日前,，我國正式宣布將于今年完成發(fā)射6至8顆北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)衛(wèi)星任務(wù)，并將于2018年前后完成18顆衛(wèi)星發(fā)射,，率先為“一帶一路”沿線國家提供基本衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù),。預(yù)計(jì)到2020年，我國的北斗系統(tǒng)將建成具有全球服務(wù)能力的世界一流衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),，并將在監(jiān)測預(yù)警,、應(yīng)急救援等國家突發(fā)事件應(yīng)急體系中發(fā)揮重要作用。目前,，全球衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)正得到世界各國的持續(xù)高度關(guān)注,，美國的第三代GPS計(jì)劃已經(jīng)啟動(dòng)，日本,、印度等國也開始投入?yún)^(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)研究,。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)究竟是如何“煉成”的，讓我們一探究竟,。

導(dǎo)航定位可不簡單

一般來說,，出門在外的我們要首先知道自己的位置，然后找準(zhǔn)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(dǎo)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(shí)間，地面上需要導(dǎo)航的用戶只需要利用GPS接收機(jī)就可以接收到這些“來自星星”的廣播信號,。

已知3個(gè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)及3個(gè)點(diǎn)到1未知點(diǎn)的水平距離,，就可求解出未知點(diǎn)的位置,，當(dāng)把3個(gè)已知點(diǎn)搬入太空成為3顆人造衛(wèi)星，再同時(shí)測得未知點(diǎn)與3顆衛(wèi)星的距離,，就能求解出未知點(diǎn)的位置,，這就是常用的“距離后方交會”法。當(dāng)我們需要解算出自己的方位信息時(shí),，相當(dāng)于需要知道3個(gè)位置量和一個(gè)時(shí)間量,，就需要同時(shí)接收到4顆以上的衛(wèi)星信號才有可能進(jìn)行定位，這也就是全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都需要組建一個(gè)覆蓋全球衛(wèi)星星座的原因?，F(xiàn)有的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)普遍選用了中高軌道來部署導(dǎo)航星座,，不僅實(shí)現(xiàn)成本較為低廉，也可以僅憑20到30顆衛(wèi)星就實(shí)現(xiàn)全球的廣播信號覆蓋,。

在一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi),，所有衛(wèi)星的位置通過準(zhǔn)確的測算就可形成衛(wèi)星軌道星歷，衛(wèi)星在廣播的時(shí)候就會廣播這個(gè)位置信息,，地面接收機(jī)就可據(jù)此計(jì)算出衛(wèi)星在特定時(shí)刻的準(zhǔn)確位置,。至于時(shí)間這個(gè)變量，由于所有的信號都是以光速傳播的電磁波,，每顆衛(wèi)星隨身攜帶的時(shí)鐘都異常精準(zhǔn),，普遍要達(dá)到1000年只差一秒的水平，并由國家授時(shí)中心提供時(shí)間基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一計(jì)時(shí),。

目前除北斗外的三種全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)普遍使用了上述單向,、終端自定位技術(shù)方案，導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)送報(bào)文,，終端只負(fù)責(zé)接收,，然后自行解碼出自己所處的位置。這種方案可在絕大多數(shù)地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)定位,，但不具備將自身位置信息共享的能力,。我國研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位方式有一定不同，并不是由終端直接接收衛(wèi)星廣播信號去定位,，而是通過終端發(fā)送定位請求到地面的服務(wù)基站,，再由基站通過衛(wèi)星計(jì)算出坐標(biāo)后發(fā)送給終端。通過這種方案,，地面基站會保存每個(gè)終端的位置,，并能提供120字簡短報(bào)文雙向通信，可在終端發(fā)生緊急情況時(shí)通知基站從而得到救援,。同時(shí),，北斗系統(tǒng)短距離與基站的通信方式還能為在橋底、隧道等地實(shí)現(xiàn)高精度定位提供可能,。