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        新聞報道

        北斗改變生活

        衛星導航系統是我國著眼于國家安全和經濟社會發展需要,自主建設運行的全球衛星導航系統。2020年7月31日,北斗三號全球衛星導航系統建成并正式開通。本版今日起開設“走近北斗”系列科普報道,讓我們一同感受無處不在的北斗應用。
         
          北斗應用
         
          北斗衛星導航系統提供服務以來,已在多個領域得到廣泛應用,服務國家重要基礎設施,廣泛進入我國大眾消費和民生領域,產生了顯著的經濟效益和社會效益。
         
          在交通運輸方面,北斗系統廣泛應用于重點運輸過程監控、公路基礎設施安全監控、港口高精度實時調度監控等。
         
          在農業方面,基于北斗系統的農機自動駕駛系統超過2萬臺(套),節約50%的用工成本;基于北斗系統的農機作業監管平臺和物聯網平臺極大地提高了作業管理效率。
         
          在水文監測方面,北斗系統成功應用于多山地域水文測報信息的實時傳輸,提高災情預報的準確性。
         
          在電力調度方面,基于北斗系統的電力時間同步應用,為在電力事故分析、電力預警系統、保護系統等高精度時間應用創造了條件。
         
          在救災減災方面,基于北斗系統的導航、定位、短報文通信功能,顯著提高了災害應急救援的快速反應能力和決策能力。
         
          在電子商務領域,國內多家電子商務企業的物流貨車及配送員,應用北斗車載終端和手環,實現了車、人、貨信息的實時調度。
         
          在智能手機領域,在中國入網的智能手機,已經有70%以上提供了北斗系統服務。
         
          在智能穿戴領域,多款支持北斗系統的手表、手環等智能穿戴設備,以及學生卡、老人卡等特殊人群關愛產品不斷涌現,得到廣泛應用。
         
          隨著5G商用時代的到來,北斗系統正在與新一代移動通信、區塊鏈、人工智能等新技術加速融合。
         
          中國的北斗 世界的北斗
         
          2020年7月31日,北斗三號全球衛星導航系統建成并正式開通。
         
          北斗衛星導航系統(BDS,BeiDou Navigation Satellite System)是中國自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統,是為全球用戶提供定位、導航、授時和短報文通信服務的國家重要空間基礎設施。北斗衛星導航系統與美國全球定位系統GPS、俄羅斯格洛納斯衛星導航系統GLONASS、歐盟伽利略衛星導航系統GALILEO構成全球四大衛星導航系統。
         
          近年來,北斗與GPS、伽利略、格洛納斯先后建立了合作機制,聯手打造精度更高的衛星集群。目前,世界上有半數以上的國家在全球范圍內使用北斗系統。北斗系統已開始向上百個“一帶一路”沿線國家提供服務,用戶數量達到億級以上。
         
          6月30日,北斗三號衛星導航系統最后一顆組網衛星、第三顆地球靜止軌道衛星有效載荷完成開通,經過遙測數據判讀,星載基準頻率合成器、原子鐘、導航任務處理單元等載荷設備均工作正常,地面接收信號正常。該顆衛星是北斗三號系統收官衛星,也是北斗衛星導航系統提供定位導航授時、短報文通信、星基增強、精密單點定位等服務的關鍵衛星。
         
          結構組成 及定位技術
         
          為實現北斗衛星導航系統高精度定位、導航和授時服務,2014年9月,我國正式啟動北斗地基增強系統的建設工程。目前,北斗地基增強系統已具備在全國范圍內提供實時米級、分米級、厘米級,后處理毫米級高精度定位基本服務能力。
         
          北斗星基增強系統是北斗衛星導航系統的重要組成部分,可以實現對原有衛星導航系統定位精度的改進。星基增強系統與地基增強系統相結合,可形成更高效的衛星導航高精度定位服務網絡,構建海洋勘探、精準農業等專業應用,以及汽車導航、移動手機等大眾化應用的高精度位置服務基礎環境。
         
          短報文功能是北斗特有的一項技術突破。短報文是指衛星定位終端和北斗衛星或北斗地面服務站之間能夠直接通過衛星信號進行雙向的信息傳遞,而GPS只能實現單向通信功能(終端從衛星接收位置信號)。北斗是目前全世界唯一一個把通信和導航融合起來的系統。用戶可在海洋、沙漠等沒有通信信號覆蓋的地區,發送120個字的信息和自己的定位信息。
         
          北斗授時
         
          自從有了時間,就有了時間傳遞的需求。從古至今,隨著科技的進步,授時也在不斷發展。
         
          常見的時間系統,包括以地球自轉周期為基準的世界時、以地球繞太陽公轉周期為基準的歷書時、以銫原子內部電磁振蕩頻率為基準的原子時等。目前,國際通用的標準時間是協調世界時,它是以原子時的秒長為基礎,與世界時的時刻相結合。
         
          在北斗衛星的信號中,時間信息是最重要的控制信息和定位依據,而維持衛星時間準確性的設備就是原子鐘。沒有原子鐘就沒有全球導航系統。原子鐘是北斗衛星導航系統的心臟,為衛星系統提供了高穩定的時間頻率基準信號,決定了導航系統的導航定位、測速及授時的精度。原子鐘的工作原理涉及量子力學、電學、材料學和熱學多個學科,各項指標要求苛刻。
         
          北斗三號上的原子鐘已達到每300萬年誤差1秒的水平,這不僅有利于提高導航定位精度,還可以提供高水平的授時服務。
         
          【延伸閱讀】
         
          北斗“三步走”發展戰略
         
          1994年,我國啟動北斗一號工程;2000年10月和12月,相繼發射兩顆北斗導航試驗衛星,北斗一號系統建成。2004年,啟動北斗二號工程;截至2012年年底,完成14顆衛星發射組網,承擔中國和亞太地區的導航、授時等服務。2009年,啟動北斗全球系統建設,開始建設北斗三號系統;2018年12月,北斗三號基本系統建成,并開始提供全球服務;2019年12月,北斗三號全球系統核心星座部署完成;2020年6月,北斗衛星導航系統星座部署完成。
         
          來源:北斗衛星導航系統網站、中國信息通信研究院、《我們的太空》《科技日報》等。
         
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