很多小伙伴玩家都不太清楚北斗卫星导航系统科普全解析，北斗三号全球卫星导航是否建成，那么今天解雕侠小编给大家带来一篇 人口 相关的文章，希望大家看了之后能有所收获，最后请大家持续关注我们！
2018年11月19日凌晨2点，随着长征三号乙火箭和远征一号的上段组合顺利从西昌卫星发射中心发射升空，北斗卫星导航系统的第四十二颗、四十三颗卫星进入组网阶段。 这标志着今年10次北斗发射任务圆满完成，其中8次为一箭双星任务，共有18颗卫星入轨，全部发射任务成功。
按照北斗35颗卫星的设计布局，今年无疑是北斗建设史上最核心的一年，也创下了全球卫星导航组网最快纪录。 在世界四大系统中，美国GPS系统最快记录为1年6星，苏/俄格罗纳斯( GLONASS )系统为1年9星，欧洲伽利略系统为1年6星。
毫不夸张地说，北斗今年的建设速度是空前的。 2019年将继续联网剩余卫星，随着前期卫星经过调试期正式投入使用，北斗将完全照亮世界。
2018年11月16日，北斗卫星全球普遍存在，目前亚太已逐步开启，全球组网仍在进展中(图片来源： beidou.gov.cn ) )。
一、为什么要建设北斗系统？
很多人会问：既然成熟的GPS系统已经发展了30多年，商业规模化非常便宜高效，为什么还要动用巨资建设自己的北斗系统？
其实，GPS的本质是军用卫星导航系统，隶属于美国空军，常年在轨工作32架飞机。 该系统主要包括军用码和民用码两种信号，显然，军码和民用码的精度水平不是一个数量级，前者是毫米级，后者是分米级。
依赖GPS导航的战斧式巡航导弹是“外科手术式
打击”的著名武器之一
GPS的出现，为人类的战争史贡献了新的语言“外科手术式打击”。 这句话来源于1990年的海湾战争，GPS精确制导武器备受瞩目。 典型的例子是，原本需要投下几十架轰炸机、几百吨炸弹的大坝轰炸任务，只需要用两枚导弹在几百公里外偷袭发射就可以了，而第二枚则可以通过最初炸毁的大坝缝隙进入。 在随后的战争中，各种精确打击的例子比比皆是。 目前，美军除炮弹外，几乎所有工作武器、装备和士兵都携带了GPS定位模块。
那对民间也很有意义。 我们日常生活中使用的定位服务，包括地图导航、共享自行车/出租车等，都依赖于但不限于GPS。 大型电网、金融交易、电信等需要星上原子钟的精密授受。 在科学领域，许多研究地球重力场、磁场、板块运动、大气、海洋、冰川、自然灾害的卫星都需要GPS系统来辅助卫星的精确定轨。 高铁、大桥、机场建设等大型建设工程也需要GPS标定。 在新兴技术中，自动驾驶、精密农业也是如此。
但是，GPS没有把你的利益放在首位。 它把美国的利益放在首位，无可厚非。 初期，GPS系统对所有的民间信号施加了干扰。 后来，为了应对俄罗斯/苏联格洛纳斯系统的挑战，取消了这一干扰( 2000年5月2日)，此后定位精度大幅提高。
消除有源噪声后，GPS定位精度大幅提高
作为运营者，停止GPS服务、增加干扰、提供虚假位置服务信息不仅对民用，对军用也是致命的。 1999年印巴Kaigil战争期间，美国直接停止了印巴战区所有的GPS服务，导致双方依赖GPS的设备无法使用，给双方造成了巨大的损失。 该事件发生后，印度完全放弃了建设依赖GPS增强印度地区服务的卫星导航系统，决心建立自己的系统(目前只有日本的QZSS/准天顶系统依赖GPS )。
欧盟也是这么想的，但在中国抛出橄榄枝之后就不是了。 核心技术仍然封锁着我们。 问题是，中国改为不依赖GPS，而是依赖伽利略系统好吗？ 印度都在建立自己的房屋系统。 我们要不要自己做一套？
于是在过去的20多年间，中国宇航员筚路蓝缕开始开辟山林，从实验阶段开始行走，逐渐实现了区域主动定位( 2004 )、区域被动定位( 2012 )、全球被动定位( 2020 ) 现在是北斗三代建设的核心时期，可能到2020年全部建成。
二、北斗有什么特点？
在我国长期航天技术积累和导航系统技术发展的后发优势下，我国采取了与其他任何导航系统完全不同的思路。
1.3种轨道
目前，另外3个全球卫星定位系统采用的是距离地面20000左右的中圆卫星轨道，而北斗是唯一由3种轨道组合而成的星座。 27颗卫星位于距离地面21500个中圆轨道，分布在3个轨道面上，保持55度倾角。 5颗卫星采取赤道上空35800公里高的地球静止轨道； 3颗卫星位于地球同步轨道(接近35800高)，保持着约55度的倾斜角。
GPS星座(左)和北斗星座(右)的对比
这带来的好处是，卫星定位需要接收机至少接收四个卫星信号。 以27颗中圆轨道卫星为主力，绕地球一周的轨道周期约为12小时，可对全球各点保持稳定覆盖，可任意时间、任意地点观测到6颗以上星星，满足常规卫星定位系统的需要。 55度倾角的设计，也增加了对人口密集的地球中低纬度地区的覆盖。
北斗地球静止轨道和倾斜同步轨道是专门为中国乃至亚太地区定制的。 日本为了提高GPS在日本的应用精度，拥有4个倾斜同步轨道的准天顶系统，我国从设计之初就接受了亚太专属服务。 由于两种高轨道卫星的轨道周期与地球自转24小时周期完全同步，相对来说5颗卫星静止在赤道上空，3颗卫星由于倾角的设置使其相对于地面作一定周期的运动，投影轨迹始终保留在沿亚太和赤道对称的区域，抗干扰能力强。 因此，亚太地区至少可以几乎永久维持12颗卫星，大大提高了该地区的定位精度。 在配合地面建设增强基站时，实现分米乃至厘米级的定位也是现实的。
从卫星轨迹在地面上的投影可以看出是北斗亚太服务专用的。 蓝色的8字形轨迹是倾斜同步卫星，红点是地球静止卫星，绿色是服务世界的中圆轨道卫星
其中，高轨道卫星的轨道发射和入轨要求比较高，目前只能执行一箭双雕任务。 但对于中圆轨道卫星，随着我国远征系列火箭最上段的成熟，在卫星载荷作用下发射到太空后，可以多次点火启动“太空飞车”，实现了一箭双星，大大提高了效率。 至此，今年8次任务部署16颗中圆轨道卫星，2次任务完成2颗高轨道卫星，可搭载远征1号的长三乙火箭也成为“金牌火箭”。
北斗一箭双星功臣“长征三号乙火箭”(左)
远征一号的上段(右) )。
2.3种工作频率
电离层影响电磁波的传播，是卫星导航定位最大的误差源，必须消除。 由于电离层干扰与卫星信号的频率有关，至少采用双频信号可以建立电离层延迟校正模型，最大限度地消除这部分干扰因素，对定位精度的提高非常显著，三频可以建立更复杂的模型消除高阶影响。
另外，在3个频带发送也增加了不同的信号(军用、民用)的调制选项，提高了抗干扰能力，也提高了定位可靠性，对于厘米级或毫米级的定位中的最中心的载波相位模糊度的计算也是最大的优点为此，GPS系统(该GPS系统近年来一直是双频带信号)也被扩展到三频系统。 北斗的后发优势不言而喻。
3 .短消息系统
北斗还有一个独角戏。 短消息系统，简单地说就是通过卫星实现天地双向通信。 其他三个系统不存在接收机和卫星之间的双向通信，只是单向接收。 北斗的功能意味着卫星可以向拥有该许可证服务的接收器发送专用消息。 例如大洋之上、深山老林等特殊情况下没有手机信号，一旦出现紧急情况，高轨道北斗卫星可以及时与地面交流。 对军事行动的意义更是无法形容。
此外，部分北斗卫星还携带国际科斯帕斯支持卫星辅助搜索和应急救援预案的有效载荷，可在发生紧急情况时参与国际合作应急救援行动。
4 .星间链路通信
导航卫星系统需要长期维护，这意味着需要地面监测站、主控站、注入站等系列部分。 全球导航定位系统还需要这些站点的位置分布，但会进一步增加系统运营成本。 例如，GPS有5个监测站、1个主控站和3个注入站，几乎均匀分布在世界美国领土/军事基地，每年都不收费。
对北斗来说，不仅存在全球空间站建设安全问题，也存在运营成本问题，需要最大限度地开发自身优势。 编入高中轨道的卫星星座需要相互联系，避免孤立。 这意味着北斗只需要实现中国国内的主控制、监测和注入，高轨道卫星“登高望远”就可以与系统中的其他卫星进行星间链接。 此外，星间链路本身也可用于测距，有助于提高星座的轨道精度。 系统内部的自通信也可以大大提高整体的抗干扰能力。
三、北斗到底能服务多少用户？
对于需要天地通信的短消息服务，数量取决于卫星的容量，这个数字还没有确定，但肯定会逐渐提高以满足用户的需求。 实际上，需要该功能的用户非常有限，对于大多数用户只需要知道自己位置信息的用户来说，北斗卫星定位的理论使用数量上限并没有数量上限，而是无数个。
北斗三代的基本功能是无源定位系统，所以每颗导航卫星的本质是告诉你现在几点(时间t0 )，我在哪里( x0、y0、z0 )。
用户只需接收4个卫星信号，就能准确确定
自身的位置和时间(图自：参考文献2 ) )。
当你(接收机)接收到信号时，可以比较在接收机获得的时间和接收到的卫星信息的显示时间之间的差。 这个差乘以光速，就是你和卫星的距离(另一种方法是数信号的波长相距多少)。 由于卫星由专业科学家维护，定位极为准确，1厘米级的时钟为原子钟，几千万年内可能偏移1秒，其所有信息均无误差。
那么，只需求解地球上的三维坐标x、y、z和钟表的差这4个参数(用户的石英表本来就无法与原子钟的精度进行比较。 有必要用未知数解决那个误差)。 观测四颗卫星，可以建立四个方程，求解四个未知数。 北斗建成后，亚太地区可以完全保证12个以上，数量越多精度越高。
所以，对卫星来说，永远只是做一件事。 向地面发送信号，告诉你我在哪里，几点，卫星不需要做辅助计算。 用户只要能接收和解读信号就可以了，因为和这些卫星没有任何交流，也不消耗能量，所以理论上用户量是无限的。
四、什么时候建造？
目前，除首批4颗实验性卫星外，从2007年开始，北斗系统共布设43颗卫星，其中几颗已失效退役、保持运行状态的约20颗，同时今年发射的卫星大部分仍处于调试状态，仍停留在2019年
经过一年的快速建设，北斗三代中圆轨道卫星已布局大半。 2019-2020年，我国将发射3颗静止轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星和6颗中圆轨道卫星，建成北斗。 对于全世界的民间定位，虽然可以实现不亚于GPS的定位精度，但是在亚太地区，由于高轨道卫星的存在，定位精度会变高。
五.面临的挑战是什么？
事实上，北斗虽然具有后发优势，但并不意味着短期内就能实现后发。 卫星导航系统建成后，需要长期维持、持续投资。 最有效的方法是军民融合，从民间市场获益。 经过几十年的布局和规模化应用，GPS在民用市场领先优势明显，仍处于绝对领先位置。 越大的服务价格越低，但总收入会因规模效应而增加，进一步促进更好的体系建设和垄断。 这也是军用GPS系统原本就经久不衰、依然持续快速迭代进步的根本原因。
卫星导航设备和附加设备产值的估计
据欧洲全球定位研究中心估计，2025年左右，全球卫星导航定位设备需求量将超过92亿台，年产值超过2680亿欧元，这是一个庞大的市场，其中亚太市场增长速度全球领先，年增长率达到40%以上。
对北斗来说，目前是最黄金的发展时期，但其最大的竞争对手仍然是GPS系统。 同时，面对俄罗斯格洛纳斯系统的复苏和快速组网的欧洲伽利略系统，北斗只能走得更快。 可以毫不夸张地说，今年是四大导航系统决战之年。 中国和亚太有着庞大的市场迅速占据这一民用市场是导致系统长期健康发展的最核心挑战
既然问题已经明确，中国宇航员应该怎么回答？
今年，北斗系统以一年10箭18星100%成功的结果，给出了自己的答案！
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