北斗三號(hào)，“天網(wǎng)”可發(fā)短報(bào)文

沈葉鋒

近日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第十八、第十九顆北斗三號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星，這標(biāo)志著北斗三號(hào)基本系統(tǒng)星座部署圓滿完成，我國(guó)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到43顆。今年年底，北斗三號(hào)將正式為“一帶一路”國(guó)家和地區(qū)提供基本導(dǎo)航服務(wù)，實(shí)現(xiàn)從國(guó)內(nèi)走向國(guó)際、從區(qū)域走向全球的大跨步?？吹竭@則消息，很多人可能會(huì)問 ：北斗導(dǎo)航衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)射那么多顆了，為什么還不能在全球范圍內(nèi)提供導(dǎo)航服務(wù)？這就要從我國(guó)為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)定的“三步走” 發(fā)展戰(zhàn)略說起。根據(jù)規(guī)劃，2000 年年底我國(guó)建成北斗一號(hào)系統(tǒng)，向中國(guó)提供服務(wù) ;2012年年底， 建成北斗二號(hào)系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務(wù) ;2020年前后，建成北斗三號(hào)全球系統(tǒng)，向全球提供服務(wù)。如今北斗一號(hào)系統(tǒng)已經(jīng)退役，正在運(yùn)行并提供服務(wù)的是北斗二號(hào)系統(tǒng)， 北斗三號(hào)系統(tǒng)正在緊鑼密鼓地部署中。2019—2020年， 我國(guó)還將發(fā)射11顆北斗三號(hào)衛(wèi)星，屆時(shí)30顆衛(wèi)星將實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。

作為我國(guó)獨(dú)立自主研發(fā)的第一個(gè)覆蓋全球的衛(wèi)星星座，北斗三號(hào)實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星部件國(guó)產(chǎn)化，以及關(guān)鍵技術(shù)的自主可控。相較于北斗二號(hào)， 北斗三號(hào)在性能上提升了1—2倍， 定位精度可達(dá)2.5—5米范圍，足以媲美GPS（全球定位系統(tǒng)）。

能有這樣優(yōu)異的表現(xiàn)，主要得益于北斗三號(hào)的幾個(gè)創(chuàng)新之處 ：其采用了精度更高的氫原子鐘，與北斗二號(hào)采用的銣原子鐘相比，氫原子鐘能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行上千萬年僅有一秒時(shí)差 ;與GPS等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，北斗三號(hào)采用了三種不同的衛(wèi)星軌道，能夠進(jìn)一步提高我國(guó)及周邊亞太地區(qū)的精度 ;為了彌補(bǔ)地面站只能在國(guó)內(nèi)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)的地域限制，北斗三號(hào)還裝備了星間鏈路，使得衛(wèi)星能夠在天上實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。即使失去地面站的支持，整個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)也可以做到在性能不出現(xiàn)較大下降的情況下自主運(yùn)行60 天。

除了像GPS那樣提供基本的導(dǎo)航服務(wù)外，北斗三號(hào)還有自己的獨(dú)門特色——全球短報(bào)文服務(wù)。傳統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)只能提供衛(wèi)星到用戶的單向服務(wù)，全球短報(bào)文則可以提供用戶到衛(wèi)星的反向連通服務(wù)，使衛(wèi)星和用戶間實(shí)現(xiàn)雙向互通。這就意味著，北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)除了能讓用戶知道自己在哪里，還能通過衛(wèi)星與別人互發(fā)短報(bào)文信息， 讓別人知道他的位置。

從應(yīng)用方面來說，北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)屬于時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施，如今已經(jīng)滲入人類生產(chǎn)生活的方方面面。除了在手機(jī)端提供導(dǎo)航定位服務(wù)外，北斗三號(hào)在交通運(yùn)輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測(cè)、救災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急救援等方面都有廣泛應(yīng)用。例如通過在營(yíng)運(yùn)車輛上安裝兼容北斗系統(tǒng)的終端，并將其位置信息通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)回傳，可以對(duì)車輛進(jìn)行管控 ; 在沒有陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的情況下，依然能為出海漁民提供短報(bào)文及救援信息發(fā)送服務(wù)。如果有地面差分系統(tǒng)的輔助，北斗三號(hào)還能進(jìn)一步提升至厘米、毫米級(jí)精度，對(duì)自動(dòng)駕駛、山體滑坡預(yù)警、建筑形變監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域研究具有重要意義。

隨著北斗三號(hào)覆蓋全球時(shí)間點(diǎn)的臨近，其必將更好地惠及民生、服務(wù)人類發(fā)展。