讓歐美痛恨不已的中國北斗系統究竟?有多牛?
其實,重點不在北斗系統有多牛,重點在于“中國有了北斗”這件事本身牛,很讓歐美痛恨。
不是誰都褲兜里都能掏出250億美元的:我國的北斗系統始建于1994年,總設計造價約為250億美元,僅次于美國GPS的300億(俄羅斯格洛納斯144美元、歐洲伽利略100億美元),要知道這么多錢可以干啥不,現在很火的國際熱核聚變實驗堆項目目前才達到220億美元,35個國家參與,還慢慢悠悠的搞了好久,足見衛星導航系統燒錢程度、中國的經濟科技實力以及這個系統對于一個國家的重要程度。
目前在軌衛星為51顆,其中北斗2號16顆,北斗3號35顆(另有8顆北斗1號和北斗2號已不再軌),其中以三代的綜合性能最為優越。
北斗三號全球星座由地球靜止軌道(GEO)、傾斜地球同步軌道(IGSO)(上圖紅色圈)中圓地球軌道(MEO)三種軌道衛星組成。被北斗官網愛稱為“吉星”(3顆)、“愛星”(3顆)和“萌星”(24顆)(首字母發音)。
有多牛1:人有我有,獨立自主(光這個就夠招他們恨了吧)這個就不多說了,全球導航定位系統被稱為現代戰爭、精確化戰爭的基石,同時也是國家方方面面信息化建設的基石,基石、基石、那就必須是完全掌握在自己手里的。當年美國無中生有地指控中國“銀河”號貨輪將制造化學武器的原料運往伊朗,關閉了貨輪所在區域的GPS信號,制造了震驚世界的“銀河號”事件,更加堅定了中國獨立自主建設衛星導航系統的決心。
有多牛2:抗遮擋能力強。北斗系統在地球同步靜止軌道(GEO)、
傾斜地球同步軌道(IGSO)也部署有衛星,其中北斗3號星座30顆衛星中,有3顆“吉星”(GEO),3顆“愛星”(IGSO),這2種軌道高度分別在35786公里和35786公里。
比中圓地球軌道高了約15,000公里,帶來的好處就是對覆蓋區域全時可見,2種軌道配合具有良好的抗遮蔽性,在城市峽谷山區具有十分明顯的應用優勢。
而美國,俄羅斯和歐盟的三種導航系統其星座均運行在中圓軌道(MEO,19100-23222公里)
有多牛3 :能發短信這個短信可不是你手機里那種概念的短信或者微信,這種短信是你手機里即使不插手機卡,即使中國移動,中國聯通和中國電信,那你都欠費了,即使你在渺無人煙的汪洋大海、荒野叢林、深山幽谷 ,只要你的手機有電,用的是北斗,你都能通過這個短信告訴任何一臺終端機或地面站,你在哪具體的坐標?這是其他三大導航系統都沒有的功能。
北斗2號能夠發送120字,北斗3號現在已經能夠發送最長1000個漢字,提升了近10倍。
有多牛4:定位精度或略有小勝就看北斗1號時代那時候我們的導航系統還不能夠測速,只能定位?,F在我們的定位精度,無論是水平還是高度,和美國的比都能打個平手,具體說來,我們在民用的定位精度方面比GPS還要厲害一點,基本上都是在10米的精度(水平和垂直方向),但在亞太地區我們能夠提供小于5米的精度(水平和垂直方向)。
當然,軍用定位精度是隱藏的重頭戲,美國的GPS目前擁有0.3米的軍用定位精度,而北斗小于1米,可以說是不相上下。
有多牛5:授時精度獨領風騷系統授時有著與定位同樣重要的作用,說白了,其實質是大家都對一個表,這個表可要得準得很才行,無論是打仗還是民用智能化交通、通信、電力網等都需要精準一致的授時。
北斗三號采用功效低的銣原子鐘和穩定性高的國產氫原子鐘相結合的授時方式,全球范圍內誤差20納秒以內,亞太地區誤差小于10納秒,穩定性強,時間測量更加精確。北斗三號多個原子鐘能夠協同工作,當主工作原子鐘在軌出現故障后,衛星能夠自主診斷并平穩切換,保證衛星時頻信號的連續性。
原子鐘是利用原子躍遷頻率穩定的特性來獲取精準時間信號的設備,其研發涉及眾多學科,目前國際上也僅中、美、俄等少數幾個國家具有獨立研制能力。
而美國、俄羅斯都是20納秒以內,歐洲的伽利略系統也是10納秒,但星載鐘穩定性稍差。
你以為這就結束了,好戲還在后頭呢全球四大導航系統的部署是一個動態升級的過程,并不能做到一勞永逸,一方面導航衛星本身是有壽命的,在其壽命期內必須要通過推進系統來保持軌道運行的穩定,另一方面,就像電腦升級、芯片之戰一樣,各家也卯足了勁在升級換代。
目前美國正在大力的發展新一代的GPS-3型衛星,采用全新的設計方案,定位精度有望達到 0.5 米,授時精度達到 1.3 納秒,軍用信號功率將大幅提升,抗干擾能力提升,此外他們還在開發GPS的拒止定位功能,換句話說就是GPS被干擾完全不管用的情況下能夠繼續定位。
雖然我國的北斗3號已經完成了全球的組網和部署,但面對強勁對手,可是一點都不能松懈,我國計劃在 2020 年完成新一代北斗系統設計論證,2035年開始新一代系統的衛星組網工作。
比如正在推進的1個黑科技:星基增強系統,原理上主要是通過地球靜止軌道衛星廣播精密衛星軌道參數信息的增強信號,實現更高精度的定位。星基增強相比地基增強優勢明顯,北斗衛星導航系統總設計師楊長風曾透露,北斗系統將來本身會自帶星基增強系統,牛!
總之,導航競賽遠未結束,這可是個長期持續的較量啊!
來吧,雞血又打完了,來個點贊關注吧!
參考文獻:
1、全球衛星導航系統發展現狀與特點分析,中國航天系統科學與工程研究院,2020;
2、北斗二號與北斗三號定位精度對比分析,導航定位學報,2020.4;
3、“北斗” 一路走來一路精彩,新知周刊·科技,2020.7;
4、“北斗+5G”或使中國最早實現智能化,中國中小企業 ,2020.7
5、北斗-3衛星的創新和技術特點,國際太空,2017.11
6、北斗衛星導航系統官網;
7、搜索引擎