斗提供更为稳定可靠的地基增强数据服务。随着更多“北斗 5G”示范项目带来的引导作用，将会加速北斗的应用落地，也将促进北斗产业链把产品成本和质量进一步优化。