北斗系统研发圆满成功的主要原因?
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发布时间：2022-04-22 20:42
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热心网友
时间：2023-10-28 05:08
北斗系统正朝着服务全球的目标全速推进。相对于北斗二号区域系统，北斗三号服务区域将扩展至全球。下行导航信号升级与改造等关键技术取得突破，实现了北斗三号与北斗二号平稳过渡，并在此基础上增加新的导航信号，从而可为用户提供更优质的服务。
扩展资料
建设原则
1、自主
坚持自主建设、发展和运行北斗系统，具备向全球用户独立提供卫星导航服务的能力。
2、开放
免费提供公开的卫星导航服务，鼓励开展全方位、多层次、高水平的国际交流与合作。
3、兼容
提倡与其他卫星导航系统开展兼容与互操作，鼓励国际交流与合作，致力于为用户提供更好的服务。
4、渐进
分步骤推进北斗系统建设，持续提升北斗系统服务性能，不断推动卫星导航产业全面、协调和可持续发展。
热心网友
时间：2023-10-28 05:09
要想获取我们的位置，太空中需要布置至少3颗导航卫星。
它们不断地发射电磁波信号，我们利用导航设备接收信号，信号在一发一收之间产生的时间差再乘以电磁波的传播速率（光速），便可以计算出我们与卫星的距离。
只有1颗导航卫星时，以卫星为中心，我们与卫星的距离为半径便得到一个球面，球面上的任何一点都可能是我们的位置。
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07.光速约等于3×108m/s，一颗导航卫星确定的位置——球面，制图@郑伯容/星球研究所
若有2颗导航卫星，两个球面相交得到一个圆周，圆周上任何一点都可能是我们的位置。
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08.两颗导航卫星确定的位置——圆周，制图@郑伯容/星球研究所
若有3颗导航卫星，三个球面相交得到A、B两个点，两点中任何一点也都可能是我们的位置。
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09.三颗导航卫星确定的位置——两个点，制图@郑伯容/星球研究所
而两点之中，仅有B点位于地表附近，于是便锁定了我们唯一的位置。
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10.与地表的交点有且只有一个，制图@郑伯容/星球研究所
这就是导航卫星的秘密，即三球交会定位原理。
实际上，在测量时间的时候，会产生各种误差。为消除误差，往往还需要第4颗卫星的辅助。同时为了保证我们随时随地都能接收到4颗以上的导航卫星信号，环绕地球的卫星总数往往远远高于4颗。例如美国GPS和俄罗斯GLONASS系统，导航卫星的数量都在24颗以上。
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11.GPS系统定位示意，同一点上空的卫星多在4颗以上，原图来源@维基百科，重制@郑伯容/星球研究所
可是在上世纪90年代，想要短期内发射同等数量的导航卫星，对于航天及导航技术相对落后的中国来讲，几乎是一个不可能实现的梦想。
能否用最少的卫星实现定位的目标？
02 蹒跚起步
一个大胆的方案横空出世。陈芳允，“两弹一星”功勋、著名电子学家，首次提出了由两颗卫星组成的双星定位系统。 其巧妙之处在于在地面设置了一个“大脑”，即地面控制中心。
利用地面控制中心，人们可在地球周围“虚拟”出一个球体，并通过控制中心、卫星、用户三者之间的交互，计算得到用户的位置。
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12.地面控制中心可以提供用户的高程等已知数据，且拥有超强的解算能力。双星定位原理示意，制图@郑伯容/星球研究所
与此同时，两颗卫星均位于地球静止轨道，其轨道高度在35786千米，运行周期与地球自转周期保持一致，可始终朝向地球的同一面，保证了全时段的信号覆盖。
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13.地球静止轨道示意，制图@郑伯容/星球研究所
从1994年方案获得正式立项，到2000年两颗北斗卫星成功入轨，历时6年多的研发，北斗双星的设想终于变成了现实，这便是北斗一号，它的信号可以覆盖中国全境。
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14.北斗一号的覆盖范围为东经70°-145°，北纬5°-55°，制图@王朝阳&郑伯容/星球研究所
用户不仅能接收位置信息，还能像“发短信”一样主动发送文字消息，这在求救和援助时尤为关键。而对于如同“收音机”般单向接收数据的GPS等系统，这是无法做到的。
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15.“发短信”的优势在于，既能知道自身的位置，也可以告诉他人，这在地震、远洋等一些险境中意义重大，图为2008年汶川地震中救援的场景，摄影师@贾君洋
这项功能属于国际首创，美国GPS之父帕金森教授后来对此功能赞誉有加
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既能够知道你在哪里，也能够知道我在哪里 这是多么美妙的体验
不过，北斗一号的缺陷同样显而易见。它的定位精度为20-100米，时间精度为20-100纳秒，与同期GPS的10米和20纳秒差距明显，而且仅支持150个用户同时在线，与全球覆盖的目标也相差甚远
还有“发短信”式的交互模式过程较为繁琐、信号易被拦截，不仅导致定位中存在1秒左右的时延，还容易暴露自身位置，而对于高速运动的飞机、导弹来说，每1秒都生死攸关，军事行动中保密性更是至关重要
热心网友
时间：2023-10-28 05:09
