日前，我國(guó)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(xiàn)國(guó)家提供基本衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)。預(yù)計(jì)到2020年,，我國(guó)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(cè)預(yù)警、應(yīng)急救援等國(guó)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(guó)的持續(xù)高度關(guān)注，美國(guó)的第三代GPS計(jì)劃已經(jīng)啟動(dòng),，日本,、印度等國(guó)也開(kāi)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(jiǎn)單

一般來(lái)說(shuō)，出門(mén)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(xiàn)，才能走入去往目的地的“康莊大道”,。以美國(guó)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(huì)不斷地用無(wú)線(xiàn)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(hù)只需要利用GPS接收機(jī)就可以接收到這些“來(lái)自星星”的廣播信號(hào),。

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(cè)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(huì)”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(hào)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(lái)部署導(dǎo)航星座，不僅實(shí)現(xiàn)成本較為低廉,，也可以?xún)H憑20到30顆衛(wèi)星就實(shí)現(xiàn)全球的廣播信號(hào)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(guò)準(zhǔn)確的測(cè)算就可形成衛(wèi)星軌道星歷,，衛(wèi)星在廣播的時(shí)候就會(huì)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(hào)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(guó)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(guó)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(hào)去定位，而是通過(guò)終端發(fā)送定位請(qǐng)求到地面的服務(wù)基站,，再由基站通過(guò)衛(wèi)星計(jì)算出坐標(biāo)后發(fā)送給終端,。通過(guò)這種方案，地面基站會(huì)保存每個(gè)終端的位置,，并能提供120字簡(jiǎn)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。