北斗三號，“天網”可發短報文

沈葉鋒

近日，我國在西昌衛星發射中心成功發射了第十八、第十九顆北斗三號導航衛星，這標志著北斗三號基本系統星座部署圓滿完成，我國北斗導航衛星數量達到43顆。今年年底，北斗三號將正式為“一帶一路”國家和地區提供基本導航服務，實現從國內走向國際、從區域走向全球的大跨步。看到這則消息，很多人可能會問 ：北斗導航衛星已經發射那么多顆了，為什么還不能在全球范圍內提供導航服務？這就要從我國為北斗衛星導航系統設定的“三步走” 發展戰略說起。根據規劃，2000 年年底我國建成北斗一號系統，向中國提供服務 ;2012年年底， 建成北斗二號系統，向亞太地區提供服務 ;2020年前后，建成北斗三號全球系統，向全球提供服務。如今北斗一號系統已經退役，正在運行并提供服務的是北斗二號系統， 北斗三號系統正在緊鑼密鼓地部署中。2019—2020年， 我國還將發射11顆北斗三號衛星，屆時30顆衛星將實現全球覆蓋。

作為我國獨立自主研發的第一個覆蓋全球的衛星星座，北斗三號實現了衛星部件國產化，以及關鍵技術的自主可控。相較于北斗二號， 北斗三號在性能上提升了1—2倍， 定位精度可達2.5—5米范圍，足以媲美GPS（全球定位系統）。

能有這樣優異的表現，主要得益于北斗三號的幾個創新之處 ：其采用了精度更高的氫原子鐘，與北斗二號采用的銣原子鐘相比，氫原子鐘能夠實現運行上千萬年僅有一秒時差 ;與GPS等衛星導航系統相比，北斗三號采用了三種不同的衛星軌道，能夠進一步提高我國及周邊亞太地區的精度 ;為了彌補地面站只能在國內對衛星進行觀測的地域限制，北斗三號還裝備了星間鏈路，使得衛星能夠在天上實現互聯互通。即使失去地面站的支持，整個衛星系統也可以做到在性能不出現較大下降的情況下自主運行60 天。

除了像GPS那樣提供基本的導航服務外，北斗三號還有自己的獨門特色——全球短報文服務。傳統衛星導航系統只能提供衛星到用戶的單向服務，全球短報文則可以提供用戶到衛星的反向連通服務，使衛星和用戶間實現雙向互通。這就意味著，北斗三號衛星導航系統除了能讓用戶知道自己在哪里，還能通過衛星與別人互發短報文信息， 讓別人知道他的位置。

從應用方面來說，北斗三號衛星導航系統屬于時空基礎設施，如今已經滲入人類生產生活的方方面面。除了在手機端提供導航定位服務外，北斗三號在交通運輸、海洋漁業、水文監測、救災減災、應急救援等方面都有廣泛應用。例如通過在營運車輛上安裝兼容北斗系統的終端，并將其位置信息通過移動網絡回傳，可以對車輛進行管控 ; 在沒有陸地移動網絡信號的情況下，依然能為出海漁民提供短報文及救援信息發送服務。如果有地面差分系統的輔助，北斗三號還能進一步提升至厘米、毫米級精度，對自動駕駛、山體滑坡預警、建筑形變監測等領域研究具有重要意義。

隨著北斗三號覆蓋全球時間點的臨近，其必將更好地惠及民生、服務人類發展。