萬物互聯(lián)有“北斗”

大臉兔休假了，從本期開始由棉花糖代班哦！

2017年11月5日19時45分，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，長征三號乙運載火箭以“一箭雙星”方式成功發(fā)射北斗三號第一顆、第二顆衛(wèi)星！此次北斗三號組網(wǎng)星首次發(fā)射標志著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)開啟全球組網(wǎng)新時代，全面打開北斗應用推廣與產(chǎn)業(yè)發(fā)展新局面，書寫北斗國際合作新篇章。

看到這里我猜很多同學會問了：棉花糖，這個北斗系統(tǒng)不是已經(jīng)發(fā)射上去了嗎？那這次發(fā)射的又是什么？怎么大家都突然這么激動？

既然大家對“北斗三號”的這個“三號”有這么多的不了解，那棉花糖在這里就為大家科普一下：到底北斗三號的這個“三”是什么意思，以及它有什么重大意義！

不甘居于人后

相信大家對我國曲折的衛(wèi)星發(fā)展史，也是有一些了解的。我國在2000年發(fā)射了第一枚北斗衛(wèi)星，也是從那一天起，中國算是一腳跨入了“全球衛(wèi)星導航俱樂部”，這個象征著全球頂尖科研技術(shù)，以及工業(yè)實力的俱樂部的大門。在那時這個俱樂部只有三個玩家：富有的美國、強壯的俄羅斯和團結(jié)的歐洲。

即使中國發(fā)射了北斗衛(wèi)星，也并沒有引起俱樂部各國的注意，還因經(jīng)驗不足，被他們冷嘲熱諷，甚至很多國人在當時，自己都看不起自己，認為這是“面子工程”，即使“搞一輩子也搞不成功”。

即便如此，我國的科學家們?nèi)匀幌露艘粋€決心：僅僅是一腳跨進俱樂部怎么夠？我們不僅要進去，還要站穩(wěn)腳跟，給里面那些看不起我們的人一個干脆響亮的耳光！

三步走大跨越

就在這樣的背景下，“北斗系統(tǒng)三步走”被正式提出了：第一步，2000年建成北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)，使中國成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家；第二步，建設(shè)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，2012年左右形成覆蓋亞太大部分地區(qū)的服務能力；第三步，2020年左右，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)形成全球覆蓋能力。翻譯一下就是：第一步，跨到門里；第二步，走進去；第三步，站穩(wěn)腳跟。

邁開第一步，花費了幾代中國航天人的心血。走到第二步，又過去了整整十二年。而北斗三號的發(fā)射，意味著中國北斗“三步走”已經(jīng)進行到了最重要的第三步，而這一步我們只花了短短五年。

看到這里你可能會覺得，我們的“北斗三號”只用了五年時間，是不是與外國的差距還是很大？那你可就想多了。北斗三號導航系統(tǒng)在設(shè)計之初就把目標放在了尚未發(fā)射的第三代GPS導航衛(wèi)星及歐洲伽利略系統(tǒng)的設(shè)計指標上，以北斗三號目前的實力，已經(jīng)完全到達了世界一流水準。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)總設(shè)計師楊長風說，從性能方面來講，北斗三號衛(wèi)星采用更高性能的銣原子鐘和氫原子鐘，銣原子鐘天穩(wěn)定度為E-14量級，氫原子鐘天穩(wěn)定度為E-15量級。北斗三號衛(wèi)星通過采用新的技術(shù)，空間信號精度可優(yōu)于0.5米。楊長風進一步解釋，原子鐘的性能對于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定位精度起著決定性作用，E-14量級也就是10的負14次方，這意味著300萬年才會差1秒，這在時間精準度方面創(chuàng)造了一個極值。

北斗三號成功發(fā)射的成果還不僅是這些，用“兩彈一星”元勛、國家最高科技獎獲得者、中國探月工程首任總設(shè)計師、中科院院士孫家棟的話來說：“北斗的應用，只有想不到，沒有做不到！”

更新發(fā)射方式

值得注意的是，此次發(fā)射是利用上面級方式將衛(wèi)星送入軌道的。上面級是一種運載工具，是在原有的三子級火箭上面，增加相對獨立的一級，形成“四級火箭”。它可以先后把不同的衛(wèi)星直接送到工作軌道，因此也被稱為“太空擺渡車”。在沒有“太空擺渡車”時，運載火箭把衛(wèi)星送入“轉(zhuǎn)移軌道”后，衛(wèi)星要通過自身變軌到達工作軌道。這個過程需要消耗數(shù)噸燃料，飛行數(shù)天。而“太空擺渡車”可以帶著衛(wèi)星在太空“接力”火箭飛行，僅用幾個小時就能把衛(wèi)星送入工作軌道。這樣可減少衛(wèi)星燃料消耗、延長衛(wèi)星使用壽命，并大大增強運載火箭的任務適應性。

啥意思呢？就好像“擺渡車”是出租車，能把車里的乘客，全部送到指定的地點，再也不用轉(zhuǎn)地鐵或其他交通工具了，是不是超級劃算？

服務無處不在

北斗系統(tǒng)最大的優(yōu)勢則是通信功能或短報文功能，用60個字的短消息即可進行全球的雙向通信。不止解決了中國無衛(wèi)星導航系統(tǒng)的問題，還能將短信和導航結(jié)合，這是中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的獨特發(fā)明，也是一大優(yōu)勢。就好像如果你不幸流落孤島，如果用GPS，你只能知道自己的位置，但是用北斗，不僅知道自己在哪兒，別人也知道你在哪兒！

在民用方面，北斗三號也已經(jīng)實現(xiàn)巨大的突破，可以說是“無處不在”，通過北斗的高精度定位手機可以實現(xiàn)1米的定位精度，特別是在衛(wèi)星信號觀測環(huán)境較差、短時間完全遮擋的情況下，手機終端通過高精度定位，解決方案中的增強定位服務，可解決在高架下、隧道、車庫等一系列情況下無法定位的問題。

北斗三號還十分“時髦”地與共享單車相結(jié)合，在共享單車應用方面，北斗高精度定位可以實現(xiàn)共享單車1米精度的定位，大大減少定位誤差，方便用戶找車。還能提供電子圍欄，利用厘米級精度定位，進行測量劃定，支持后臺快速判斷共享單車是否停放到規(guī)定區(qū)域，方便引導規(guī)范停車，減少城市管理成本。然而還遠遠不僅于此，如今的北斗已經(jīng)成為漁民們出海的標配，并且在搶險救災、精準農(nóng)業(yè)和智慧房管等多個領(lǐng)域都有廣泛的應用。

預計到2020年，我國北斗衛(wèi)星會完成全球組網(wǎng)，相信到那時，北斗系統(tǒng)就會像總工程師楊長風預測的那樣：“中國的北斗，也是世界的北斗，未來全球衛(wèi)星導航的市場，也必然是北斗的市場?！眅ndprint