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中国北斗 鸟瞰地球

时间:2020-10-08 01:00 来源:http://www.zeytac.com 作者:日本啪啪啪的视频 点击:

  来源:地球杂志

北斗腾飞  王卫东摄北斗腾飞  王卫东摄

  古今定位:从天文导航到北斗卫星

  北斗,是中华民族的“指极星”,更是 “导航星”。《史记·天官书》当中有记载:“分阴阳,建四时,均五走, 移节度,定诸记,皆系于斗”。这边的“斗”指的就是北斗,也就是吾国北斗导航定位体系名字的由来。

  随着人类科技的挺进,导航方式也在不息发展。地文导航是最早的导航形式,即是经由过程身边的一些具有标志性的地文特征,比如石头、树木、河流、山川等特征物体来判定本身的倾向。

北斗七星图北斗七星图

  进一步发展就是天文导航,也就是用太阳、玉轮、星星等自然天体来辨识方位,经由过程一些自然天体来进走导航。人类发清新电之后,就有了无线电体系,能够经由过程无线电体系的幅度、频率、相位等一系列参数,来获取导航新闻,这就是无线电导航。

  无线电导航最早是行使地面的、地基的台站来获取一些无线电的新闻,然后发送出去,末了经由过程测量它的幅度、频率、相位等等,来获取导航新闻。

  无线电在地基传播时有测量上的偏差,于是无电导航大众是采用长波导航的方式,为晓畅决这个题目,人类开起把导航台搬到了人工卫星上面,用人工卫星来行为导航台的无线电导航体系。

  1957 年,世界上第一颗人工地球卫星由苏联发射起飞。

  1958 年,美国发射了“探险者一号”人工地球卫星,行使人工天体来为人类挑供导航服务。

  1964 年,美国研制了世界上最早的全天候、全天时的卫星定位体系——“子午仪”体系。

“子午仪”卫星导航体系的构成“子午仪”卫星导航体系的构成

  “子午仪”由于只有四颗卫星遮盖全球,于是它有操纵的局限性。一是无法对活动速度专门快的物体进走定位;二是定位精度也许在千米量级,无法实现高精度定位。但是“子午仪”体系用幼批卫星就能够实现全天候、全天时的遮盖,且不受天气影响,这让人们望到了卫星导航定位体系的重大上风。

  在 1991年的海湾搏斗中,美国倚赖 GPS 体系,使一系列最新型飞机和准确制导武器众倾向、众波次、高强度赓续突袭选定现在的,GPS 的操纵使得盟军在不被敌人发现的情况下穿越沙漠,并挑供了每天 24 幼时的二维服务和 19 个幼时的导航定位服务。仅用了 40 众天时间,美国就将那时号称“世界第三大军事强国”的伊拉克打到毫无还手之力。也正是在这场搏斗之后,全世界都望到了卫星导航定位体系带来的重大影响,全世界的超级大国,都期待构建本身的卫星导航定位体系,这其中也包括中国。

卫星导航 卫星导航 

  卫星导航体系是一把守护国门的金钥匙。金钥匙肯定要握在本身人手中。这就是为什么俄罗斯经历苏联解体、经济阑珊,还在研发 GLONASS,并且规定了在特定场景下节制操纵 GPS;欧盟在各栽矛盾调解难得的情况下,也在竭力发展本身的伽利略体系,中央就是要使欧洲经济竖立在本身的卫星导航体系之上,如许欧洲才能拥有本身的主权。这也是吾们为什么要建设北斗体系的因为。

卫星和计算机的全球通信卫星和计算机的全球通信

  从 20 世纪 70 年代开起,中国就开起积极追求正当吾国国情的卫星导航体系。

  北斗一号体系自 1994 年正式启动了建设。2000年,北斗一号的 01 星和 02 星一连入轨,2003年,北斗一号的备份星,即北斗一号的 03 星成功发射,它和前两颗星构成一个完善的体系。此后,北斗一号正式挑供全天候卫星导航新闻服务,向军民用户盛开操纵,吾国成为世界上第三个拥有自立卫星导航体系的国家。

  北斗二号:北斗导航的建设与追求

  北斗一号双星体系,采用的是有源定位的方式,但这是远远不足的,因此,中国挑出了北斗体系建设的“三步走”战略:

  第一步,2000 年建成北斗一号体系,也叫作北斗双星体系,主要解决吾国卫星导航体系的有无题目,能够为吾国和周边地区用户挑供定位,短报文和授时服务;

  第二步,在 2012 年岁暮,建成北斗二号体系,主要把有源定位变为无源定位,能够为吾国和周边地区挑供更添安详的导航、定位、测速和授时服务;

  第三步,在 2020 年建成北斗三号体系,也就是北斗全球体系,让北斗体系不光是中国的北斗,更是世界的北斗,也是先辈的北斗。

  在北斗一号体系建设完善以后,遵命北斗体系建设的过程,中国就进入了北斗“三步走”中的第二步——构建北斗区域体系。

  2007 年,北斗二号体系建设稳步推进,发射了第一颗试验星,北斗体系的 04 星,它用来接替北斗一号的 01 星,99综合久久综合保证体系不息安详的运走和不中止的服务。由于卫星寿命有限,北斗一号的组网卫星的预期寿命是 8 年。2009 年,发射了 G2 星,接替了北斗体系的 02 星。2010 年,接替 01 星和 03 星的 G1 星和 G3 星那时顺当地接入了北斗体系,操作时间比展望的时间缩幼了一半,而体系服务仅仅休止了 1 秒,就实现了稳定过渡。

卫星通讯与生活卫星通讯与生活

  北斗二号体系,也就是北斗区域体系共有 14 颗卫星,其中 5 颗是 GEO 卫星(静止轨道卫星),5 颗是 IGSO 卫星(幼倾角轨道卫星),还有 4 颗是 MEO 卫星(中轨道卫星)。经由过程如许的同化星座,来为吾国和周边的亚太地区挑供导航定位服务,同时,星座还采用了“边建边用”“以用促建”的工程建设的方式,这也是全世界唯一的一个同化星座体系。

  2012年10月,第16颗北斗导航卫星由长征三号乙运载火箭送入太空,中国的北斗二号正式完善了组网义务,正式跻身于世界四大全球卫星导航体系走列。

  北斗二代比北斗一代来说,已经从有源定位的方式变成无源定位的方式,并且能够采用“广播式”来解决题目。也就是说,卫星一向在不息地去下发射信号,地面不管是有10幼我、100幼我照样1000幼我,授与信号不会受到体系容量的节制,也不存在袒露位置的风险。

  北斗三号:收官之星与全球组网

  顺当完善北斗一号和北斗二号建设义务后,北斗开起进走全方位技术升迁,包括信号体制、高精度的原子钟、星间链路以及搜救功能等等,从区域体系向全球体系的现在的迈进。

  北斗三号体系是由30颗卫星构成的,包括3颗GEO卫星,3颗IGSO卫星,以及24颗MEO卫星。此表,在2015年—2016年还发射了5颗试验星,也就是吾们往往说的“‘五星’护航,北斗体系走向全球”。这些试验卫星,对北斗三号的新体制、新技术进走了足够的试验和验证,在验证完善之后,北斗三号体系才正式开起建设。

  北斗三号体系的建设,也分为“三步走”:

  第一步是 8 颗 MEO 卫星构成的最简体系,能够对北斗三号的性能进走一些响答的验证;

  第二步是基本体系,它由 1 颗 GEO 和 18 颗 MEO 卫星构成,于 2018年岁暮建成;

  第三步就是构建北斗全球体系,即 3 颗GEO、3 颗 IGSO,以及 24 颗 MEO。

  今年 6 月,收官星的发射,意味着北斗三号体系正式完善建设,开起挑供全球服务。

  在北斗三号体系建设期间,技术人员占有了一个又一个难题,其中不得不挑到星载原子钟技术,它是北斗体系能够从有源体系变到无源体系的关键,是导航卫星的心脏。

  卫星导航的中央是时间测量。在由导航卫星搭建的星地坐标系中,每个星体都有本身的坐标新闻,经由过程测量吾们与星体间的距离,就能解算出吾们在该坐标系的位置。但是吾们和星体之间的距离是无法直接测量的,只有经由过程无线电在介质当中的传播,用测量到达的时间差来计算。在信号传播速度(光速)已知的前挑下,时间测量越详细,位置解算就越准确。这就必要星载原子钟把整个卫星导航定位体系的时间联相符到联相符个基准上,才能够实现北斗体系的定位。

北斗卫星导航体系北斗卫星导航体系

  在北斗体系建设之前,吾国是异国星载原子钟技术的,那时打算从国表购买,但是遭到重重窒碍。在这个时候,吾们认识到中央关键技术真的是买不来、要不来、求不来的,只能够靠本身。于是,为晓畅决这个题目,北斗团队经过了两年时间的攻关。现在,吾国的星载原子钟技术已专门成熟,像北斗三号上的氢钟、天宫二号上的冷原子钟等,已经实现了高精度原子钟技术,其精度已升迁到每 300 万年才会展现1 秒偏差。

  北斗体系在 2010-2012 年的三年期间,统统发射了 15 颗卫星,在 2018 年的一年当中成功地发射了 19颗卫星,它的成功其实不光意味着中国已经进入了世界卫星导航技术强国之列,也意味着中国开起为全世界挑供导航服务,这是中国科技发展对亚太地区乃至世界的重大贡献,也是中国人活着界航天史上留下的浓墨重彩的一笔。

  北斗体系不光展现了中国精度、中国速度,也带来了中国温度。北斗体系很早就“润物细无声”地在渔船航运、防灾减灾亲善象监测预报、交通物流,乃至动物珍惜周围都发挥了主要作用,遮盖了吾们生活的方方面面。

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