北斗卫星导航系统是我国自主建设运行的全球卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。北斗系统的建设,标志着中国在卫星导航领域取得了重大突破。
北斗系统包括空间段、地面段和用户段三部分。空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星等组成。地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站,以及星间链路运行管理设施。北斗系统用户段包括北斗兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品,以及终端产品、应用系统与应用服务等。
中国从20世纪后期开始探索卫星导航系统发展道路,逐步形成了“三步走”发展战略:2000年年底,建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;2020年,北斗三号系统正式开通全球服务,标志着北斗全球星座部署完成。
通过自主创新实现技术突破,北斗系统建设逐渐在多个方面独具优势。北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座,与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多。这种混合星座布局抗遮挡能力更强,尤其在低纬度地区性能优势更为明显,在城市高楼林立或山区多有遮挡的情况下,其他卫星系统可能无法定位,但北斗系统依然能“坚守岗位”。北斗系统还是全球第一个提供三频信号服务的卫星导航系统,相较于双频信号,三频信号则可以构建更复杂模型消除电离层延迟的高阶误差。此外,北斗系统创新融合了导航与通信能力,具备定位导航授时、星基增强、地基增强、精密单点定位、短报文通信和国际搜救等多种服务能力,这是北斗系统区别于其他全球导航卫星系统的重要优势。
近年来,北斗系统对经济社会发展的辐射带动作用显著增强,形成了车辆智能运管、自然资源综合管理、应急减灾、精准农业、智慧城市治理、大众智慧出行、数字施工、公共卫生与健康信息化建设、“北斗+”低空经济以及海外应用十大经典应用场景,应用深度、广度不断拓展,进入规模化、产业化发展阶段。
例如,在海洋渔业中,利用定位技术,北斗卫星可以实时捕捉渔船的位置和行为,监测渔船的航行轨迹和速度,预防非法捕捞和越界作业的发生,提高渔业资源的管理和保护水平。通过北斗卫星的数据传输和地理信息系统的结合,监管部门可以实时获取海洋渔业资源的分布情况,辅助决策者进行渔业资源的合理规划和管理,实现渔业资源的可视化管理。
秉承着“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”发展理念,北斗系统积极参与国际交流与合作,与世界其他卫星导航系统兼容共用。展望未来,我国预计于2035年前建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系,凝聚中国航天智慧,为智能化、无人化发展提供核心支撑。
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来源: 科普中国-科普话强国
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