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hg0088导航:用北斗打开想象

时间:2020/8/2 12:45:00  作者:  来源:  查看:3  评论:0
内容摘要:  2020年6月23日9时43分,第59颗北斗组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功。至此,中国历时26年建设的自研卫星导航系统完成了组网,结束了依赖GPS的历史。  从1994年12月北斗导航试验卫星立项开始,到2020年完成全球组网,卫星定位导航技术正随着中国数字化、智能化的浪...
  2020年6月23日9时43分,第59颗北斗组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功。至此,中国历时26年建设的自研卫星导航系统完成了组网,结束了依赖GPS的历史。

  从1994年12月北斗导航试验卫星立项开始,到2020年完成全球组网,卫星定位导航技术正随着中国数字化、智能化的浪潮展示出强大的商业动能。

  北京正弦空间技术有限公司总经理,原中国空间技术研究院研究员、北斗三号卫星主任设计师何善宝博士说,“北斗是基础设施的基础设施,是时空基准,在广大的国土中你得知道自己在哪里,有自己的参照系和标准。国家已经投资几百亿元铺设完成。”

  围绕北斗产业,2015年中国卫星(35.330, -0.08, -0.23%)导航与位置服务产业总体产值已超过1900亿元。卫星导航与位置服务领域企事业单位数量超过13000家,从业人员近40万人。行业内上市公司(含新三板)总数达21家,上市公司涉及卫星导航与位置服务的相关产值约占全国总产值的6%。上海北斗导航创新研究院副院长裴凌说,“这一领域的机会刚刚展露头角。”

  北斗的历史

  1990年代,中国决定上马卫星导航系统。彼时中国在很多领域需要投入,在财力薄弱的情况下,卫星导航系统的研发很难拥有充裕的资源。

  为此,中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展路径,形成三步走的战略:2000年年底,建成“北斗一号”系统,为中国提供服务;2012年年底,建成“北斗二号”系统,逐渐覆盖亚太区域;2020年,建成“北斗三号”系统,向全球提供服务。

  何善宝说,中国的北斗工程在起步之初受经费影响,与GPS的设计思路不同,但反倒走出了一条创新之路。

  中国上马“北斗一号”系统时,采用的是陈芳允院士提出的“双星定位”,由两颗地球静止轨道卫星(GEO)覆盖中国区域,创造性地提出集定位、通信和授时三大功能于一体的建设方案,比GPS多了通信功能。

  鉴于技术和成本,“北斗一号”系统采用有源定位技术。卫星接收到地面发出的信号后送到中心控制系统再返回地面,通过一来一往的双向短报文对终端进行定位。“有源定位和短报文特色服务”曾被称为北斗系统的“最大特色”,在气象、水文监测上有了较为广泛的应用。然而不足也很明显,在定位时需要地面保持无线电静默,且设备必须包含发射机,使用不便,用在军事上容易暴露目标,此外还有用户容量有限、定位精度不足、实时性较差的缺点。

  “北斗二号”并不是“北斗一号”的简单延伸,它克服上一代系统的缺点,提供海、陆、空全方位的导航定位服务,采用无源定位技术,主要覆盖亚太区。“北斗三号”则实现了无源导航系统的全球覆盖。

  北斗采用混合星座,由地球静止轨道卫星(GEO),倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)和中轨道(MEO)卫星组成。GEO覆盖面积广,与地球保持相对静止,在卫星通讯领域有优势,但是无法覆盖高纬度,特别是两极地区,星间链路损耗大,通讯时延长;MEO具有较小传输损耗和通信时延;IGSO的倾角设计影响到覆盖范围,中国轨道倾角设计为55度,以便卫星和定位终端之间形成有一定体积的立体空间,立体空间体积越大,越有助于提升定位系统的质量。何善宝说,“由于有三个轨道,北斗在某些地区比如赤道和东南亚地区,测量精度要优于GPS。”

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