配有北斗卫星导航系统的分享单车。新华社发

搭载北斗卫星导航系统的插秧机。新华社发

我国北斗三号全球卫星导航系统终末一颗组网卫星在西昌卫星发掷中心燃烧升起。新华社发

开放手机，舆图App上的光标精确标志出你的位置；点外卖，屏幕上的移动轨迹通晓外卖小哥与你的距离；按下运行，无东谈主播撒机在金黄的麦田庐划出径直线条……从田间栽种到齐市交通，从指尖便利到智能功课，北斗卫星导航系统用精确时空为当代生存提供了无尽可能。

不久前，中国卫星导航系统督察办公室发布一则音书：为提供愈加优质做事，北斗卫星导航系统将于近期实施在轨升级，对部分卫星的使命情景进行优化治愈。为何这套系统需要持续“进化”？它究竟若何从数万公里的高空，精确地参与每一次起程与抵达？它又若何成为撑持数字中国运行的基石？

卫星若何知谈你在哪儿

“若是在目生的场所迷了路，若何办？”关于这个问题，今天的东谈主们给出的谜底可能会惊东谈主的一致：用手机导航啊！确凿，巨匠照旧民风了用手机处罚“我在哪，我要去哪，我若何去”的问题。而手机导航依靠的恰是卫星导航系统。

其实，不管是GPS，照旧北斗卫星导航系统，卫星导航系统处罚的只是取得位置，即“我在哪儿”的问题，东谈主们每每使用的蹊径辩论和导航功能则是依靠舆图类App来竣事的。

这是若何作念到的呢？领先，要搞明晰卫星导航系统是若何出身的。1957年10月，寰宇上第一颗东谈主造地球卫星——斯普特尼克一号得手辐射，开启了空间探索期间。之后科学家发现，通过给与斯普特尼克一号辐射的信号，不错测量卫星信号的多普勒频移，从而笃定卫星轨谈。于是，有科学家提议，若是已知卫星轨谈，那么测量多普勒频移的给与机是不是不错反过来推算我方的位置呢？基于这一想想，第一个卫星导航系统——子午仪系统出身了，开启了卫星导航期间。

但子午仪系统卫星数目少，不行竣事连结、及时定位，只可用于船舶等慢速载体。1995年，全球第一个真实深嗜上的全球性、全天候、连结、及时的卫星导航系统——GPS认真运行，从根柢上处罚了及时定位的问题。

既然GPS不错用，为什么还要花这样多钱设备北斗？这是因为，在金融、通讯、动力等鸿沟，精确的时候和位置是保障国度进攻阵势安全的基础。若是莫得自主可控的北斗卫星导航系统，国度进攻阵势的时候和位置保障只可依赖GPS或其他卫星导航系统，存在广博安全隐患。如同登山的保障绳不行掌持在别东谈主手中相通，设备北斗的必要性无庸赘述。

与GPS不同，北斗卫星导航系统的做事种类愈加丰富，它更动和会了导航与通讯能力，具备全球定位导航授时、星基增强、精密单点定位、全球短报文通讯、区域短报文通讯、地基增强和国际搜救7种做事能力，而GPS仅提供全球定位导航授时做事。其次，北斗三号全球星座是由地球静止轨谈、歪斜地球同步轨谈、中圆地球轨谈三种轨谈卫星构成的羼杂星座，而GPS仅有中圆地球轨谈卫星。

诚然，北斗卫星导航系统在发展经由中也存在一些裂缝。GPS发展较早、应用平常，北斗卫星导航系统的做事教养尚不够丰富，做事水平存在汲引空间，此外，GPS的“先下手为强”也让北斗卫星导航系统在扩充应用经由中面对较大艰难。但跟着做事的连接跳跃与汲引，北斗卫星导航系统的应用产业正在连接壮大。

从“双星定位”到“全球做事”

北斗卫星导航系统的设备共经验了三个阶段。从1994年北斗一号系统工程认真立项，到2000年北斗一号系统认真建成并参预使用，只用两颗卫星，就具备定位、授时、报文通讯与位置陈说能力，让我国成为寰宇上第三个领有卫星导航系统的国度。

诚然北斗一号仅做事中国地区，何况需要末端主动给卫星辐射信号何况给与卫星信号才能定位，但它阴私地想象了双向短报文通讯功能，与GPS只可知谈“我在那儿”不同，北斗一号不仅不错让用户知谈“我在那儿”，还能让别东谈主知谈这个用户在那儿，这种通导一体化的想象，是北斗系统的独创。

1998年，在北斗一号行将建成之际，我国启动了北斗二号的论证。由于其时国内经济基础薄弱，航天本事水平相对较低；受国土挨次和其他成分影响，博亚(中国)一站式服务官方网站发掷中圆地球轨谈卫星完周至球组网需要在外洋建站。于是，北斗二号提议先设备区域系统，保障中国及亚太区域导航，条目锻练后再设备全球系统的发展想路。

2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统认真通达，面向全球用户提供全天候、全天时、高精度、高可靠的定位、导航、授时做事。从北斗一号的双星定位，到北斗二号的羼杂星座想象，再到北斗三号的星间链路更动想象，北斗卫星导航系统走出了一条具有中国性情、充满中国聪惠的发展之路。

值得能干的是，北斗卫星导航系统可不单是是天上的北斗卫星星座（亦称为空间段），还包括大地运行适度系统（亦称为大地段）和手机、电话腕表等导航末端（亦称为用户段）。其中，由监测站、主控站、注入站构成的大地段负责蓄意卫星需要播发的参数信息以及生成卫星适度领导，并发送给卫星，空间段的卫星负责发送导航信号，用户段的末端则负责给与导航信号以解算本人位置，三者协同使命，统筹兼顾。

对用户而言，北斗卫星导航系统发送的导航信号中，最进攻的推行是导航电文。这是一连串不竭调换的基本信息：“我是第N号卫星”“这里咫尺是何时候”“我现时的坐标”“我的卫星‘一又友们’现时的约略坐标”……用户末端给与到导航电文后，阐述测距码蓄意出与卫星之间的距离，从而蓄意得到“我在哪儿”。

此外，北斗卫星导航系统的信号经过用心的信号体制想象，具备优异的信号质地和性能，确保了高质地测量和信息传输，同期想象了多种信息传输通谈，让用户不错阐述我方的做事需求聘请使用不同的信号。

“北斗+”“+北斗”

如今，北斗卫星导航系统已在130余个国度落地使用，其应用范围远超舆图导航的规模。聪惠城市督察、电网同步运行、金融往复精确时候戳等齐时刻离不开北斗系统提供的时空信息。它已成为与水、电、采集同等进攻的新式基础阵势，平常进入各人铺张、分享经济等民生鸿沟，全面应用于交通运载、民众安全、救灾减灾、农林牧渔等场景，以“北斗+”和“+北斗”的花式，打造日渐完备的“北斗生态”。

咫尺，大无数维持导航的电子设备中，齐采选全球导航卫星系统兼容芯片，既不错给与北斗系统信号，也不错给与GPS等其他卫星导航系统信号。

举例，电话腕表的全球导航卫星系统兼容芯片笃定位置后，可将终结通过手机通讯基站（如5G基站）发送至绑定的手机，从而竣事对捎带者的辛苦定位；分享单车可通过北斗芯片取得及时位置，在泊车经由中与电子围栏（分享单车督察方在舆图上标注的可泊车区域）进行对比，使骑行者仅能在端正区域内锁车，从而灵验步履分享单车使用手脚；基于北斗卫星导航系统的无东谈主驾驶农机，不错竣事厘米级的精确播撒、施肥和收割，极大汲引终结和资源运用率……外卖骑手智能改造、无东谈主机快递精确投送、高铁的安全准时等，背后齐有北斗卫星导航系统的功劳。

北斗卫星导航系统的“独家秘笈”——北斗短报文也得到了平常应用。2008年汶川地震后，灾地挽救队列运用北斗短报文，在断网、断电的极点情况下，发还第一条灾情信息，不仅让率领部及时掌持了挽救队列的位置与行进轨迹，更搭建起灾地与外界的通讯桥梁。此外，我国飞机在飘动经由中，可用北斗卫星获取位置，通过北斗短报文将位置回传空中督察部门，以此竣事对飞机的跟踪监视，这亦然北斗卫星导航系统独具性情的一种用法。

咫尺，回应着手的问题，在浩繁行业中大展本事的北斗卫星导航系统，为什么要进行在轨升级呢？谜底是，北斗卫星的想象寿命深广为10~12年，现时在轨运行的北斗卫星既包含北斗二号又包含北斗三号卫星，其中部分卫星已卓越了想象寿命。为了保障北斗卫星导航系统的做事质地，优化升级是势必聘请。与手机通过软件升级更新系统访佛，北斗卫星不错通过大地段向在轨卫星上注软件，从而完成北斗卫星导航系统能力的升级。

同期，为确保永恒提供高质地的定位导航做事，北斗系统的空间段、大地段、用户段齐需要连接进行本事更动与升级。

北斗改日依可期！

（作家：张爽娜博亚(中国)一站式服务官方网站，系中国航天科技集团五院商议员）