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发表于:2015-09-21 15:52
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北斗不为人知的故事

GPS北斗有啥不一样?对我们的生活有什么影响?这是一个很有深意的话题。关于北斗,各类学术文章有很多,但太专业,普通人很难懂,看一会儿就没兴趣了,今天我就从闲谈的角度出发,来侃一侃北斗COMPASS!

网络上有很多北斗导航卫星相关的资料,多数是宣传政府科研实力的报道,内容比较单一,不便于读者全面了解,并且很多是非专业人士写的。科技报道不是由科技人士撰写,而是文科出身的记者提笔只能触及北斗的表面,无法知其深意。这种现象是国内科技报道的顽疾了

不仅仅是外行,包括许多测绘人,对北斗的理解还停留在中国版的GPS”这样一个模糊的概念。其实在中国这么多宣扬的科技里面,北斗卫星导航系统是很靠谱的一项,是能够撑起中国制作的扛鼎之作,有必要了解那些你所不知道的北斗卫星。

北斗的命名

北斗卫星导航系统,英文名COMPASS,中文音译为BeiDou。其实从北斗这个命名说来也是大有文章,其一:Compass单词的意思是指南针,司南。而指南针作为中国古代四大发明之一,从它的发明伊始,就是作为导航工具。其二:司南,咱们都知道它是个磁石勺子,古人用来辨别方向的一种仪器,由于磁铁指南,故名司南,而勺子又象征着北斗七星,与北斗导航一拍即合。此时不得不说中华文明的博大精深。

  
北斗卫星导航CAMPASS

为什么中国要建设北斗?

GPS对全世界的来说是个福利,但在军事方面却是个问题。所以美国将GPS分为民码和军码,对外开放的只是民码,精度比美国军方使用的军码差了十倍。更重要的是,万一跟美国打起了仗,人家把GPS民码给你一停,你不就懵了? 
   所以说,他国的军备绝不能依赖美国的GPS,必须要发展本国的定位导航系统。当然,全球定位导航系统是少数大国的权利,因为全球定位导航系统实在是太浩大,综合国力微弱的小国家们根本就造不起,还是老老实实地继续用GPS

北斗一代的由来

中华名族向来就是个有抱负的名族,在定位导航卫星这事上很重视。实际上从上个世纪70年代就已经开始用心了,七五规划中提出了新四星计划,随后提出过单星、双星、三星、三到五颗星的区域性系统方案,以及多星的全球系统设想。研究、论证、再研究、再论证……从来就没有停止过。

80年代初期,以两弹一星元勋成芳允院士为首的专家团体提出了双星定位方案,这是当时公认的最优方案,但因经济条件等原因搁置了十年。1991年,美国的GPS海湾战争中的应用非常成功,于是彻底把中国人打醒了,决策层深刻意识到没这东西是真的不行,双星定位方案马上启动。

当时的国情是又没经验又没钱,刚起步可得悠着点,从小打小闹开始吧,上来就玩大的容易玩脱懂点GPS定位原理的都知道,在空间中至少要有三颗卫星才能定位我们的双星定位方案怎么定位呢?原来双星定位方案中有个高度仪,用户需要自测高程,并将结果作为第三个坐标那为什么不干脆发射三颗卫星呢?原因很简单,高度仪很便宜,卫星很贵……

只有两颗星,当然不能像美国GPS那样搞中轨道的,轨道低了覆盖面就小,两颗中轨道卫星多数时间会在中国上空以外的地方飞行,那中国大陆还咋用呢?因此只能搞高轨道的而且还得是静止的,这样才能妥妥地停在中国大陆的上空静止高轨道是双星定位的必须选择,从技术上讲这毫无疑问是正确的,但却埋下了性能不强的隐患,这就是要谈的下一个问题,北斗一代的缺陷

北斗卫星导航系统

北斗一代的缺陷

卫星相对地面物体被测物体的相对速度越大,多普勒效应越明显,定位就会更加准确,这甚至是定位导航卫星的核心原理基础。由于北斗一代的这两颗星的轨道很高,导致了地面被测物体与卫星的相对速度很低,于是多普勒效应就不明显,其定位精度自然远远比不过GPS

平心而论,北斗一代已经达到了设计指标,工程是非常成功的,毕竟就只有两颗星嘛,怎么能跟几十颗卫星GPS相比呢,好比是你花了几百块买了个自行车,骂它不如小车好,是有失偏颇的。

北斗曾经加入伽利略计划

北斗一代的使用体验比较差,怎么办?这时中国看上了欧洲的伽利略计划,这是欧洲国家联合搞的全球定位导航卫星系统计划,因为这个项目实在是太烧钱,洲有技术但缺钱,于是他们上了土豪中国,中国当时正因为北斗一代不给力而发愁呢,自然是一拍即合据报道称中国加入了伽利略计划,并且很大方的交了两个亿的入会费。但中国越来越觉得不对劲,欧洲居然把日本和印度也拉入伙了,他们出的钱少但权利不少,这不是把中国作宝搞吗而且这两个国家本来就是我们的冤家于是乎中国退出单干,开始发展北斗二代。

北斗二代计划在2020年前发射35颗卫星,形成全球性的定位导航系统。

太空资源分配

北斗二代的规模与GPS相当,申请的轨道和频率与欧洲伽利略比较一致,这就不可避免地遇到了卫星轨道和频率争夺的问题。卫星轨道和空间频率是人类共有的资源,那该如何分配呢?国际规则是先占先得原则是西方发达国家制定的,他们认为各国都有同样机会的公平原则。即使你觉得没道理,你也没能力阻止发达国家占轨道和频率。

2005年伽利略计划的第一颗卫星上天了,但是因为缺钱而没有开通频率。随后中国北斗二代的第一颗星也随后上天了,而且上去就开通了,这下就把轨道和频率都占上了,这为啥呢?因为有钱,任性!

欧洲伽利略那边慢悠悠,而中国这边的北斗接二连三,后来还搞起了一箭双星,而伽利略计划和北斗二代有些频率是重合的,双方都在国际电信 联盟组织备案了,谁先占上就算谁的,中国的快节奏把欧洲搞急眼了,通过美国给中国施压,要求中国放慢脚步等等友好的欧洲人民。

以前欧美国家经济技术压制时抢占资源,中国技不如人只能认怂好不容易翻盘了,现在要我谦让?想太多。中国不理会欧美的抗议,按既定的节奏继续发射卫星。

北斗地基增强系统

虽然现在还没有把35颗卫星打全,但亚太地区的北斗二代定位导航网络已经建起来了,并已投入了使用。GPS和北斗的中轨道运动卫星都是30颗,它们各在太空上织就了一张网,GPS网眼最密处是在美国上空,北斗二代网眼最密处在中国上空,为本土提供服务是第一要务,目前华测承建我国最大省级北斗地基增强系统,该系统由100座基准站组成的基准站网络、数据处理系统、运营服务平台、数据播发系统和用户终端组成。


华测CORS北斗地基增强系统

对于亚太国家来说,北斗比GPS更有优势。亚太国家认识到了北斗的优势,中国政府也积极推动北斗二代在亚太地区的应用,于是泰国、马来西亚、文莱、印度尼西亚、柬埔寨、老挝等国家派出了19名专家,于20147月来到中国考察北斗二代,研究讨论合作的事项。

泰国专家表示,有些GPS卫星的信号泰国收不到,而北斗所有的卫星信号都能接收到,当然要建设北斗地基增强系统,而且泰国现在已建成了首批CORS站(连续运行卫星定位导航服务系统)。马来西亚紧随其后,将成为北斗地基增强系统的下一个落户的国家。

 



沙发

 希望中国北斗早日发展壮大~~~!!!

 
       
     
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