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北斗卫星实现深海6000米数据实时传输,北斗卫星神奇在哪?

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北斗卫星实现深海6000米数据实时传输,北斗卫星神奇在哪?
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出品:”SELF格致论道讲坛”公众号(ID:SELFtalks)

北斗卫星导航定位系统

卫星导航系统是一群距离我们两万公里的星星,它们不会发光也不会发热,甚至肉眼没有办法观察到它们,却全天候的为我们提供精准及时、可靠稳定的定位、导航、授时服务。

卫星导航系统简称为GNSS系统,GNSS俱乐部中共有4位VIP会员:美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的伽利略系统以及我国自主建设的北斗卫星导航定位系统

北斗卫星导航定位系统是我国自主建设的卫星导航定位系统,正处于建设和应用推广阶段,由5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星组成。2018年12月27日下午,国务院新闻办公室新闻发布会宣布:北斗三号基本系统完成建设,于开始提供全球服务。标志着北斗系统服务范围由区域扩展为全球,北斗系统正式迈入全球时代。

拉开帷幕

在GNSS俱乐部中,会员小伙伴们最关心什么?频率资源问题

“资源不是你想买,想买就能买”。频率资源是国际公用的资源,所有频率资源都要向国际电联提出申请,由国际电联进行划分。就像高速公路车道,每个系统都有自己的车道,不然会发生撞车的情况。

卫星导航系统建设的初始阶段,频率资源相对充沛,建设较早的GPS系统和GLONASS系统基本不存在频率资源的冲突问题。

但北斗系统和伽利略系统建立的时候,频率争夺战就非常明显了。伽利略系统提前申请了频率资源,但之后欧洲出现经济危机,伽利略系统资金链断裂,他们当时发射了卫星,占领了轨位,但并没有发射频率信号。

根据国际电联“先到先得”的规定,哪个国家能够先发射卫星发射,并且这个卫星向下发射了该频率的信号,这个频率资源就属于那个国家。

在这样情况下, 2007年4月17号是北斗所申报的频率资源的最后期限,所以要求北斗试验星必须提前发射,这在我国航天史上是非常罕见的。

通常卫星发射只有延迟,没有提前,因为提前会带来一系列的问题。但在各个部门的配合下,为了获得这个频率,4月14号火箭已经成功在发射中心准备进行发射了。

但4月14号凌晨4:07,现场又发现新问题:火箭有一个连接器没有按照规定脱落,如果三分钟内无法解决这个问题,对火箭、卫星甚至发射场都会造成灭顶之灾。

当时的发射指挥员在一分钟之内下了7道指令,4:07发现问题,4:11火箭带着我们的北斗试验星成功升空。

4月14日北斗试验星发射,4月15日卫星实现变轨,4月16日卫星开始向下发送信号,在距离4月17号北斗申请的频率资源失效前24个小时内,中国正式启用了北斗申报的频率资源,也就此拉开了北斗全球系统建设的帷幕。

风雨兼程

风雨交加、电闪雷鸣的夜晚大家喜欢做什么事情?看一看恐怖片?雷电和恐怖片更配哦。

那么雷电和什么不般配呢?没错,就是卫星发射。卫星发射时,火箭箭体中装满了燃料,一点点火花就能引起箭体的爆炸。1987年美国大力神火箭就曾在大雨中发射,升上天空一分钟后就在空中遭到雷击,发生了爆炸。

通常遇到雷电的时候,卫星发射是会推迟的,但是2011年7月,北斗第9颗卫星发射时也是电闪雷鸣的天气,为什么明知山有虎,偏向虎山行呢?

北斗系统不是单颗卫星,而是组网星座。对于组网星座而言,每一颗卫星都要有既定位置,北斗系统不仅要求把这颗卫星发射到哪一个轨道,还要求这一颗卫星到达轨道中的既定位置。

满足这样的条件必须有发射窗口,而这一天就是一个不可多得的发射窗口,如果错过这天的机会,有可能推迟四个月,甚至推迟一年才能迎来新的窗口。

北斗系统当时正在如火如荼的建设过程当中,如果推迟发射,进程必然会延误,带来的经济损失不可估量。当时的指挥系统决定冒雨发射,在两次雷电的间隙发射卫星。非常幸运,北斗第9颗卫星升空了,同年年底北斗开始试运行。

2018年11月19日,由中国空间技术研究院抓总研制的第42、43颗北斗导航卫星在西昌卫星发射中心腾空而起。它们也是我国北斗三号系统第18、19颗组网卫星。现在,北斗系统已经发射了43颗卫星,已经能够为中国以及我们周边地区提供非常稳定的导航定位服务。

知你身在何处,懂你心往何方

北斗系统已经发射这么多颗卫星,到底有什么用呢?业内有这样一句名言:“卫星导航定位系统的应用只受想象力的限制”。

毫不夸张的说,作为典型的国家重器,它就像我们水、电、公路一样,是我们社会建设基础的保障。欧盟曾估算,卫星导航服务中断2天会给整个欧洲带来超过10亿欧元的损失。

藏羚羊迁徙,北斗系统可以保护野生动物;大兴安岭发生火灾,北斗系统能够为营救人员提供方位和方向的服务;应用于海洋渔业,北斗系统能够有效保障渔民的生命安全;应用于精准农业,北斗系统能对农作物实现精密控制。还有精确打击、大型车辆定位和监控、大型集装箱航运和海运……

以上这些只是北斗系统应用非常基本的方面,需要重点强调的是海洋渔业的应用。北斗系统不仅提供了位置、导航、授时功能,还提供了通信功能,渔民在海上能够用北斗系统发短信,报平安。

通信功能到底有什么用呢,美国GPS之父帕金森教授曾这样盛赞北斗的导航通信一体化功能:“既能够知道你在哪里,也能够知道我在哪里,这是多么美妙的体验。”

相信大家都看过《鲁宾逊漂流记》,如果有一天一个人漂流到了孤岛上,该怎么办?如果他选择了GPS,他只能知道自己的位置,无法通知别人前来救援,只能荒岛求生。

但如果用北斗系统,情况会完全不同。我们既能知道自己的位置,还能把我们位置发送到方圆几十公里、几百公里甚至千里之外的人。如果选择了北斗定位系统,你很快就可以在救援船上和你手持GPS的小伙伴说拜拜了。

北斗vs.GPS

小编也曾这样疑惑:北斗系统这么好用,为什么生活中我们似乎很少用北斗,反而用GPS多一点?

GPS卫星导航定位系统比北斗系统早建设了大约20年,20年的历史鸿沟不是短时期内能够填补的。GPS系统的应用推广已经非常成熟,最便宜的GPS芯片大约2美元,而北斗系统的芯片价格由于量产等原因仍然在百元左右。

用不起制约着北斗的发展,但是用不起并不是主要因素,不敢用、不想用,这才是制约北斗发展的重要原因

北斗系统从诞生到现在,精度和可靠性经多方面证明,完全不输GPS导航系统,但人们对北斗系统有着种种质疑,比如“北斗上百亿的投资打水漂”等。北斗真的如此不堪一击吗?当然不是。

事实上真正不可靠的是GPS系统。GPS系统对我们只开放了民码,而民码信号在战争时候很容易说变就变,为了保障自主权,欧盟建设了伽利略系统。对我们来讲也是如此,为了保障我们的可靠性,我们国家开始建设属于我们自己的北斗系统。

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新智派首席客服代表

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