北斗衛星——乘風破浪會有時

李云龍

在日常生活中，有一半以上的信息都和位置、時間相關，比如通信、電網和金融等行業，都需要導航衛星精準的定位和授時功能。對于國防來說，衛星導航也極為重要，很多武器的制導、導航都離不開衛星。因此，我們必須要有自主可控的導航衛星，以確保國計民生和國防軍事這些領域的安全。

相信大部分同學對于北斗衛星這個名字都不會陌生，北斗衛星相當于中國的GPS系統。迄今為止，聯合國衛星導航委員會認定了全球衛星導航系統四大核心供應商，分別是北斗衛星導航系統（BDS）、美國全球定位系統（GPS）、俄羅斯全球導航衛星系統格洛納斯（GLONASS）和歐盟伽利略定位系統（ Galileo）。其中，中國北斗系統起步最晚卻后來居上超越歐盟和俄羅斯，與GPS同為目前最先進、完備的導航系統。

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上世紀80年代，中國航天開始探索適合我國國情的衛星導航系統。1983年，以陳芳允院士為代表的專家，提出利用地球同步軌道衛星測定地面和空中目標的設想。

北斗的發展歷經3代：1994年，北斗工程立項，北斗一號系統2000年年底建成，共有4顆北斗一號試驗衛星，這是一個試驗系統，向中國提供服務;2007年至201 2年，北斗二號系統建成，共有25顆北斗二號衛星，向亞太地區提供服務;2017年到2020年，30顆星組成的北斗三號系統建成，也就是全球導航系統，可以服務全球。

2020年6月23日，北斗三號系統最后一顆組網衛星在西昌衛星發射中心發射成功。至此，我國的北斗導航系統全面部署完成。

中國用26年時間走完了全球其他導航系統40年走完的路。北斗系統的服務定位精度、系統穩定性、功能全面性不斷提升，全面支撐了國家安全和經濟社會發展的需要。

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北斗三號的30顆衛星分布在3個不同高度的軌道面，包括24顆MEO衛星（中圓地球軌道衛星）、3顆IGSO衛星（傾斜地球同步軌道衛星）和3顆GEO衛星（地球靜止軌道衛星）。

不同的衛星有不同的功能和服務。

MEO衛星是北斗三號的當家衛星，運行在距離地球約2萬千米的軌道上，主要提供導航定位授時服務，以及全球短報文通信和國際搜救等服務。衛星裝有搜救載荷，可以與 其他衛星搜救系統一起為 全球用戶提供搜救服務。

IGSO衛星主要運行在距離地球3.6萬千米的軌道上。作為高軌道衛星，它們可以有效增加亞太地區衛星可見數，為亞太地區提供更優質服務。

GEO衛星主要運行在距離地球3.6萬千米的地球靜止軌道上，提供區域短報文和星基增強等特色服務。

這些衛星組成了一張網，將地球和鄰近空間覆蓋在內。

與其他導航系統相比，北斗最突出的特點是增加了高軌道衛星，衛星越高抗遮擋能力越強，尤其在低緯度地區性能更有優勢。

導航衛星和通信衛星原本是兩類衛星，但北斗導航衛星上附加了通信功能。北斗用戶不僅可以利用終端知道自己的位置，還可以通過短報文將自己的情況告訴他人。

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北斗三號系統組網成功，意味著中國不僅在軍事上，也可以在民用上獨立使用衛星導航系統，徹底擺脫此前受制于他人的局面，也意味著中國和全球公眾可以共享北斗三號系統提供的種種服務。當然，北斗三號系統同樣是空間戰略的競爭者。

現在，北斗系統已經廣泛應用于關乎國計民生的各個領域，包括交通運輸、海洋漁業、水文監測、氣象預報、測繪地理信息、森林防火、電力調度、救災減災、應急搜救、共享出行、地圖位置服務、手機、5G，以及物聯網等，逐步滲透到社會生產和生活的方方面面。

在交通領域，國內已建成全球最大的營運車輛動態監管系統，大量公交車、內河和海上導航設施等都已應用北斗系統。

在農林漁業方面，基于北斗的農機作業監管平臺實現農機遠程管理與精準作業，精細農業產量提高5%，農機油耗節約10%。此外，北斗系統為漁業管理部門提供船位監控和緊急救援等服務，漁船和執法船開始大范圍安裝北斗終端。

在救災減災方面，基于北斗系統的導航、定位和短報文通信功能，顯著提高了應急救援的快速反應能力和決策能力。

在公共安全方面，全國40余萬部警用終端聯入警用位置服務平臺，在大型國際會議等活動的安保工作中發揮了重要作用。

目前， “燃氣+北斗”的模式已經在全國27個省區市超過600個城鎮應用，有效提升了燃氣管網的安全水平。除燃氣外，類似模式在供水排水、市政工程建設和智慧園區等諸領域也逐步覆蓋。

在大眾應用領域，北斗系統更是飛入尋常百姓家。

比如，電子商務領域，物流貨車及配送員應用北斗車載終端和手環，實現了車、人、貨信息的實時調度;智能手機應用領域，國內外主流芯片廠商均推出兼容北斗的通導一體化芯片;在智能穿戴領域，支持北斗系統的手表、手環，以及學生卡和老人卡等特殊人群關愛產品不斷涌現。

目前，全世界一半以上的國家都開始使用北斗系統。

北斗衛星導航系統的應用前景“僅受限于人們的想象力”，將更加廣泛而深刻地影響人們的生活。