大家说科普

    2020年已然成为过往，而现在完全可以断言2020年是中国航天年，因为在这一年当中，中国航天迈出了很多坚实的步伐。其中，特别引人注目的当然也有北斗系统的收官之战。从1983年陈芳允院士提出双星定位的思想开始，到2020年北斗三号最后一颗卫星发射，北斗系统已经完成了组网建设，其应用也深入到我们日常生活中的方方面面。

    卫星导航必须自主

    北斗系统是全世界第三个建成的卫星导航定位系统。世界卫星导航有四个系统，可以被叫做全球定位系统，能够实现全球覆盖：它们分别是美国的GPS，欧盟的伽利略，中国的北斗和俄罗斯的GLONASS。在北斗建成之前，最被大家所熟知的就是美国的GPS系统了。

    GPS系统大约建成时间是在1994年，但是它被世人所熟知，其实是在1991年的海湾战争。在这场战争中，发挥出巨大作用的就是，当时尚未完全建成、但是已经展现了它在军事和国防方面巨大作用的GPS系统。这场战争，不仅奠定了美国的霸主地位，也对未来的战争以信息战为主体、以制空权为核心的战争体系和战争思想进行了奠定。它所带来的影响被叫做“新军事革命”，一直延续至今。

    在这场战争之后，全世界都看到了“养在深闺人未识，一朝名动天下知”的卫星导航定位系统，而世界上所有的超级大国，也都意识到了想要国家主权独立，必须把卫星导航这把“金钥匙”握在自己手中。所以全世界的超级大国都开始构建自己的“卫导系统”，当然也包括我国。

    “北斗”建设三步走

    北斗系统是在1983年的时候，由两弹一星的元勋陈芳允院士提出双星定位的思想开始构建的，但是，北斗系统的建设并不是一蹴而就的。

    北斗系统建设分为三步走：第一步是在2000年左右建成的北斗一号系统，也叫做“北斗双星”系统，它主要解决了我国卫星导航定位的有无问题；2012年建成的北斗二号系统，也叫做“北斗区域”系统，它主要是把北斗一号系统当中的有源定位的方式，变成了无源定位的方式。无源定位的方式，能够更好地解决用户位置暴露风险，以及用户容量受限问题，北斗二号系统真正为我国和周边亚太地区提供了准确的导航定位和授时服务；2020年收官的系统叫做北斗三号系统，也叫做“北斗全球系统”。北斗三号系统主要是把一个区域系统变成了全球系统，在此基础上也开发出了很多新技术，比如星间链路系统、高精度的氢原子钟系统等等，所以北斗三号系统真正实现了不仅是中国的北斗，也是世界的北斗。

    “三球定位”原理

    北斗系统实现导航定位和授时服务的基本原理叫做“三球定位”，是指我们首先测量用户和卫星之间的距离，那么就可以知道，用户一定在以卫星为球心，以这个距离为半径的一个球体上。之后继续测量和卫星二、卫星三之间的距离，而这三个球它会交汇在一个点上，这个点就是用户的位置。这就是全世界所有卫星导航定位系统的基本原理——“三球定位”。

    （下转第2版）