大數(shù)據(jù)文摘出品

作者：劉俊寰、牛婉楊

“5、4、3、2、1，點火！”

6月23日，我國第55顆北斗衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星基地成功發(fā)射，這不僅是北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署的收官衛(wèi)星，更是代表著中國北斗已經(jīng)點亮世界衛(wèi)星導(dǎo)航的天空。

值得一提的是，本次成功發(fā)射也宣布著北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署比原計劃提前半年全面完成。

我們先來回顧一下發(fā)射成功時的震顫和喜悅：

湊近點再看看：

從20世紀80年代提出設(shè)想，到1994年北斗一號建設(shè)正式啟動，北斗的服務(wù)范圍從國內(nèi)擴大至亞太地區(qū)，如今更是覆蓋到全球，經(jīng)過這30多年的實踐探索，北斗已經(jīng)成為了世界的北斗。

在知乎上，關(guān)于北斗的討論熱度高居不下，截止到發(fā)稿前仍然占據(jù)著熱榜第一的位置，話題瀏覽量也達到了5585545次。

網(wǎng)友們都對北斗衛(wèi)星的成功發(fā)射送上了祝福。

不少網(wǎng)友都對中國航天人致以崇高的敬意，有人坦言道，“這才是我等該追的星”。

與GPS相比，北斗不只贏在后發(fā)技術(shù)上

可能不少人會疑惑，現(xiàn)在的GPS已經(jīng)這么發(fā)達了，似乎沒有建設(shè)北斗衛(wèi)星的必要性，為什么還要費這么大力氣發(fā)射北斗衛(wèi)星？

我們都知道，美國的GPS自上個世紀70年代起步，定位模式最初精度在10米左右，主要供美國軍方及其同盟國使用，目前已經(jīng)可以達到1米以內(nèi)。

經(jīng)過將近40年的發(fā)展，已經(jīng)逐漸從最開始的軍用擴展到民用領(lǐng)域。盡管如此，GPS仍然隸屬于美國空軍，本質(zhì)上仍是軍用衛(wèi)星系統(tǒng)，這就不可避免地會受到政治、軍事等各方面的影響。

比如，開放民用之后，普通用戶使用的GPS定位精度并沒有想象中的精確，民眾的選擇范圍也不多，他們使用的是增加了人為干擾的定位系統(tǒng)。這在2000年與俄羅斯的軍民兩用衛(wèi)星系統(tǒng)GLONASS成功建立之后的競爭中尤為明顯，當時為了更好地搶占資源，GPS選擇去掉干擾，定位精度瞬間提高了10倍不止。

于是，不管是出于對國家國防安全的考慮，還是對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)潛在的商業(yè)價值的考量，中國必須擁有自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

除此之外，在定位精度上，與GPS使用的雙頻信號相比，北斗作為后發(fā)衛(wèi)星，其三頻信號可以更好地消除高階電離層延遲影響，提高定位可靠性，增強數(shù)據(jù)預(yù)處理能力，提高模糊度的固定效率。

2018年，官方就指出，北斗系統(tǒng)定位精度由水平25m、高程30m，提高至目前水平10m、高程10m，測速精度由每秒0.4米提高至0.2m，受時精度優(yōu)于20ns，在中國及周邊地區(qū)，北斗系統(tǒng)服務(wù)性能與GPS相當。

如今，北斗系統(tǒng)的定位精度在全球范圍內(nèi)優(yōu)于10米，在亞太地區(qū)優(yōu)于5米，精密單點定位是北斗的特色高精度服務(wù)，可提供靜態(tài)厘米級、動態(tài)分米級的高精度服務(wù)。

在原創(chuàng)功能上，中國北斗還支持短報文通信服務(wù)，中國及周邊地區(qū)的短報文通信服務(wù)單次可發(fā)1000個漢字，全球短報文通信服務(wù)單次可發(fā)40個漢字。

短報文通信服務(wù)十分有利于求救，北斗不但能讓你知道自己在哪，還能讓別人知道你在哪，在汶川地震中，短報文通信服務(wù)就發(fā)揮了十分有效的作用，目前，國內(nèi)7萬多只漁船和執(zhí)法船上都安裝了北斗終端，遇險時可通過短報文求救，累計救助人數(shù)已經(jīng)超過1萬。

不過，這個功能有容量限制，不適合作為日常通信功能使用。

目前，只有美國、俄羅斯、歐盟和中國先后建立起了全球性的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，日本和印度則建立有區(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

從手機定位到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，北斗衛(wèi)星早已融入日常生活

從國家戰(zhàn)略上來講，用自研北斗取代GPS的意義不言而喻，不少和文摘菌一樣的普通人可能更關(guān)心的是，北斗能給我們現(xiàn)實生活帶來怎樣的改變。

普通人的日常生活早就離不開GPS了，而北斗其實早就融入人們的日常生活，只不過因為先入為主，多數(shù)人會將衛(wèi)星定位服務(wù)統(tǒng)稱為GPS。

北斗目前用于普通人的生活中最常見的肯定還是定位服務(wù)，像是快遞查詢、共享單車/打車服務(wù)、車輛導(dǎo)航等。比如我們?nèi)粘Ｊ褂玫男∷{車，內(nèi)置的芯片就是使用了北斗的定位服務(wù)。

哈啰出行昨天也發(fā)微博慶賀北斗之星三號收官的成功發(fā)射。

除了單車，很可能你的手機其實也已經(jīng)在自動使用北斗定位服務(wù)了。

你真以為手機上的“打開GPS”就是只用GPS？?我們打開手機的定位服務(wù)時，手機會自動搜索各種衛(wèi)星系統(tǒng)，選擇信號比較強的衛(wèi)星來進行混合定位。剛剛我們也提到，北斗定位因為后發(fā)優(yōu)勢，比目前市場占有率最大的GPS定位更加精準。因此很多智能手機在打開定位服務(wù)時，已經(jīng)自動連接北斗衛(wèi)星，非WiFi狀態(tài)下也能使用北斗定位服務(wù)功能。

目前市面上的大多數(shù)手機型號（蘋果除外哦），都可以使用北斗的定位。高通驍龍800、600、400系列，其中目前常見的820、821、835高端型號是支持北斗的，中低端的652、650、625、436，甚至更老的一些型號也都是支持。聯(lián)發(fā)科類似，目前常見的P10、P15、P20、X20，之前的X10都支持接收北斗信號。華為海思很早就支持了北斗。從麒麟930開始，集成的Hi1101四合一芯片可以同時接收GPS、北斗和GLonass三種信號。

也就是說，除了任性的蘋果，采用這些SOC的華為、O&V、小米、一加、魅族、HTC、努比亞等品牌的大部分型號手機都支持北斗定位！?

此外，今年4月份，中國首款自研北斗農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)也已經(jīng)推向市場。利用北斗導(dǎo)航技術(shù)，加上各種傳感器，可監(jiān)測耕種、管理、收割等全過程。安裝在拖拉機或者收割機上，使其可以不用人去操控方向盤，實現(xiàn)自動直線或者曲線行走。據(jù)官方鑒定委員會數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可使農(nóng)機的管理調(diào)度效率提高30%以上，農(nóng)作物產(chǎn)量提高約5%、燃油消耗節(jié)約10%。

26年彈指一揮間，“三步走”戰(zhàn)略的第三步終與GPS齊頭并肩

從1994年北斗一號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)立項研制，到如今北斗三號衛(wèi)星全部發(fā)射完成，這26年彈指一揮間，我國的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)終于完成了全面的戰(zhàn)略部署。

接下來讓我們回顧一下北斗衛(wèi)星從無到有的非凡之路吧。

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20世紀后期，我國開始探索適合國情的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展道路，形成了“三步走”戰(zhàn)略：

第一階段，2000年年底，發(fā)射2顆北斗一號衛(wèi)星，建成北斗一號系統(tǒng)，向中國提供服務(wù)；

第二階段，2007年-2012年，發(fā)射16顆北斗二號衛(wèi)星，建成北斗二號系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務(wù)；

第三階段，計劃在2020年前后，發(fā)射30余顆北斗三號衛(wèi)星，建成北斗三號系統(tǒng)，即北斗全球系統(tǒng)，向全球提供服務(wù)。

北斗一號的雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在當時是我國最復(fù)雜的衛(wèi)星系統(tǒng)。不同于其他衛(wèi)星系統(tǒng)，它需要兩顆衛(wèi)星才能正常工作，對衛(wèi)星的可靠性提出了很高的要求。

然而當時面臨國外技術(shù)封鎖、國內(nèi)部件廠家尚未成熟的雙重挑戰(zhàn)，北斗一號的研制只能在摸索中起步。據(jù)五院北斗一號總設(shè)計師范本堯院士回憶，“當時很多衛(wèi)星都不敢上，北斗是第一個‘吃螃蟹’的，硬著頭皮上?！?/p>

北斗一號試驗系統(tǒng)于1994年正式立項，第一和第二顆北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星分別于2000年10月31日和12月21日發(fā)射成功，2003年又發(fā)射了一顆備份衛(wèi)星，試驗系統(tǒng)完成組建。

在當時看來，它的地面應(yīng)用系統(tǒng)也是國內(nèi)最復(fù)雜的，而且涉及了很多高新技術(shù)，因此它的建成對于我國來說意義重大，不但使我國獲得獨立自主和快速有效的定位手段，而且也標志著我國在衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破。

北斗一號衛(wèi)星的組建成功，無疑讓我國科研人員信心倍增。于是1999年，五院開始了對第二代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的論證。2004年，北斗二號衛(wèi)星工程正式立項。

雖然稱其為北斗二號，但并不只是北斗一號的簡單延伸，它需要克服北斗一號系統(tǒng)存在的缺點，并提供海、陸、空全方位的全球?qū)Ш蕉ㄎ环?wù)，類似于美國的GPS和歐洲的伽利略定位系統(tǒng)。

這需要攻克導(dǎo)航衛(wèi)星總體技術(shù)、高精度星載原子鐘等多項關(guān)鍵技術(shù)。歷經(jīng)8年研制，2007年4月14日，第一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星(M1)終于從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心被“長征三號甲”運載火箭送入太空。

長征三號甲運載火箭

在這期間陸續(xù)將北斗二號衛(wèi)星發(fā)射升空，直到2012年10月25日，成功將第16顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射升空并送入預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道。這顆衛(wèi)星與先期發(fā)射的15顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星組網(wǎng)運行，形成覆蓋亞太大部分地區(qū)的導(dǎo)航服務(wù)能力。2012年12月27日，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)，成為國際衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)四大服務(wù)商之一。

此次北斗三號衛(wèi)星發(fā)射成功，其服務(wù)區(qū)域?qū)U展至全球，同時實現(xiàn)下行導(dǎo)航信號升級與改造等關(guān)鍵技術(shù)突破，為用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。經(jīng)過26年的不懈努力，我國終于獨立自主地完成了北斗衛(wèi)星的建設(shè)，其性能與GPS相當，這標志著我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已達到國際先進水平。

回望中國北斗的非凡之旅，“三步走”戰(zhàn)略的第三步終與GPS齊頭并肩。