配有北斗卫星导航系统的分享单车。新华社发

搭载北斗卫星导航系统的插秧机。新华社发

我国北斗三号全球卫星导航系统临了一颗组网卫星在西昌卫星发掷中心燃烧起飞。新华社发

大开手机，舆图App上的光标精确记号出你的位置；点外卖，屏幕上的迁移轨迹知道外卖小哥与你的距离；按下运转，无东说念主播撒机在金黄的麦田庐划出直接线条……从田间莳植到王人市交通，从指尖便利到智能功课，北斗卫星导航系统用精确时空为当代生涯提供了无穷可能。

不久前，中国卫星导航系统束缚办公室发布一则音问：为提供愈加优质处事，北斗卫星导航系统将于近期实施在轨升级，对部分卫星的职责情状进行优化调养。为何这套系统需要持续“进化”？它究竟如何从数万公里的高空，精确地参与每一次登程与抵达？它又如何成为撑持数字中国运行的基石？

卫星若何知说念你在哪儿

“如若在生分的所在迷了路，若何办？”关于这个问题，今天的东说念主们给出的谜底可能会惊东说念主的一致：用手机导航啊！的确，众人如故民俗了用手机搞定“我在哪，我要去哪，我若何去”的问题。而手机导航依靠的恰是卫星导航系统。

其实，无论是GPS，如故北斗卫星导航系统，卫星导航系统搞定的只是得回位置，即“我在哪儿”的问题，东说念主们经常使用的路子盘算和导航功能则是依靠舆图类App来兑现的。

这是若何作念到的呢？最初，要搞清楚卫星导航系统是如何出身的。1957年10月，天下上第一颗东说念主造地球卫星——斯普特尼克一号顺利辐射，开启了空间探索期间。之后科学家发现，通过继承斯普特尼克一号辐射的信号，不错测量卫星信号的多普勒频移，从而细目卫星轨说念。于是，有科学家提议，如若已知卫星轨说念，那么测量多普勒频移的继承机是不是不错反过来推算我方的位置呢？基于这一念念想，第一个卫星导航系统——子午仪系统出身了，开启了卫星导航期间。

但子午仪系统卫星数目少，不可兑现络续、及时定位，只可用于船舶等慢速载体。1995年，全球第一个果真兴味上的全球性、全天候、络续、及时的卫星导航系统——GPS细腻运行，从根柢上搞定了及时定位的问题。

既然GPS不错用，为什么还要花这样多钱设置北斗？这是因为，在金融、通讯、动力等领域，精确的时刻和位置是保障国度紧迫措施安全的基础。如若莫得自主可控的北斗卫星导航系统，国度紧迫措施的时刻和位置保障只可依赖GPS或其他卫星导航系统，存在坚贞安全隐患。如同登山的保障绳不可掌合手在别东说念主手中相通，设置北斗的必要性了然于目。

与GPS不同，北斗卫星导航系统的处事种类愈加丰富，它翻新和会了导航与通讯智商，具备全球定位导航授时、星基增强、精密单点定位、全球短报文通讯、区域短报文通讯、地基增强和国际搜救7种处事智商，而GPS仅提供全球定位导航授时处事。其次，北斗三号全球星座是由地球静止轨说念、歪斜地球同步轨说念、中圆地球轨说念三种轨说念卫星构成的羼杂星座，而GPS仅有中圆地球轨说念卫星。

诚然，北斗卫星导航系统在发展历程中也存在一些弱势。GPS发展较早、应用平凡，北斗卫星导航系统的处事警告尚不够丰富，处事水平存在进步空间，此外，GPS的“后发制东说念主”也让北斗卫星导航系统在本质应用历程中濒临较大费力。但跟着处事的持续卓越与进步，北斗卫星导航系统的应用产业正在持续壮大。

从“双星定位”到“全球处事”

北斗卫星导航系统的设置共阅历了三个阶段。从1994年北斗一号系统工程细腻立项，到2000年北斗一号系统细腻建成并插足使用，只用两颗卫星，就具备定位、授时、报文通讯与位置讲演智商，让我国成为天下上第三个领有卫星导航系统的国度。

天然北斗一号仅处事中国地区，而且需要终局主动给卫星辐射信号而且继承卫星信号才智定位，但它好意思妙地遐想了双向短报文通讯功能，与GPS只可知说念“我在那儿”不同，北斗一号不仅不错让用户知说念“我在那儿”，还能让别东说念主知说念这个用户在那儿，这种通导一体化的遐想，是北斗系统的草创。

1998年，在北斗一号行将建成之际，我国启动了北斗二号的论证。由于其时国内经济基础薄弱，航天技巧水平相对较低；受国土遗弃和其他成分影响，银河国际(GALAXY)发掷中圆地球轨说念卫星完周至球组网需要在国外建站。于是，北斗二号提议先设置区域系统，保障中国及亚太区域导航，条目熟练后再设置全球系统的发展念念路。

2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统细腻通畅，面向全球用户提供全天候、全天时、高精度、高可靠的定位、导航、授时处事。从北斗一号的双星定位，到北斗二号的羼杂星座遐想，再到北斗三号的星间链路翻新遐想，北斗卫星导航系统走出了一条具有中国特点、充满中国机灵的发展之路。

值得可贵的是，北斗卫星导航系统可不单是是天上的北斗卫星星座（亦称为空间段），还包括大地运行限度系统（亦称为大地段）和手机、电话腕表等导航终局（亦称为用户段）。其中，由监测站、主控站、注入站构成的大地段负责盘算卫星需要播发的参数信息以及生成卫星限度教导，并发送给卫星，空间段的卫星负责发送导航信号，用户段的终局则负责继承导航信号以解算本人位置，三者协同职责，不可偏废。

对用户而言，北斗卫星导航系统发送的导航信号中，最紧迫的骨子是导航电文。这是一连串不停疏通的基本信息：“我是第N号卫星”“这里当今是何时刻”“我面前的坐标”“我的卫星‘一又友们’面前的粗略坐标”……用户终局继承到导航电文后，左证测距码盘算出与卫星之间的距离，从而盘算得到“我在哪儿”。

此外，北斗卫星导航系统的信号经过用心的信号体制遐想，具备优异的信号质料和性能，确保了高质料测量和信息传输，同期遐想了多种信息传输通说念，让用户不错左证我方的处事需求选拔使用不同的信号。

“北斗+”“+北斗”

如今，北斗卫星导航系统已在130余个国度落地使用，其应用范围远超舆图导航的界限。机灵城市束缚、电网同步运行、金融往复精确时刻戳等王人时刻离不开北斗系统提供的时空信息。它已成为与水、电、收集同等紧迫的新式基础措施，平凡进入各人亏空、分享经济等民生领域，全面应用于交通运输、各人安全、救灾减灾、农林牧渔等场景，以“北斗+”和“+北斗”的款式，打造日渐完备的“北斗生态”。

面前，大大王人援助导航的电子开发中，王人采选全球导航卫星系统兼容芯片，既不错继承北斗系统信号，也不错继承GPS等其他卫星导航系统信号。

举例，电话腕表的全球导航卫星系统兼容芯片细目位置后，可将扫尾通过手机通讯基站（如5G基站）发送至绑定的手机，从而兑现对指导者的辛苦定位；分享单车可通过北斗芯片得回及时位置，在泊车历程中与电子围栏（分享单车束缚方在舆图上标注的可泊车区域）进行对比，使骑行者仅能在规矩区域内锁车，从而灵验范例分享单车使用举止；基于北斗卫星导航系统的无东说念主驾驶农机，不错兑现厘米级的精确播撒、施肥和收割，极大进步成果和资源行使率……外卖骑手智能迂曲、无东说念主机快递精确投送、高铁的安全准时等，背后王人有北斗卫星导航系统的功劳。

北斗卫星导航系统的“独家秘笈”——北斗短报文也得到了平凡应用。2008年汶川地震后，灾地赈济军队行使北斗短报文，在断网、断电的极点情况下，发还第一条灾情信息，不仅让蛊卦部及时掌合手了赈济队列的位置与行进轨迹，更搭建起灾地与外界的通讯桥梁。此外，我国飞机在遨游历程中，可用北斗卫星获取位置，通过北斗短报文将位置回传空中束缚部门，以此兑现对飞机的跟踪监视，这亦然北斗卫星导航系统独具特点的一种用法。

当今，呈报起首的问题，在广博行业中大展技艺的北斗卫星导航系统，为什么要进行在轨升级呢？谜底是，北斗卫星的遐想寿命正常为10~12年，面前在轨运行的北斗卫星既包含北斗二号又包含北斗三号卫星，其中部分卫星已卓越了遐想寿命。为了保障北斗卫星导航系统的处事质料，优化升级是势必选拔。与手机通过软件升级更新系统雷同，北斗卫星不错通过大地段向在轨卫星上注软件，从而完成北斗卫星导航系统智商的升级。

同期，为确保恒久提供高质料的定位导航处事，北斗系统的空间段、大地段、用户段王人需要持续进行技巧翻新与升级。

北斗昔日依可期！

（作家：张爽娜银河国际(GALAXY)，系中国航天科技集团五院预计员）