提到GPS，大家自然會(huì)想到導(dǎo)航、定位，GPS幾乎是現(xiàn)在智能手機(jī)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)功能。我們了解它是從開車的導(dǎo)航儀、手機(jī)的定位開始的，但是它的軍事作用早在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)開始就大放光彩，其主要軍事作用有巡航導(dǎo)彈和精確制導(dǎo)炸彈，為戰(zhàn)斗機(jī)的飛行和投彈提供有利的條件等。
既然定位和導(dǎo)航這么重要，那我國(guó)也要發(fā)展自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)吧！當(dāng)然，它還有一個(gè)比較富有文化內(nèi)涵的名字：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
古時(shí)候的人們沒有衛(wèi)星，也沒有霧霾，但是他們有智慧，通過(guò)觀察和思考，人們發(fā)現(xiàn)可以利用北斗七星與北極星來(lái)指引方向，甚至是時(shí)間。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
BeiDou Navigation Satellite System, BDS
“北斗”越來(lái)越多的進(jìn)入公眾視野，就在2017年11月5日，長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，以“一箭雙星”的方式成功發(fā)射第24顆、第25顆北斗三號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星。“北斗”是我國(guó)自主研制、自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。
以此次任務(wù)為起點(diǎn)，到2018年年底，將有18顆北斗衛(wèi)星發(fā)射升空，服務(wù)區(qū)域覆蓋“一帶一路”沿線國(guó)家及周邊國(guó)家；到2020年，將完成35顆北斗三號(hào)衛(wèi)星的組網(wǎng)，向全球提供相關(guān)服務(wù)。
全球定位系統(tǒng)
Global Positioning System, GPS
全球定位系統(tǒng)是美國(guó)軍民兩用的導(dǎo)航定位衛(wèi)星系統(tǒng)，GPS以雙頻發(fā)射導(dǎo)航信號(hào)，頻點(diǎn)L1=1575.42MHz，以正交方式調(diào)制了P(Y)碼和C/A碼，在L2=1227.60MHz的頻點(diǎn)上調(diào)制了P(Y)碼，通過(guò)雙頻發(fā)射校正電離層產(chǎn)生的附加延時(shí)。
其中，C/A碼的碼速率為1.023Mbps，對(duì)應(yīng)有43dB的處理增益，P(Y)碼速率10.23Mbps，處理增益53dB，GPS信號(hào)到達(dá)地面的最大信號(hào)不超過(guò)-153dBW。
它給用戶接收機(jī)發(fā)送的信息包括衛(wèi)星狀態(tài)、衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星鐘偏差校正參數(shù)以及時(shí)間等。
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)
Global Navigation Satellite System, GNSS
這是一個(gè)統(tǒng)稱，除了包含GPS、GLONASS、GALILEO以及BDS這四大導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，還包括日本的MSAS、印度的GAGAN以及尼日尼亞的NIG-GOMSAT-1等。
所以GNSS是以人造衛(wèi)星作為導(dǎo)航臺(tái)的星級(jí)無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，為全球陸、海、空、天的各類軍民載體提供全天候、高精度的位置、速度和時(shí)間信息，又稱為天基定位、導(dǎo)航和授時(shí)系統(tǒng)。
衛(wèi)星定位為什么至少需要四顆呢？
根據(jù)三球交匯定點(diǎn)的原理，用戶終端通過(guò)無(wú)源接收衛(wèi)星信息，并根據(jù)時(shí)差自行計(jì)算到衛(wèi)星的距離，根據(jù)三維的距離公式，依靠3個(gè)方程得到用戶終端的位置信息，原理上使用3顆衛(wèi)星可達(dá)到定位的目的。
但是，衛(wèi)星時(shí)鐘和用戶終端使用的時(shí)鐘不同步，無(wú)法通過(guò)時(shí)差來(lái)精確計(jì)算距離，故需要第4顆衛(wèi)星來(lái)進(jìn)行鐘差的解算，再根據(jù)計(jì)算出的三維位置進(jìn)一步換算為經(jīng)緯度和海拔高度。具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)可以參考專業(yè)書籍。
“北斗系統(tǒng)”的獨(dú)到技術(shù)
“北斗”最大的特點(diǎn)，就是把導(dǎo)航與通信緊密結(jié)合起來(lái)，這是其他導(dǎo)航系統(tǒng)所不具備的。比如在沙漠、草原等地方，手機(jī)無(wú)法使用，“北斗”就能發(fā)揮出重要作用了。
北斗三號(hào)使用的是三頻信號(hào)，可以更好的消除電離層影響，提高定位可靠性，增強(qiáng)數(shù)據(jù)預(yù)處理能力，大大提高模糊度的固定效率。
北斗”的定位精度將提升到2.5米至5米水平，隨著北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)提供初始服務(wù)，可提供米級(jí)、亞米級(jí)、分米級(jí)，甚至厘米級(jí)的服務(wù)（再等等肯定沒問(wèn)題..）。
北斗終端可通過(guò)短文報(bào)告位置，管理中心則通過(guò)用戶的位置報(bào)告，隨時(shí)掌握著每一個(gè)終端所處的位置。這樣一來(lái)等芯片成本降下來(lái)后就可以有很多想法了，比如共享單車、“北斗菜”、老人兒童定位手表、“北斗+物流”、“北斗+支付”等，全新的“北斗+”生活生產(chǎn)方式初見端倪，不要讓想象力限制了它的應(yīng)用...
北斗三號(hào)衛(wèi)星組網(wǎng)，在太空鋪設(shè)一條“星間鏈路”，不依賴全球建站，就可跟星座中的所有衛(wèi)星相連，即使和地面中斷聯(lián)系，衛(wèi)星也能繼續(xù)提供服務(wù)。
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