2020年7月31日，是一個(gè)中國(guó)人民值得銘記的大日子。無論您是在電視機(jī)前，還是在使用手機(jī)，相信都已經(jīng)接收到各種途徑傳來的重大捷報(bào)：北斗正式開通！在北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成暨開通儀上，習(xí)近平宣布：“北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通！”

全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)取名自天上的北斗七星，北斗七星在古時(shí)也是人們用作定方向、定季節(jié)、定時(shí)辰的標(biāo)尺。所以把我們的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)取名北斗，不但契合它本身含義，也來自于我們自有的文化傳承。

從20世紀(jì)80年代提出設(shè)想，到1994年北斗一號(hào)建設(shè)正式啟動(dòng)，經(jīng)過30多年的實(shí)踐探索，走過了北斗系統(tǒng)建設(shè)“三步走”的發(fā)展歷程：2000年年底，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，建成北斗三號(hào)系統(tǒng)，向全球提供服務(wù)。

中國(guó)的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、歐洲伽利略系統(tǒng)、美國(guó)GPS系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)并稱為全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

為什么要建北斗？

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們的生活變得越來越富裕，現(xiàn)在的人們不再局限于小小的交友圈，也不再外出認(rèn)識(shí)世界，在我們的現(xiàn)代生活方式中，衛(wèi)星導(dǎo)航扮演著非常重要的角色，無論在日常旅行或交通生活中，它都無法與衛(wèi)星導(dǎo)航分離，除民用領(lǐng)域外，衛(wèi)星導(dǎo)航在軍事領(lǐng)域也起著舉足輕重的作用，飛機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)和導(dǎo)彈離不開衛(wèi)星導(dǎo)航。

美國(guó)GPS是全球?qū)Ш浇缋洗?，起步最早，?0世紀(jì)70年代開始建造。有人會(huì)問有了GPS，為什么我們國(guó)家還要建北斗？

美國(guó)GPS系統(tǒng)于1994年建成，全系統(tǒng)在1995年投入運(yùn)行。為了保護(hù)自身利益，美國(guó)在研制GPS系統(tǒng)時(shí)使用了兩套不同的標(biāo)準(zhǔn)向用戶提供定位服務(wù)，分軍用和民用兩種定位模式。軍用定位模式最初精度在10米左右，主要供美國(guó)軍方及其同盟國(guó)使用，目前已經(jīng)可以達(dá)到1米以內(nèi)。另一種民用方式向全球開放，最初精度為100米，目前精度可達(dá)到5米以內(nèi)。

對(duì)于全世界應(yīng)用最廣泛的美國(guó)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)來說，曾有一段時(shí)間，美國(guó)在自己的導(dǎo)航系統(tǒng)上添加了干擾性誤差。美國(guó)自己知道誤差數(shù)據(jù)、可以直接修正，但其他國(guó)家無法修改那時(shí)候GPS系統(tǒng)的精度在百米左右。后來全世界抗議，美國(guó)才取消了人為誤差，把精度恢復(fù)到10米左右。

美軍的GPS精碼只供美軍自己使用。和平時(shí)期，粗碼GPS無論哪個(gè)國(guó)家均可自由使用，但如果發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)，美國(guó)就可能會(huì)根據(jù)戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)自己的國(guó)家利益影響程度來確定誰可以繼續(xù)使用。如果是美國(guó)的敵對(duì)國(guó)家，為了限制其使用GPS進(jìn)行導(dǎo)航和精確打擊，美國(guó)可以人為減弱或關(guān)閉GPS或加大粗碼的誤差，而美國(guó)軍方自己在這一地區(qū)的使用卻不受任何影響。若美國(guó)在戰(zhàn)時(shí)突然將上空途徑的導(dǎo)航衛(wèi)星關(guān)閉，那么制導(dǎo)武器恐怕就只能依靠原始且精準(zhǔn)度較低的慣性制導(dǎo)方式了。

比如93年的“銀河號(hào)事件”，美國(guó)無中生有地指控中國(guó)“銀河”號(hào)貨輪將制造化學(xué)武器的原料運(yùn)往伊朗。當(dāng)時(shí)，“銀河”號(hào)正在印度洋上正常航行，突然船停了下來。事后大家才知道，這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)美國(guó)局部關(guān)閉了該船所在海區(qū)的GPS導(dǎo)航服務(wù)，使得船不知道該向哪個(gè)方向行駛。“銀河號(hào)事件”使我們清楚地意識(shí)到：衛(wèi)星導(dǎo)航，我們一定要自己搞出來！

中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院研究員、博士生導(dǎo)師徐穎曾表示，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一把守護(hù)國(guó)門的金鑰匙，自己家的這把金鑰匙一定要握在自己人手中。

北斗系統(tǒng)具有“三大特色”

據(jù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)官網(wǎng)信息，與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，北斗系統(tǒng)具有“三大特色”。

1、空間段采用GEO衛(wèi)星、IGSO衛(wèi)星和MEO衛(wèi)星三種軌道衛(wèi)星組成混合星座，與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比高軌衛(wèi)星更多，抗遮擋能力強(qiáng)，尤其在低緯度地區(qū)性能優(yōu)勢(shì)更為明顯。

2、提供多個(gè)頻點(diǎn)的導(dǎo)航信號(hào)，能夠通過多頻信號(hào)組合使用等方式提高服務(wù)精度。

3、創(chuàng)新融合了導(dǎo)航與通信功能，具備基本導(dǎo)航、短報(bào)文通信、國(guó)際搜救、星基增強(qiáng)和精密單點(diǎn)定位等多種服務(wù)能力。

北斗系統(tǒng)是全球第一個(gè)提供三頻信號(hào)服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS使用的是雙頻信號(hào)，這是北斗的后發(fā)優(yōu)勢(shì)。使用雙頻信號(hào)可減弱電離層延遲的影響，使用三頻信號(hào)可以構(gòu)建更復(fù)雜模型消除電離層延遲的高階誤差。正因如此，GPS系統(tǒng)也在擴(kuò)展成三頻信號(hào)系統(tǒng)。

除了定位導(dǎo)航授時(shí)外，北斗系統(tǒng)提供的短報(bào)文通信服務(wù)，是其區(qū)別于美國(guó)GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略系統(tǒng)獨(dú)有的功能。

據(jù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)官網(wǎng)信息，汶川地震時(shí)，第一批從震中傳出的救災(zāi)信息就是北斗系統(tǒng)短報(bào)文功能完成的。北斗短報(bào)文功能已在海洋漁業(yè)廣泛應(yīng)用，在遠(yuǎn)海區(qū)域，沒有地面通信基站、衛(wèi)星電話昂貴的情況下，漁民可以通過北斗短報(bào)文向家里報(bào)平安，開展?jié)O業(yè)生產(chǎn)，進(jìn)行緊急求救。

北斗未來的應(yīng)用價(jià)值，完全不可估量！

據(jù)了解，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是由我國(guó)自主建設(shè)運(yùn)行的重要空間基礎(chǔ)設(shè)施，也是我國(guó)迄今為止，規(guī)模最大、覆蓋范圍最廣、服務(wù)性能要求最高的巨型復(fù)雜航天系統(tǒng)。據(jù)環(huán)球網(wǎng)7月29日指出，全球已有137個(gè)國(guó)家與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)簽下了合作協(xié)議。

北斗正是開通意義非凡，擁有自己的衛(wèi)星導(dǎo)航體系已經(jīng)成為世界大國(guó)的重要標(biāo)志和大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的科技制高點(diǎn)。目前中國(guó)已經(jīng)建成了集芯片，板卡、終端和運(yùn)營(yíng)服務(wù)為一體的完整的北斗產(chǎn)業(yè)鏈，并作為國(guó)家重點(diǎn)行業(yè)和重點(diǎn)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)，在大眾消費(fèi)大規(guī)模應(yīng)用。

正如首任北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師孫家棟院士曾說的那樣，“北斗的應(yīng)用只受人類想象力的限制”。北斗未來的應(yīng)用價(jià)值，完全不可估量！

招商證券指出，近年來，我國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2019年我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)達(dá)到了3450億元，其中北斗對(duì)產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)值貢獻(xiàn)率達(dá)80%，預(yù)計(jì)2020年我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航規(guī)模將超過4000億元，北斗產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)重要性持續(xù)上升。

國(guó)泰君安指出，北斗導(dǎo)航本質(zhì)上是構(gòu)建精準(zhǔn)時(shí)空網(wǎng)絡(luò)的底層平臺(tái)技術(shù)，是未來萬物聯(lián)網(wǎng)的重要傳感器之一，預(yù)計(jì)未來北斗衛(wèi)星將與5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等“新基建”技術(shù)方向互聯(lián)融合、相輔相成，徹底變革國(guó)內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施形態(tài)。并且，將為人工智能、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心等算力基礎(chǔ)設(shè)施提供精準(zhǔn)時(shí)空信息。

中泰證券表示，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)全面完成部署，全產(chǎn)業(yè)鏈前景廣闊。隨著我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)量持續(xù)增加，行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益持續(xù)提升。北斗衛(wèi)星系統(tǒng)作為行業(yè)發(fā)展的核心，對(duì)產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值的貢獻(xiàn)率達(dá)到80%以上。目前我國(guó)已形成以用戶為中心的中下游產(chǎn)業(yè)鏈。其上游主要包括芯片、卡板、天線、電子地圖等基礎(chǔ)元器件；中游包括系統(tǒng)集成、終端產(chǎn)品和軟件；下游以運(yùn)營(yíng)服務(wù)為主。北斗有望在5G通信技術(shù)加持下，與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、車聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)深度融合，在交通運(yùn)輸、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧城市、航天海事等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，并且促進(jìn)共享經(jīng)濟(jì)的光新興業(yè)態(tài)的成長(zhǎng)。

從衣、食、住、行到水、電、氣、熱，從農(nóng)林漁業(yè)到救災(zāi)減災(zāi)……北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與社會(huì)生活深度融入，滲透到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的方方面面。

七禾研究 翁建平編輯整理

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