卫星导航定位技术,是指利用在太空中的导航卫星对地面、海洋和空间用户进行导航定位的一种新兴技术。与传统的导航定位技术相比,卫星导航定位技术具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点,已成为人类活动中普遍采用的一种主要导航定位技术。
美国和俄罗斯相继在上世纪末期,建成了全球卫星导航系统GPS和GLONASS(格罗纳斯),欧盟目前正在进行GALILEO(伽利略)系统建设,印度也大有奋起直追的潜能。
为了建立独立自主的中国卫星导航定位系统,1994年国家批准北斗卫星导航系统研制建设任务,2000年10月31日和2000年12月21日分别发射一颗试验导航卫星,从而初步建成“北斗导航”卫星双星导航定位系统,标志着我国卫星导航技术取得突破性进展,我国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
去年世界宇航史上发生了一件大事,就是中国的年火箭发射量第一次超过了美国,跃居世界第一,而在这些让人激动的火箭发射中,最具有历史意义的莫过于去年11月1日第41颗北斗卫星的发射升空,随着这颗卫星的信号从太空中成功传回,激动的中国科学家们终于可以自豪的告诉世人——中国的北斗卫星全球组网成功了!中国北斗卫星成为了超越欧洲伽利略、俄罗斯格洛纳斯,位居全世界第二位的卫星导航系统,我们的卫星导航定位再也不受制于人了!
截止今年5月份,我国北斗卫星的在轨运行总数达到了45颗,其中又4颗是今年陆续发射的备份卫星,整个“北斗三号”系统的抗毁伤冗余度大大增强,定位信号稳定度和精确度也有不同程度的提高。从地面应用的普及程度来看,美国的GPS要比北斗成熟,毕竟已经发展了几十年,但从卫星总数和定位精度来看,北斗则远远超过GPS。
从卫星总数上来看,GPS的全球卫星总数是28颗,其中4颗备份卫星,虽然理论上号称都能覆盖全球,但实际上由于卫星数量不够,所以在某些地区的覆盖范围还是不够,信号偏弱,而我国的北斗卫星仅“北斗二号”就有14颗卫星,第三期计划总发射35颗卫星,卫星数量上远远超过GPS,提供的定位信号强度和精度都要超过GPS。从定位技术来看,GPS发展时,由于内载的原子钟技术程度较低,因此时间同步信号的精确不高,直接影响了其定位精度的准确性,而北斗特别是北斗三号卫星,从2017才开始发射,技术水平有后发优势,早就甩了GPS好几条大街。
从军事意义上说,北斗导航系统对我国意义尤其重大,但也有一些人对其有误解,说法最多的就是如果我们使用GPS导航系统,美国修改定位代码,那么我们的导弹就可能飞回来打到自己人,这种误解的原因是不明白武器系统的内在导航机制,一般我国的武器系统都会设置惯性导航系统和卫星导航系统联合使用的导航设备装置,有一些先进的武器平台还包含地形匹配机制,其中卫星导航是辅助作用的,不会作为主要判决依据,只要惯性导航系统和GPS系统之间的误差超过一定限度,就会自动判定GPS定位无效,所以说,美国人修改GPS定位数据后,对我国的武器打击精度产生影响是一定会有的,但还没夸张到飞回来打自己的人的地步。有了北斗系统后,由于定位精度和控制权全部都在自己手中,所以我们的武器打的更准也是毫无异议的。
在北斗向全世界提供服务后,其市场份额也会慢慢取代GPS,有许多国家和地区的用户也提出了和我们当年担心GPS同样的不安,实际上这是毫无必要的,就好比修改GPS信号对美军来也不是一个很好的选择一样,我国也不会去修改北斗卫星导航数据,这是因为这些卫星运行在地球静止同步轨道上,一颗卫星的覆盖范围就极大,一旦被修改,整个亚太区域的定位都受影响,我国和我军的地面装备应用也不例外,所以外国用户根本不需要担心这样的事情。
北斗从一号到三号,中国航天人从探索到实践,再到2年之内就完成了全球组网,可以说是创造了世界航天史的奇迹,值得我们全中国人民骄傲。
北斗导航系统是继美国的GPS和俄罗斯的“格洛纳斯”后,中国的导航系统已成为第三个被联合国认可的海上卫星导航系统。
在2014年11月17日至21日的会议上,联合国负责制定国际海运标准的国际海事组织海上安全委员会,正式将中国的北斗系统纳入全球无线电导航系统。
这意味着继美国的GPS和俄罗斯的“格洛纳斯”后,中国的导航系统已成为第三个被联合国认可的海上卫星导航系统。专门研究中国太空项目和信息战争的加州大学专家凯文·波尔彼得表示,北斗系统能在其覆盖范围内提供足够精确的定位信息。
年来,随着我国科技的不断发展,在导航定位系统方面也开始取得了一定的成绩。要知道,曾几何时偌大的中国导航市场都是被GPS垄断,如今在我国的北斗导航强势诞生后将原本不堪的局面无情打破。只不过在北斗刚诞生之际,应用场景也仅限于军事方面,如今在经历了不断的升级和完善后,北斗系统开始朝着全球民用方向进行发展。
上图是北斗系统的组成部分
值得一提的是,北斗系统精确度极高,并不比美国GPS差。毕竟北斗系统的精确度已经达到了亚米级别,甚至最高定位到厘米,即便拥有着全球第一称号的GPS,在精确度方面也只能仰望。当然,要知道GPS在市场上已摸爬打滚很多年,因此在精确度方面必然有所提升,只不过处于私利考虑,美国人自然也不会将性能较高的GPS提供给其他国家使用。
所以在这样的背景下,坚定了我国自主研发导航定位系统的决心,于是北斗强势登场。就目前而言,北斗系统已经实现全球覆盖,并完成了全球组网,可是在这样的背景下,国内的很多手机导航、汽车导航等都使用了GPS,而并非北斗,那么问题来了,中国北斗导航系统已覆盖全球,为何很多人还在用GPS其实并非如此,要知道虽然我国的北斗已经实现全球覆盖,但是在知名度和普及率方面不及GPS,就目前而言,GPS在国内的应用场景较为广泛,因此在短时间内北斗想要取代GPS的地位似乎有些难,所以北斗只能一步一步的来。
不过为了表示对国产导航定位系统的支持,如今很多国产手机厂商开始采用北斗导航,比如小米、OPPO、vivo、华为等。当然我们也有理由相信,在中国各种企业的支持下,北斗导航系统的应用场景将会变得越来越广泛。
在个人看来,我国之所以选择自主研发定位导航系统,主要原因在于如今不论是军事还是科技的发展都与定位导航系统有着很大联系,倘若一味依赖于其他国家的核心技术,那么势必会面临着卡脖子的情况。而如今北斗导航系统的诞生就是我国技术力量不断加强的最好表现。