北斗系统与GPS
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来源:《学苑创造·C版》2020年第10期
        北斗和GPS有什么区别?我们为什么要建北斗?我们的手机里有北斗吗?了解完北斗出现的前因后果,你就会得到答案。
        GPS(全球定位系统)在我们的生活中几乎无所不在。手机导航、共享位置、寻
街头美食的地图等各种导航,因为每天都用,用着用着就觉得像自家出品,其实GPS有着纯正的美国“血统”,而真正属于中国的导航,名叫北斗。
        1994年,我国就下定决心研发自己的卫星导航系统,命名为“北斗”。虽然这些年,我们的生活几乎离不开美国的GPS,但这种境况即将改变了。
        今年的6月23日,随着北斗三号卫星组网收官,北斗系统完成全球卫星导航部署,或许在未来一段时间,我们都需要改口把定位和导航称为“BDS”(BeiDou Navigation Satellite System)了。
        作为“大国重器”,北斗系统此前就在一些涉及国家安全领域之中广泛应用。现在,由于终端芯片更加便宜、定位误差更小、精度更高、支持短报文、无源定位等功能,已有70%的国产手机采用北斗系统,大部分运营车辆及渔业、海事、移动通信、民航等终端设备均采用北斗系统。
        让人自豪的是,北斗系统不仅服务中国,还服务全球,这不仅是中国“去依附”的科技成果,也将给世界带来深远影响。那我们就来梳理一下北斗系统如何在GPS系统主导定位导航天下之下被迫独立探索,并形成自身的核心实力,开创新的基础产品格局的大致过程吧。
        被逼出来的北斗系统
        北斗系统诞生的渊源要追溯到1991年的海湾战争,在这场战争中,多国部队对伊拉克各个地区进行了高密度空袭,GPS在其中扮演了重要角,在GPS的帮助下,的精准打击震惊了世界,也刺激我国进行军事变革。1993年“银河号事件”事件之后,更让国家意识到拥有自主卫星导航系统的紧迫性。
        北斗系统部署分为“三步走”战略,从1994年北斗一号的研制到2003年完工的北斗一号,让我国初步摆脱了对GPS的依赖。那时,欧盟正在联合搞全球卫星导航系统——伽利略计划,我国曾试图投资入伙,但发现很多核心技术并不开放,果断退出,积极推进北斗二号研发进程。
        北斗二号的申请轨道和频率和欧洲伽利略系统一致,按国际规则,卫星轨道和频率谁先占了算谁的。虽然伽利略计划的第一颗卫星比我国早两年上天,但它只占了轨道没开通频率,欧洲不慌不忙地捣鼓,给了北斗二号充足的部署时间。北斗二号第一颗卫星就占了卫星轨道和频率,随后我国开始一个接一个的打卫星,后来还发展到一箭双星。
北斗手机号定位
        2018年是“北斗创业史”上开挂的一年,一年10箭18星,创下了全球卫星导航系统最快组网纪录,2018年也是北斗三号提供全球服务的开始。
        激烈的市场竞争不可避免
        三频本是由美国最先提出来的构想,但由于美国卫星发射相对较早,当时美国通过实验发现单频系统无法消除电频层的干扰,极易造成误差,而二频就能很好地解決这个问题,所以三频就一直没有全面付诸实施。目前,美国GPS使用的还是老派的二频信号,如果想要将二频信号升级成三频信号,美国也不是做不到,但是需要消耗大量的人力物力,而且至少需要5年的时间,这给了北斗系统迎头赶上的充足时间。
        北斗系统从一开始就应用三频,优势是北斗系统可以更准确掌握地面终端的位置信息,在海洋、沙漠和野外等没有网络的地方,装有北斗系统终端的手机、车船等就可定位自己的位置,并能够向外界发布短报文信息。除了导航,北斗系统形成的精密定位、国际搜救服务能力、已提供地基增强完全服务能力有利于商业化扩展。
        此外,北斗系统相比于GPS来说还具有明显“性价比”优势,北斗芯片和设备终端要比GPS便宜,虽然不能全面赶超GPS,但是在特定区域内要比GPS新,性能更优越。