北斗，当之无愧的中国骄傲

　　北京时间2020年6月23日9时43分。
　　随着长征三号乙运载火箭的升空，我国第55颗北斗卫星，即北斗三号最后一颗组网卫星成功发射。
　　这意味着，中国建设了26年的北斗卫星导航系统，在这一刻全面完成。
　　这套中国人掌握核心技术的卫星导航系统，终于打赢了全球星座部署的收官战。
　　今天，潘达想隆重地，给大家详细介绍一下，北斗。
　　北斗是什么
　　北斗系统，全称是北斗卫星导航系统（简称北斗或BDS）
　　这是我国自己研制的全球卫星导航系统，可以在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并具备短报文通信能力。
　　别懵，通俗点说，北斗就是中国版的GPS。
　　它们都是一种GNSS（全球导航卫星系统），是利用天上的人造卫星，进行定位导航的系统。
　　晦涩的定义大家不必深究，只需要记住一个重点：北斗是我国自研的。
　　北斗系统的建设，从上世纪80年代就已开始筹划，历经有源定位的北斗一号、区域无源定位的北斗二号……
　　目前建设的，是能实现全球无源定位的北斗三号系统。
　　要认识北斗，一切还得从GPS说起。
　　一直到现在，还有很多人会把自己手机上的定位功能，直接说成GPS。
　　有些手机，甚至直接用GPS代表定位。
　　事实上这很不严谨，手机的定位既包含卫星定位，也包含蜂窝/WiFi网络定位。
　　即便单拎出卫星定位，也有很多套系统。
　　美国的GPS只是其中一款。
　　除此之外，江湖上能叫上号的，还有俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo，以及中国的北斗。
　　既然玩家这么多，为什么大家都默认把这种东西叫做GPS呢？
　　哎，还不是因为人家起步早。
　　美国GPS从1970年代就开始研制，1994年全面建成，先人一步在全球范围内实现普及。
　　但今时不同以往。
　　我们现在用的手机，大部分品牌都已兼容北斗、GPS，以及另外几款主流卫星定位系统。
　　小米10Pro规格参数
　　华为P40 Pro+规格参数
　　三星S20系列规格参数
　　是时候纠正一下叫法了。
　　OK，搞清楚了北斗是啥，下一个问题来了——
　　为什么要造北斗
　　大家都知道，GPS技术很成熟，而且全球普及，又公开免费……
　　咱们直接用不好吗，干嘛费那么大劲，自己造一个差不多的东西？
　　原因很简单：GPS属于美国军方。
　　从技术角度看，GPS精度最高的军用码仅对美军开放，民用码精度稍逊一筹，且＂不可靠＂。
　　这张图是GPS在2000年5月2日的前后的精度差别，很明显，右边比左边精确了不止一点点。
　　这其实是美国为了应对俄罗斯GLONASS的竞争，取消了先前的刻意干扰，使得GPS精度大大提升。
　　换言之，美国完全有能力控制GPS的精度。
　　大家想想，这种需要应用到军事用途的玩意儿，咱怎么可能用美国能轻易控制的技术？
　　就比如精确制导武器，能用得踏实吗？
　　虽然美国宣称GPS向所有人免费开放。
　　但你懂的，到了必要时刻，他们完全有可能对中国停用，甚至……返回错误数据。
　　这是有先例的。
　　大家都不会忘记＂银河号事件＂。
　　美方以此为由关闭其GPS系统，致使银河号被迫停止航行。
　　事情虽已过去，但这口怨气实在难以下咽。
　　这也使得我们坚定决心，一定要打造出属于自己的全球卫星定位系统。
　　无论从哪个角度来说，北斗都是我们必须掌握的核心技术。
　　北斗有多厉害
　　虽然潘达一向主张虚心谦卑，忌讳骄傲自满。
　　但在这件事咱真没必要谦虚，北斗如今绝对是，全球数一数二的卫星定位系统。
　　别说欧洲Galileo、俄罗斯GLONASS，就算是跟美国GPS比，北斗一点都不虚。
　　优点一：三轨
　　相较于GPS、Galileo等系统，北斗是唯一一个采用三种轨道卫星组成的混合星座。
　　包含倾斜地球同步轨道、中圆地球轨道、地球静止轨道。
　　相比之下，你看看GPS的星座图，仅仅集中在中圆地球轨道上。
　　北斗把低、中、高覆盖全了，于是拥有更强的抗遮挡能力。
　　优点二：三频
　　我们知道，电离层是地球大气层被太阳射线电离的部分，它会影响到电磁波的传播，具体而言包括折射、反射和延迟。
　　这个延迟会使卫星导航产生误差，于是，需要多个频率的信号来消除误差。
　　北斗系统的卫星，采用了三种工作频率。可以有效消除电离层的干扰，提高定位的可靠性。
　　多个频点的导航信号，也能提高服务精度。
　　优点三：短报文通信服务
　　从北斗的功能简介上，你就能发现它的与众不同。
　　除了定位导航、授时服务，北斗拥有其他家没有的＂独门秘技＂——短报文通信功能。
　　北斗的终端和卫星之间，可以实现双向的信息传递。
　　可别小看它，当年汶川地震，基础通信设施被破坏，传统的手机电话几乎无法使用。
　　北斗一号的短报文功能，在关键时刻顶上，成为救援队伍的重要通信方式。
　　这功能在关键时候是能救命的。
　　说了这么多，是骡子是马得拉出来溜溜。
　　要评价一个卫星导航系统的实力，最直观的指标就是＂卫星可见性＂，你可以理解为＂信号覆盖＂。
　　拿我们的手机通信打个不严谨的比方，到处都有基站的城市里，通信质量自然好过基站稀少的山野。
　　放到卫星定位系统里，也是类似的道理。
　　如果全球的每个角落，在任意时间内，都能看到的较多的卫星，说明它覆盖好，可用性强。
　　根据北斗系统最新一期的检测评估数据，北斗的覆盖是这样的：
　　全球可见自不必说，亚太地区稳稳地达到14颗以上，美洲大部分地区也能达到6~12颗。
　　再来看这张北斗的星历星座图。
　　根据卫星轨迹在地面的投影，中圆地球轨道卫星画出的曲线密密麻麻，八字形的倾斜地球同步卫星，进一步加强亚太地区的覆盖。
　　最后，北斗实现全球精度水平10米（水平、高程），而在亚太地区更是达到5米。
　　作为对比，GPS是水平9米，高程15米。
　　GLONASS为水平10米，高程20米。
　　Galileo为水平7.5米，高程15米。
　　简而言之就是一个字：牛。
　　随着今天，北斗三号最后一颗组网卫星的成功发射。
　　我们可以自豪地宣布，中国人在卫星定位导航领域，终于实现独立、自主。
　　可以预见的是，凭借北斗在交通运输、农林渔业、水文监测、气象预报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等多个领域的应用。
　　北斗一定会给我们带来超乎想象的益处。
　　回想20世纪70、80年代，北斗计划由最早期的研究，一步步走到现在，不知不觉便走了40年。
　　中国的卫星导航系统建设，经历了无尽的艰辛和酸楚。
　　但现在，当这个梦终于变成现实，回头望去，潘达只想说：值！