[科普中國]-北斗三號衛(wèi)星家族有何厲害之處？

11月29日，中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)委員會王力主席與美國國務院喬納森·馬戈利斯助理副國務卿在北京舉行了中美衛(wèi)星導航會晤。中美雙方簽署了《北斗與GPS信號兼容與互操作聯合聲明》，中國北斗與美國GPS將實現信號兼容了！

而就在前不久，11月5日19時45分，我國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心再次用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射兩顆北斗三號全球組網衛(wèi)星。以此次任務為起點，我國將迎來北斗三號衛(wèi)星高密度發(fā)射。到2018年年底，將有18顆北斗衛(wèi)星發(fā)射升空，服務區(qū)域覆蓋“一帶一路”沿線國家及周邊國家；到2020年，將完成35顆北斗三號衛(wèi)星的組網，向全球提供相關服務。

作為中國北斗中的新星，北斗三號家族這么人丁興旺，新衛(wèi)星有何“新意”，究竟有什么厲害之處？下面就請北斗三號的第一顆衛(wèi)星M1告訴你吧。

從區(qū)域走向全球

大家好，我是北斗三號M1衛(wèi)星，跟我的雙胞胎弟弟M2星作為第一批北斗全球導航的太空使者已經同時發(fā)射到了太空。跟你所知道的其他衛(wèi)星家族不太一樣，比如實踐衛(wèi)星家族，講實踐多少號一般就是一顆衛(wèi)星，而由于我的北斗家族太龐大了，可以進一步分為北斗一號、二號和三號家族。

這是由于根據北斗系統(tǒng)“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，中國首先在2000年建成北斗一號系統(tǒng)。第二步建成了由14顆組網衛(wèi)星和32個地面站天地協同組網運行的北斗二號系統(tǒng)。第三步是到2020年前后將建成由5顆地球靜止軌道衛(wèi)星和30顆非地球靜止軌道衛(wèi)星組成的北斗三號系統(tǒng)。地球上的人在看位于靜止軌道運動的衛(wèi)星時，看起來在任意時辰始終可以在天空的同一個位置觀察到衛(wèi)星，會發(fā)現衛(wèi)星在天空中靜止不動。位于該軌道的衛(wèi)星,覆蓋面積大(一顆衛(wèi)星幾乎可以覆蓋整個半球),且相對于地面是靜止的,因此在通信、導航、預警、氣象等民用和軍用領域正發(fā)揮著越來越重要的作用。根據我們這樣的全球組網，可以提供全球導航，這就是我們比北斗二號家族的區(qū)域導航更進一步拓展使命的地方。

不但如此，科學家在我們身上的載荷、星間鏈路、激光通信等方面“利器”有了更創(chuàng)新的配備。比如，我攜帶的星載氫原子鐘，其精度將比北斗二號的星載銣原子鐘提高一個數量級。再如，增加了衛(wèi)星搜救功能及全球位置報告功能。這些關鍵技術，以及98%的關鍵器件均為“中國造”。

如何做到全球導航？

一般來說，出門在外的你們要首先知道自己的位置，然后找準方向，選擇最優(yōu)的路線，才能走入去往目的地的“康莊大道”。以美國GPS系統(tǒng)為例，遨游在太空的導航衛(wèi)星都是“廣播”衛(wèi)星，會不斷地用無線電波發(fā)送自己的位置和時間，地面上需要導航的用戶只需要利用GPS接收機就可以接收到這些“來自星星”的廣播信號。

已知3個點的平面坐標及3個點到1個未知點的水平距離，就可求解出未知點的位置，當把3個已知點搬入太空成為3顆人造衛(wèi)星，再同時測得未知點與3顆衛(wèi)星的距離，就能求解出未知點的位置，這就是常用的“距離后方交會”法。

當我們需要解算出自己的方位信息時，相當于需要知道3個位置量和一個時間量，就需要同時接收到4顆以上的衛(wèi)星信號才有可能進行定位，這也就是全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)都需要組建一個覆蓋全球衛(wèi)星星座的原因?，F有的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)普遍選用了中高軌道來部署導航星座，不僅實現成本較為低廉，也可以僅憑20到30顆衛(wèi)星就實現全球的廣播信號覆蓋。

服務“一帶一路”建設

再悄悄告訴你一個小秘密，我們家族不僅可以提供位置、導航和授時這樣的基本功能，還能提供短報文通信功能，定位的同時，還可以將用戶的位置信息發(fā)送出去，讓其他人可以知道用戶的情況，較好地解決了何人、何事、何地的問題。把短信和導航結合起來，是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的一大特色，一個終端，就可以導航、通信兼?zhèn)洹?/p>

舉個例子，假如有一天你漂流到孤島上，如果你選擇的是GPS，你只能知道自己在什么位置，無法通知別人前來救援，所以你只能在荒島上求生。如果你用的是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，情況完全不同，你既可以知道自己位置在哪里，還能夠把自己的位置發(fā)送到方圓幾十公里、幾百公里甚至千里之外的人，這樣你很快就能在救援船上和你手持GPS的小伙伴說再見啦！

我們自“出生”之初就始終踐行“中國的北斗，世界的北斗”理念，要與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)相互兼容、共同發(fā)展，造福全球“一家人”。在這一原則指導下，師父們給我們設計了兼容互操作技術，為用戶能在終端上接收多個信號提供了基礎，由此帶來的便利性將保證全球用戶利益的最大化。用戶可放心在包括GPS、北斗在內的多個導航系統(tǒng)之間順利切換，給用戶提供了多種選擇。如今，我們已敞開胸懷，等待世界的接納。

未來，我們將更好地為服務國家“一帶一路”建設、服務北斗系統(tǒng)國際化發(fā)展提供了智力支撐！