我国北斗系统有多厉害?为何美国拿它没辙?

这是个沉重的话题,1993年7月,我方银河号被美国强行切断GPS,并且在未获我方许可的情况下,擅自用巡洋舰逼停我方银河号,而这一切的理由只是“据可靠消息,银河号载有硫二甘醇和亚硫酰氯(违禁品)”。

银河号具体事件感兴趣的朋友可以自行查阅,总之很憋屈,而在这憋屈的背后,又是深深的无奈,因为当时我国并没有独立的导航系统,美国一切断GPS,所有靠GPS导航的设备就跟“无头苍蝇”一样。

如果银河号连接的是我方北斗,在美国没有确凿证据前,完全不必理会。

下面就一起来看看我国北斗导航的发展史,背后的辛酸应当铭记。

为什么我国要研发独立导航系统?

在此之前先说三件事,分别是我国银河号事件、美伊战争、欧盟邀请中国加入伽利略计划事件

银河号事件已经简单聊过,不再重复。

目前全球导航系统有四套,分别为北斗导航(中国)、GPS(美国)、格洛纳斯(俄罗斯)、伽利略(欧盟)。

导航系统又分为军用跟民用,值得一提的是,导航系统对军用至关重要,伊拉克之前本以为能跟美军好好周旋一番,结果美军直接切断了伊拉克的GPS导航权限,使得伊拉克预警雷达、导弹失灵,甚至指挥官跟士兵之间都没法取得联系,这就导致美军战机犹入无人之境,最后美军以摧枯拉朽之姿,迅速结束了美伊战争,有人说,这场战争也可以被称为“GPS”的胜利。

1999年印巴爆发卡吉尔战争,就在印度想集火巴基斯坦时,美国突然关闭GPS,这让印度军队损失惨重。

其实各国都知道独立导航的重要性,欧盟也想摆脱GPS,所以他们开始启动伽利略导航计划,或许是因为资金不够,他们邀请中国加入。

2002年,中国携2亿欧元参与伽利略计划,结果却被欧盟处处排挤,权限甚至还没有印度、日本这些没参加的国家高,所以我国决定单干,并且在2004年启动北斗2号计划。

此番种种,其实已经足够从侧面反映出一个独立的导航系统对国家的重要性。

发射导航卫星的难度不大,难的是其中的核心部件“原子钟”,这是导航系统的“心脏”,没有原子钟的导航卫星,跟一堆废铁并无区别。

本来北斗二号的原子钟是想问欧洲买的,结果人家不卖,背后的原因非常耐人寻味,因为涉及到“争频问题”,这个稍后会讲。

既然人家不卖,那我国只能自己研究了,虽然我国卫星导航科技水平不高,但在我国科学家日以继夜的研发之下,终于研发出了第一代星载铷钟,其定位精度更是达到了一米!

听闻我国成功研发原子钟后,欧洲又想把以前的原子钟半价卖给我国,可谁稀罕呢?

原子钟

欧洲国家之所以这么做,完全是因为他们想拖慢我国研发速度,因为背后涉及到频段资源的争夺。

大家不知道的是,卫星导航系统是需要占用频率资源的,而这个资源极其珍贵且有限,目前全球只划分了5个频段,并且奉行“先到先得”原则。

5个频段中有好有坏,其中美国跟俄罗斯已经抢占了4个优质频段中最好的部分,所以目前只剩下最后一个次优频段,以后的导航系统只能占用“边角料”频段。

此时欧洲跟中国的研发速度其实是差不多的,大家都想抢占最后一个次优频段,所以欧洲给我国添堵,部分原因就是为了拖慢我国导航系统的研发速度。

2007年,就在我国跟欧洲争分夺秒之际,卫星中的应答机却出现了异常,经过3天3夜的抢修,终于在最后期限几小时之前成功拿到了次优频率资源。

2012年10月,在北斗二号连发16颗卫星后,导航系统正式完成组网。

2020年6月,最后一颗北斗三号卫星成功入网,这意味着国之重器北斗导航系统正式完成了对全球的覆盖,20载光辉岁月,我国从无到有,突破层层技术封锁,并且实现零配件100%国产化,背后离不开无数科研人员日以继夜的努力!

北斗导航系统到底有多厉害?

1.时间BUG周期是GPS的8倍多

GPS的起点时间是UTC时间1980年1月6日0时,美国设计人员用周计数和周内秒表示当前时刻和初始时刻的时间差,再结合闰秒得到UTC时间,但GPS的周期太短,仅有1023周,也就是约19.7年。

而人类文明中的航空、交通信号灯、电网等等,采用的都是GNSS授时,主要是因为成本比高精度原子钟低,所以当GPS的周计数从“1023”翻转到“0”时,GNSS授时很容易出差错,接着就是相关系统发生紊乱,从而增加了事故的概率。

而我国的北斗导航也有时间BUG,但我们的周期时长高达160年,足足是GPS的8.12倍,我们这辈子是活不到北斗周期翻转的那一天了。

2.独创短报文系统

使用导航系统时,咱们基本上只能接收信息,不能发送信息。

但北斗不同,它既可以接收,也可以发送,这是什么意思呢?

你可以把北斗导航看做一个网络论坛,除了接收上面的信息之外,你还能跟别人聊天,也就是说有“聊天通讯”的功能,这是其他导航系统所不具备的。

为什么美国拿北斗没办法?

1.零件100%国产化

这点非常重要,比如光刻机,最顶尖的光刻机需要全球大多数国家的最先进科技成果,所以国外科学家曾说:“就算把光刻机图纸给你,你也造不出来。”

如今这世界格局大家也都清楚,我国被西方技术封锁也不是一天两天的事了,但北斗不同,西方阵营压根拿它没办,因为所有的技术、零件都是100%国产的,不会出现其他国家用零件“卡喉咙”的现象。

2.拥有强大的抗击打与反制能力

可以说每一套导航系统都拥有出色的地外抗击打能力,我国北斗系统在研发之初就早已想好了对策,而且地表发射武器想要击中地外轨道卫星的难度极大。

击毁少量导航卫星是无法造成整个北斗系统瘫痪的,即便某个卫星真的被击落,我国也能在短时间内发送新的导航卫星。

但站在另一种角度来讲,军事武器击中地外轨道的技术也不是超前科技,我国自然也有击落其他国家地外导航卫星的能力。

想打下来,总有办法,关键是打下来之后的局面,可不是这么容易就能收场了……

所以不是美国拿北斗导航没辙,而是我方强大的国力让美国不敢轻举乱动。

——END——

中国北斗系统是30万名科研工作者耗时27年研发的心血,美国并不是不想打击,而是我国技术太过出众,当他意识到问题的严重性时,已经无能为力了。

北斗系统背后付出的努力

目前全球正式运营的卫星导航系统有四个,分别为我国的北斗,美国的GPS,欧洲的伽利略和俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)。

美国GPS于1973年启动研发,1993年投入使用,从1994年开始提供全球服务。

俄罗斯格洛纳斯1976年启动研发,1982年发生了第一颗卫星,1995年实现了全球覆盖。

80年代初期,我国的“两弹一星”元勋成芳允院士带领团队提出了双星定位方案,但由于种种原因搁置了十几年,1991年海湾战争,美国通过切断GPS,直接搞垮了伊拉克的作战指挥系统,又通过远程导弹和空中打击在极端时间内摧毁了整个伊拉克的军事防御,实现了降维打击,这让我国产生了国家安全的紧迫感,因此将北斗系统的研发提上日程。

中国北斗1994年启动研发,2000年,我国第一颗卫星北斗-1A星发射成功。到了2003年5月,第三颗北斗-1C星(备用星)顺利入轨之后,我国北斗1号卫星导航系统正式组建完成。不过此时北斗一代正式名字为“北斗卫星导航实验系统”,以实验为主。

2003年,欧盟开发伽利略项目,力邀中国加入,考虑到独自研发技术不确定性高和研发周期较长,我国同意加入,可加入之后,我国的科研人员压根就接触不到核心技术,甚至连开会的决议权都没有,而同时加入的印度、日本待遇都比我们强,因此我们立刻退出了伽利略项目,开始了独立研发之路。

2007年,我国开始了北斗2号系统的建设,并于当年4月发射了北斗2号的首颗实验卫星。

2008年开始,北斗系统在基本实现军用需求的情况下,开始逐步向民用开放,定位精度为10米。

到了2012年,北斗2号组网完毕,定位服务覆盖了中国及亚太区域。

2020年6月23日,随着最后一颗卫星发射入轨,北斗3号正式完成了全球覆盖,在轨卫星共计35颗,我国所有客车、重卡和渔船都已经安装了北斗终端。

北斗系统值得骄傲的成绩

北斗系统的民用精度为1米,加密军用精度为1厘米,欧洲伽利略系统在2025年完成系统升级可以达到我国目前精度,美国GPS民用精度4.9m,俄罗斯GLONASS精度为2.8 m,等南极、巴西和印尼的地面站建好之后,精度可提升到0.6m以上。从性能上来看,北斗排在其他三个全球定位系统的首位。

北斗系统除了全球定位功能外,还有“短报文”系统,可以完成收发者的“双向通信”,这项技术在海上遇险、发生自然灾害等情况下尤为重要。2008年汶川地震时,所有的通信设施全部瘫痪,我国解放军带着北斗导航终端深入震中,第一时间向外界传送了灾害信息,为救灾指挥提供了第一手的资料。

同时,北斗产品(包括“智能港口”及测量项目的服务)已销往全球120多个国家。到2020年底,北斗当年总产值超过了4000亿元人民币。以前, 美国的GPS每年都将从中国获得多百亿的利润,而现在这种垄断现象彻底杜绝,北斗系统在民用系统被广泛使用。

这里要重点介绍下,GPS全称是全球定位导航,美国当时发射卫星早,将GPS这个词注册成了商标,我们经常听到的GPS导航并非美国GPS系统,实际上是美国钻了注册的空档。

2019年7月,澳大利亚发生了旷日持久的山火,当地没有移动信号,必须依靠卫星帮忙,此时美国GPS导航卫星爱莫能助,而中国北斗却提供了免费的救援服务,为其扑灭山火贡献了重要力量。

美国无法限制北斗的发展原因

美国在中国开始研发北斗系统时并没有过多重视,但没想到北斗系统技术突飞猛进,再想要限制时发现已经无能为力,为何美国没有限制北斗系统的能力呢,主要有以下几点原因:

1、完全自主研发

中国在北斗研发的初期就决定将其构建成一个独立构建的闭环系统,到2020年组网成功时,北斗所有的零部件都实现了国产化,所有的核心技术和配件都掌握在中国人自己手中,完全自主可控,在这种情况下,美国人无法通过技术壁垒或优势资源来卡北斗的脖子,这充分证明了研发团队的前瞻性。

2、用户规模庞大

北斗卫星已经和全世界两百多个国家和地区达成了广泛的合作,使用北斗卫星的用户已经突破一亿,如果对北斗进行限制,很可能得罪这些国家和用户,美国必须权衡利弊。

2020年3月5日,美国空战司令部总司令詹姆斯·霍尔姆斯在一场会议上说“U-2侦察机的飞行员手表中装有北斗接收芯片,可以连接中国的定位系统”,舆论哗然,就连美国自己人都在用北斗系统,由此说明了北斗的先进性。

3、反卫星能力卓越

美国具有摧毁卫星的能力,1959年,美国用B-57轰炸机发射导弹,摧毁了一颗试验卫星标靶,这是人类第一次进行反卫星试验,同时他们还斥巨资成立了太空军,专门用来限制其他国家的空间技术开发和应用。

我国于2007年开始反卫星试验,并且顺利报废了一颗863公里高的老式气象卫星。这也就意味着我国也拥有和美国一样能够摧毁外层空间卫星的能力。

如果美国摧毁我国卫星,我们也可以同样摧毁对方卫星,而摧毁卫星的方式无疑于相互宣战,美国为了几颗卫星去打仗显然十分不划算。

4、反电磁干扰技术

如果不放到明面上,美国也可以通过电磁干扰方式暗中进行,实际上,在北斗卫星建设初期,就有人通过卫星干扰的方式,干扰我国的卫星研发进程,让我们发射的试验卫星无法正常运行,无法向地球发送信号。但是我们的科学家是真的给力,只用了数个月的时间就完成了北斗卫星的反干扰模块。这个方案就是让北斗卫星使用的频率无限接近于GPS。这样如果美国人对中国北斗使用特定频道干扰,那么他们自己的GPS也会变得无法正常使用。

5、卫星快速部署能力

我国有出色的火箭发射技术,可以将火箭发射的时间压缩到几个小时之内,只要有需要,我国可以在短时间里发射大量火箭进入太空,从而实现卫星快速再部署。这是美国现阶段暂时做不到的。也就是说,哪怕我国和美国在卫星战时都变得没有导航可用了,我国凭借快反火箭技术,也能以更快的速度先美国一步,完成卫星的再部署工作。

总结:

科技强大背后有无数科研人员日以继夜的努力,让北斗系统成为全球领先的定位系统,并且背后有强大祖国的支持,让美国想要干扰、破坏我国的卫星系统成为了天方夜谭。另外,我国北斗卫星还在不断地研发,进行迭代升级,开发更多的功能模块,而美国Gps却早已经止步,在几年前就停止研发了。

美国曾经研究用干扰机攻击北斗系统,结果震惊的发现北斗系统采用了和GPS系统类似的无源定位技术,而且美国对付中国的技术完全可以被中国用来对付美国。

至于让美国击落中国的卫星,他也不敢。这会引起太空卫星站,而且我国也有击落卫星的技术,相比于中国,美国的军事力量更依赖于卫星导航系统。

美国曾经声称已经研制出了一款功能强大的干扰器,可以让北斗系统失去作用,无法进行定位和导航,这将会让中国军队在战场上失去左膀右臂,战斗能力大大减弱。

而我国只回应了三个字“想多了”,可见对于北斗系统的抗干扰能力有多么自信,另外就算北斗系统被干扰成功,我国的很多军事武器也并不会受到影响,不会影响作战力。

提起北斗系统,就不得不说在没有北斗系统之前,我们国家受到的屈辱历史,这是每一个中国人都应该知道的。

银河号事件

1993年7月23日,中国银河号货船在无边无际的大洋中飘荡了将近一个月,因为美国切断了GPS信号,在当时我国还没有导航系统,只能依靠GPS的信号才能够知道准确的航线。

而造成这一切的原因,仅仅是因为美国怀疑银河号货船载有违禁化学药品,要求对其进行检查,否则将制裁中国,妥妥的霸权主义。

没有航线,货船在海面根本不敢随便航行,只能在公海上漂泊,最困难的时候,还要接受昼夜24小时的监视,足足有三艘军舰在旁边,还要忍受直升飞机和军用侦察机每天数次的低空骚扰。船上的人员生命安全都受到了威胁。

当时银河号上有100多吨淡水,按照平时的消耗量,仅够维持一星期左右;油料只剩14吨,只够用四五天;新鲜蔬菜所剩无几。

迫于无奈,和在美国军舰的逼迫下,8月2号,银河号不得不屈辱地停在了距离霍尔木兹海峡东口10多海里的公海上。

在这里与美军舰僵持了10多天后,又向西南方向移了38海里,停在了阿联酋东北部富查伊拉港外约50海里处的安曼公海上,后经由政府间交涉,银河号终于可以进港,补充淡水、食物和油料。

在此期间,8月4日,中国在经过调查后,明确告知美国:“银河号”上没有违禁化学品,但美国不认同中国的调查,检查要自己派人上去调查。

经过政府间的多方交涉,为了避免事态扩张,经过反复权衡,在第三方的见证下接受货物进行检查。

8月30日,发自中国的全部货箱检查完毕,美方依然一无所获。

8月31日下午,三方人员举行会谈,美方代表当众承认,检查结果表明,发自中国的49箱货物中没有违禁化学品。

然而美方依然不甘心,他们又单方面提出,要检查银河号上包括第三国货物在内的全部货物。

9月3日下午,银河号所运载的768个货箱全部检查完毕,并没有发现美国指控的那两种违禁物品,事实终于大白于天下。

9月4日下午,中、沙、美三国代表在检查单上签字,共同确认银河号上并没有美国所称的两种化学品。

一次次的妥协,都是因为当时我国没有全球导航系统,我国的海军军事力量不够强大,美国的霸权主义才能如此嚣张跋扈。

在第二年也就是1994年,北斗一号系统建设正式立项启动。

银河号事件并不是唯一的事。

1996年,台海局势紧张,解放军开展一次大规模军演,先后发射3枚导弹,但是蹊跷的是,第一枚导弹准确命中目标,但是第二枚和第三枚导弹却接连离奇大幅偏离目前,令人大呼意外。同时,对于美方的航空母舰编队,中国发现也无法进行定位追踪。

我国为什么要研究自主的导航系统?

因为导航系统在军事战争中的意义巨大,从湾海战争和印巴卡吉尔冲突事件就可以看出导航系统在军事上的重大意义

一,湾海战争

1991年爆发的海湾战争,美国GPS大发神威,精确制导,打得伊拉克找不着北。

其中,美国依靠着GPS,两枚导弹先后发射,一枚导弹炸开洞口,另一枚导弹紧接着从洞口钻入目标内部爆炸,如此之精确,令世界震惊,也深深震动和打醒了当时的中国,原来仗还可以这么打!以后打仗要靠卫星导航才能打赢!

二,印巴卡吉尔冲突事件

1999年发生的印巴卡吉尔冲突事件,也证明了这种担忧不无道理,研发自己的卫星导航有多么重要。

印巴卡吉尔战争期间,美国就直接关闭了印巴战区的所有GPS服务,导致印度的武器瞬间“失明”,损失惨重。

教训就在眼前,北斗也呼之欲出。

要想不受制于人,必须有自己的千里眼。

美国GPS虽然好,对外免费开放,但开放的只是民用,定位精度远远不如军用,而且美国随时可以通过技术手段做手脚,干扰信号,甚至直接关停服务。

全球导航系统这种在军事上不亚于核武器的存在掌握在他人之手,如何能够放心。这也是为什么要研究自主导航系统的原因。

北斗系统的建立

2000年,中国发射2颗地球静止轨道(GEO)卫星,北斗一号系统建成并投入使用。中国成为继美国、俄罗斯之后第三个拥有卫星导航系统的国家。

2004年,中国与欧盟正式签署伽利略计划技术合作协议,中国投入2.3亿欧元,想通过跟欧盟合作,学习核心技术,升级北斗系统。

但就在这时却被欧盟摆了一道。

原来在中国开发北斗的同时,欧盟也在开发他们自己的伽利略卫星导航系统。因此,美国十分生气,进行技术封锁和限制。

敌人的敌人就是朋友,当时欧盟搞伽利略,非常缺钱,而中国土豪有钱,但缺技术,而且,北斗一号所用的原子钟便是从瑞士进口,卫星导航定位的精确度主要取决于卫星上的原子钟精度。

但是没有想到,随着欧洲政治转向,欧盟反悔了,他们不仅拉日本和印度入伙,还处处对中国设限,核心技术排除中方科技人员,中国交了学费,但是却什么也没学到,这也更加坚定了我国要研究自主的北斗系统。

而且,更为严峻的是引进原子钟的合作也被迫中断,没有原子钟,升级北斗就是空想,所以中国迫切需要研制自己的原子钟。

此时留给北斗二号的时间不多了。

因为,中国在2000年跟国际电信联盟申请了卫星频道和信号频率,有效期是7年,如果在2007年不能发射卫星和接收信号,频道和频率会被收回。

终于经过无数科研人员日日夜夜的奋战,北斗团队用2年的时间攻克了原子钟的核心技术。

2007年4月14日,北斗二号成功发射,当成功接收到信号时,距离国际电联的“七年之限”只剩不到4个小时。

在无数伟大的科研人员的共同努力下,我们成功了,轨道频率资源保住了!

而且,北斗二号大大优化,不仅增加了无源定位体制,也就是说,用户不用自己发射信号,仅靠接收信号就能定位,解决了用户容量限制,满足了高动态需求,而且还可为亚太地区用户提供定位、测速、授时和短报文通信服务。

此后,中国北斗在组网的一路顺风顺水,2009年,北斗三号系统建设启动。到2020年,完成30颗卫星发射组网,全面建成北斗三号系统。

从此,55颗卫星组成的中国北斗系统正式建成!

我国的北斗系统有多厉害?

1.第一个采用三频定位的卫星系统

北斗采用的是三频信号,通过三个不同频率的信号可以有效消除定位的时候产生的误差,并且多个频率的信号可以在某一个频率信号出现问题的时候改用其他信号,提高定位系统的可靠性和抗干扰能力。

2.定位精度

北斗的定位精度大概是水平4-5米,高程5-6米,GPS卫星则是大概在8米左右,北斗定位精度略高一些。但是,因为美国地面监控站比中国见得多,所以总体的精度美国的高一些。

3.短报文功能

以前我们用手机发送短信,只能依靠移动运营商的通讯基站,而有了北斗系统,我们无论是在沙漠,森林,还是海洋,这些没有地面通信基站的地方,我们都可以通过短报文功能发送消息。

比如,当年汶川地震的时候,地面通讯设备崩溃,第一批从地震中传出的救灾消息就是用的北斗系统的短报文功能。

为什么美国拿北斗系统没辙?

1.北斗系统的核心是我国自主研发的。

北斗卫星导航系统工程副总设计师谢军说过:“整个北斗系统建设的时候,实际我们一直是立足于自主可控,卫星上的产品,关键产品,元器件都坚持走国产化这条道路。

北斗系统是我们国家自主建设,发展和运行的系统,所有的关键部件都是百分之百的国产。

2.多种应急手段,以及领先的快舟火箭技术

北斗系统拥有多颗备用卫星,即使一颗被攻击也不影响使用,而且我们国家的快舟火箭技术一直处于国际领先地位,一旦出现故障,24小时之内也可以重新发射卫星,全面修复。

就算是是击落北斗卫星,我们国家也完全有能力快速地补上,无法真正地摧毁北斗导航系统。

3.强大的军事实力

美国为什么不敢直接击落北斗卫星?

就现在,我们所知道的武器当中,就有长剑-10和歼20可以不依靠卫星导航系统而正常运转。

长剑-10采用了复合式制导模式,惯性制导和卫星制导相结合,在缺少卫星导航的情况下,依然可以保持打击目标准度在10以内,丝毫不影响其精准打击效果。

在歼-20上,我国采用了配有交互网络的数据链,战机可以轻而易举进行自行导航,对于陆地装备而言,05式加榴炮可以发射GP1系列激光制导炮弹,配备有简易控制自动修复的03远火,可以自动修正火箭弹轨道,从而保证精度。

也就是说即使没有导航系统,我们国家依旧拥有强大的军事实力。强大的军事实力带给我们的不是骄傲,而是底气,根本不惧怕美国。

美国一旦这样做,就相当于开战,而且美国有反卫星武器,我们也有,一样可以击落美国GPS的导航卫星。

最后想说:

北斗系统的成功,不仅提高了我国的国际实力,带动了军事的发展,更带给我们更多的底气,在今天的国际地位上我们能够有更多的话语权。不再是任人欺凌的对象。

北斗升空,闪耀全球。最后为科研人员点赞,你们辛苦了!

我国北斗系统有多厉害?为何美国拿它没辙?

很多人都知道,华为让5G信号封盖了珠峰峰顶,并与英国确认了5G部署进度按计划进行,但依然有不少国家受到美国影响暂停和华为继续合作。早在2020年7月31号上午,完全由我国自行研制的全球卫星导航系统,也就是大家说的“北斗系统”就已经正式开通。

与华为5G在国外多个国家被打压不同,即便是多次在科技领域对我们重拳出击的美国,其实也拿我们的北斗没辙。到目前为止,全世界共有4个得到联合国卫星导航委员会认可的供应商,除了我国的北斗系统,另外两个就是大家熟知的美国GPS,以及可能很少有人在意过的欧盟GALILEO和俄罗斯GLONASS。

北斗卫星导航系统有多厉害?需不需要付费使用?

首先,华为5G技术的确很厉害,但依然和北斗卫星导航系统不具有可比性,北斗系统不仅涉及到诸多社会服务领域,同时还关乎国家安全。其次,有不少人都疑惑为什么下载不少北斗系统名称的app时在提示付费,虽然钱不多却引发了争议。

实际上,北斗卫星导航系统并不是什么APP,你能不能让北斗系统为你服务,只取决于你的手机芯片上是否兼容了这个导航的功能,我国目前在售的智能手机一半以上都兼容了北斗导航,只不过之前苹果手机的所有机型芯片都没有兼容北斗。

简单点说,只要你手上的手机没有兼容北斗的功能,即便付费下载了什么APP,实际上运用的也不是北斗导航。实际上,在北斗三号最后一颗卫星成功发射以前,并没有很多人关注北斗导航,只不过最开始也和其他导航系统一样主要拿来军用,这大概也是为什么很多人会被同名APP忽悠到,“东风快递”远在大众皆可运用前就能准确到达它的每一个目的地。

当然,我们花了20年时间打造的北斗系统,不仅能为国家安全和经济发展助力,同时还会为全世界人民提供服务,正应了那句“中国的北斗,世界的北斗”。只要是在地球上生活的人们,也不管你生活在哪个地方,我们的北斗卫星系统都可以为其提供定位和导航服务,同时还会在其他与大家生活密切相关的领域发会重要用途,比如救灾减灾、水文监测、应急搜救和气象预报等。

为何与5G技术不同,强大的美国也拿北斗系统没辙?
截至目前,全世界已有137个国家都和我国的北斗系统签署了合作协议,全球组网成功会让北斗系统在国际上的运用空间也会在未来得到更大扩展。为什么这一次美国没能阻碍我国的北斗系统部署大局?对于那些无力自行研发导航系统的国家来说,多一个导航系统相当于是多一个选择,不用完全依赖于谁,他们有什么理由不给自己留后路?

这么多国家都愿意接受北斗系统,不管美国是否乐见其成都很难左右他人的选择。而我国的北斗卫星系统就是自主建设独立运行的卫星导航系统,我们没有依赖美国的卡脖子的技术,既然他们没有提供帮助,北斗又成功建成了,这意味着我们不仅不再依赖GPS,还进一步巩固了国家安全建设。
而且,我们的北斗系统也本着开放和兼容的原则,其他卫星导航系统也可以和我们兼容和互操作,目的就是为了更好地为广大用户提供优质服务。实际上,我们的北斗系统有更多高轨卫星,拥有更强的抗遮挡能力,这个优势在那些低纬度地区会表现得更为突出,这不仅仅是为了满足我们自身的社会经济和国家安全发展,也是为给其他国家的人们提供更卫星可靠的拂去,国际合作越深入智慧将卫星导航系统的应用效益发挥到最大。

北斗系统的构建难度很大,正如它如今的功能同样十分强大!
虽然北斗系统的主要构成就三个部分,分别是用户段、地面段和空间段。但是,仅仅是其中的空间段,便涉及到中圆地球轨道卫星、地球静止轨道卫星,以及倾斜地球同步轨道卫星这三个卫星类型。地面段这个部分又不仅仅涵盖星间链路运行管理设施,同时还涉及到监测站、主控站和注入站(时间同步)等诸多地面站,而用户段有涵盖了诸多基础产品,比如一开始说到的芯片是否兼容北斗系统。

北斗的建设历程耗时数十年,实际上,北斗系统“三步走”发展战略早在20世纪80年代的时候就规划好了,分别是北斗一号系统(1994年启动,2000年和2003年共计发射5颗地球静止轨道卫星)、北斗二号系统(2004年启动,2012年共计完成14颗卫星发射组网部署)和北斗三号系统(2009年启动,2018年和2020年先后共计发射49颗卫星组网)。

2分钟告诉你中国北斗有多牛!虽然,美国的卫星已覆盖全球,但中国还要耗时26年,投入超120亿美元,送55颗人造卫星进太空,独立研发国产北斗,这就是我们要在科学领域站稳脚跟的依据。

在地球上,有一个全球导航卫星系统俱乐部,其中有四大会员:分别是美国GPS、欧洲伽利略、俄罗斯格洛纳斯、中国北斗。对于美国的GPS,想必大家都不陌生。然而,全球免费开放的GPS对普罗大众来说是好事,对他国军事来说却不一定是好事。

全球定位系统简称GPS,它能在全球任何地方都可以提供相当准确的地理位置,随着这一技术在人类生产生活中的广泛应用,吸引了众多用户,随着物流行业的快速发展,GPS的作用更加突出,在一定程度上可以说,人类生活已经离不开GPS。今天,我们就来深入探究一下我国北斗系统有多厉害?为何美国拿它没辙?

为什么已经有美国的GPS,我国还要研发北斗系统

众所周知,美国是发达国家,他们喜欢一切未知的东西,上世纪70年代,美国开始研制GPS,经过20多年的潜心研究,一共耗费200亿美元,1994年竣工。

美国研发GPS的目的是什么?

实际上,GPS最初研发的目的更倾向于军事用途,主要是为了进行情报收集、核爆破检测等等作用,。

GPS自研发之初发展到目前,经过20多年的发展,这项技术已经越发成熟。它包括有27颗卫星,其中有3颗备用,这些卫星均匀分布在6个轨道上,每颗卫星都能连续发射一定频率的特定信号,只要地面有信号接收器,处于地球上任何一个位置,都能够接收到由卫星发出的特定信号。

这就相当于美国控制了全球的“信息”,只要他们切断了GPS,就不能再继续使用,仿佛失去了重心。

我国必须要有自己的北斗系统,这任务刻不容缓!

我国为何要研发自己的北斗系统

2020年7月31日的上午,由中国自主研发、耗时26年、投入超120亿美元、先后发射59颗卫星、基站建设2700多个的北斗三号全球卫星导航系统(BDS)正式开通。

这标志着我们终于有自己的卫星导航系统了,同时,也向世界宣告了中国从此摆脱了因没有自己的卫星导航而带来的屈辱,成功扳回一局。

1993年的7月7日,中国一艘名为“银河号”的载货轮船从天津新港启航。身为中国人永远不能忘记这一天,因为“银河号”在外受尽屈辱。

在“银河号”按着既定航线航行了16天之后,中国外交部突然收到了美国大使馆的紧急照会,他们横插一脚,宣称“银河号”上载有制造化学武器的前体化学品,想要阻止“银河号”返回中国,并强势要求中国的“银河号”停止航行,还提出了无理的要求,1.登船检查货物;2.停留在某个地点等候美国发落,如果不按照他们的指令,就会依法制裁中国。

这分明就是挑衅!面对美国大使馆的“威胁”,中国外交部拒绝答应。

美国当即切断了GPS的信号,这艘“银河号”变成一只没有头的苍蝇,当然,没有了方向就找不到回家的路,只能在海上漂泊,由于船上的食物不够,只能通过钓鱼的方式来填饱肚子,但长期下来缺少了正常摄入淡水和蔬菜,船员们陆续患上了坏血病,身上的皮肤也开始溃烂,其他人坚持不了多久。

无奈之下,中国只能委曲求全点头答应了美国要登船检查货物的无理要求。

这次“银河号”事件,更加坚定了国人要自强的心,也让中国意识到了全球卫星导航系统的重要,所以,无论花多少钱,都要建立自己的全球卫星导航系统。一年之后,中国下定决心要自己研发一套导航系统。

我国北斗系统的厉害之处

虽然,中国的北斗系统起步比GPS晚了20多年,但只要开始就一切就不晚。

一直以来,美国的GPS形成独霸“天下”的格局。不过,世界各航天大国就意识到,只有发展自主的卫星导航系统,才能使国家更强大,不受他国牵制。
实际上,在上世纪70年代,中国人已经有超前的意识想要利用卫星进行地面定位服务,但受制种种原因,这项“灯塔”的研究计划被搁置了。

1983年,我国科学家陈芳允和一位美国科学家同时提出利用地球同步卫星进行导航定位的设想。此后,美国和俄罗斯分别开发了GPS和格洛纳斯卫星导航系统。

虽然想法很胆大,但实际开发过程中却困难重重。

直到2000年10月31日,我国自行研制的第一颗北斗导航试验卫星被成功送入太空。短短两个月的时间,中国航天科技集团公司成功将第二颗北斗导航试验卫星送入空间轨道。
2003年5月25日,又一颗卫星升空,这标志着中国已经自主建立了完善的卫星导航系统,以及北斗导航试验系统工作的完成。至此,我国成为世界上第三个拥有自主卫星导航定位系统的国家。

真正的厉害之处在于中国北斗卫星始终秉持“中国的北斗,全球的北斗”这一理念。持续与其他卫星导航系统进行协调合作,为全球用户提供优质服务,相比于美国动辄挥舞制裁大棒,逼迫其他国家,中国用实际行动向美国传达出身为一个大国应该履行的一些责任和义务。

美国到底在害怕什么

中国没有北斗导航的时代,依靠美国的导航,一旦美国关闭了定位系统,中国的武器就相当于失去了眼睛,中国在历史上吃过两次亏。

随着北斗卫星导航系统的全球组网,标志着中国航天迈入了世界顶级强国的行列,我国多年的研发心血没有白费。北斗的成功,让中国在一带一路的规划更具领导能力,也为国家提供有力保障。

无论从经济、民生方面,北斗系统的成功都带来了好处,北斗系统不仅展现中国实力也提升中华民族自信,打破国外封锁壁垒。

如今,世界人民不再指望美国的GPS,而是有了第二种选择,人们还有可以使用北斗导航的出现,更打破了美国全球垄断地位,中国为世界人民作出了贡献。

总结

我的观点:

说到底,人类终究是一家人,是一个命运共同体。美国是时候放弃早已过时的腐朽的霸权主义了,只有团结才能解决一切问题,而不是互相对抗。

普天之下,北斗照耀。

我国的北斗系统厉害吗?

我可以负责任地告诉你,北斗系统的研发难度系数比登陆火星的难度系数都要高好几倍。

从2000年10月31日发射第一颗北斗试验卫星开始,到今年7月份发射最后一颗卫星入轨完成北斗系统的组网,我国用了将近20年的时间。

我国的北斗系统到底有多厉害呢?

我国北斗系统直接卫星定位精度可达到1厘米,经过干涉法可以把精度提高到2.5毫米,而美国的GPS系统经过多次升级后精度是30厘米。

你可以查阅一下去年福建厦门后溪长途汽车站的改建案例,由于后溪长途汽车站需要水平旋转90度,如果用人工进行测量的话,地面的坡度起伏和测量工具的热胀冷缩都会造成误差很大。

于是,就使用了北斗系统的精确定位功能,将汽车站水平的旋转了90度,成功实现了改建。

改建完成的工程报告中提到了北斗系统测量的精度:直接卫星定位精度1厘米,经过干涉法提高精度到2.5毫米。

虽然说美国的GPS全球定位系统30厘米的精度就已经够厉害了,不过,我国的北斗系统精度更胜一筹。

那北斗系统直接定位精度一厘米是什么概念呢?

打个比方,比如从北京天安门前发射一个小型U盘,如果借助北斗系统的定位导航,可以让这个U盘准确无误地插入到2000公里外深圳大学图书馆的一台指定电脑上。

作为后起之秀的北斗系统出来后,美国是什么态度呢?

美国也只能是干瞪眼没辙,因为北斗系统的每一个软硬件都是我们自主研发的,没有借助过美国的任何专利,不然的话,美国能不卡我们?

就如我们的华为,硬件和基建再强,但无奈芯片还是受制与美国,发展就受到美国制约。

总结:在大国竞争的今天,自主技术太重要了,技术自主,知识产权自主,就不用受制于人,我国北斗系统的组网成功真的是太提气了。

中国在参与欧洲“伽利略卫星导航系统”时,美国的国防部长曾放话说:如果伽利略导航系统让美国感到威胁,美国有权将其摧毁。美国对欧洲盟友的卫星导航系统都想要摧毁,更是想方设法打压华为,中国的北斗它自然不想放任不管,可它为什么拿我国的北斗没辙呢?因为美国根本不敢动北斗!

中国为什么要建“北斗”?

海湾战争期间,美国要炸毁伊拉克的水库大坝,按照当时军事专家们的预计,美国需要至少出动三十架轰炸机、投放两百吨以上的炸弹,才能够完成炸毁大坝的任务。然而美国的操作让全世界为之一怔——美国在大坝百公里之外只发射了两枚“战斧”巡航导弹,就将大坝彻底炸毁,第二枚战斧导弹甚至钻进了第一枚弹道炸开的大坝洞口,实施了一次“外科手术式”的精准打击。

依靠GPS可进行“外科手术式”的精准打击的战斧巡航导弹

而让美国能够实施如此精准打击的,就是GPS在军事上的应用。而伊拉克的GPS信号在战争一开始,就被美国关闭了,所有高精尖的武器几乎全部失去了作用。

GPS一战成名,成为世界各国争相追捧的宠儿。

然而,1996年,我国在东海做军事演习的时候,GPS给我们狠狠地上了一课:演习过程中,我们发射了3枚导弹,第一枚导弹在GPS的引导下精准命中预定目标,可接下来的第二枚和第三枚导弹发射之后如泥牛入海无法追踪,最终这两枚导弹的落点大大偏离了预定目标的位置。

这是因为在演习中,用于给导弹制导的GPS信号突然中断,造成了后面两枚导弹失去了控制。这件事给我们敲响了警钟:像GPS这种用在精确制导武器上面的东西,核心掌握在美国人手里,一旦哪天发生重大危机,我们就等于失去了眼睛,所有应用GPS的武器全部等于一堆废铁,甚至会变成敌人的武器——国家安全岂能依赖美国人的GPS?

因此,在国家安全层面,我们必须拥有自己的卫星定位系统,这就促成了“北斗”的诞生。

“北斗”诞生的同时,也为我们的“朋友”和美国的“敌人”带去了希望——他们也不希望自己的国家过于依赖美国的GPS,尤其是军事方面。如此一来,我方的阵营就变得强大和稳固起来,这对国家安全来说,也是至关重要的。

除了用在军事上,保障国家安全之外,北斗在民用上的应用也非常的广泛。例如,我们的导航、天气预报、救援、运输等领域,都需要用到卫星定位系统,GPS每年从民用商业方面赚取了巨大的利润,北斗的诞生将会与GPS争夺卫星定位系统的商用“蛋糕”,不仅可以促进我国信息化的建设,还能够服务于社会生产,创造更多的社会价值和财富。

“北斗”究竟有多厉害?

“北斗”是“东风使命必达”的可靠保障!

作为我国自主研发的卫星定位系统,“北斗”可以说是后发先至。“北斗”系统厉害的地方有很多,我给大家说4条非常厉害的地方:

第一,采用三种运行轨道,可实现厘米级定位。

“北斗”系统是唯一采用三种轨道搭配的卫星系统,它可以保持亚太地区至少12颗卫星可见,这使得“北斗”系统在亚太地区的定位非常的精准,在有地面增强基站配合的情况下,北斗可以实现厘米级的定位!

而GPS的定位精度是比较粗糙的,在上世纪90年代的时候,定位精度大约只有60米左右,而如今,经过技术的迭代更新,定位精度也在“米”级。

在定位精度方面,北斗完胜。

第二,采用三种工作频率,抗干扰能力强。

影响卫星定位系统精度的最大因素,是电离层——它会影响电磁波的传播,干扰卫星信号的传输。想要消除电离层对卫星定位系统的干扰,就必须至少采用双频信号以消除干扰,北斗的三频信号则可以构建更复杂的修正模型,更高效地消除电离层的干扰,显著提升定位的精度。

GPS原本使用的就是双频信号,因为对定位精度要求的提升,它现在也扩展成了三频信号。由于北斗一开始设计的时候就采用了三频信号,在以后的发展中,北斗将更具优势。

话说回来,大家知道GPS信号有多么容易被干扰吗?曾有人只用了一个功率为几瓦的干容器,用气球吊起来之后,几百平方公里内使用GSP的设备就几乎全部瘫痪了。

第三,独特的短报文系统。

这是迄今为止,北斗系统区别于GPS等卫星定位系统最为独特的优势——北斗可以通过卫星,实现天地间的双向通信,而其他卫星定位系统都只能单向接收。

这有什么用呢?用处大了去了。例如,在偏远的深山老林,那里是没有任何通信信号覆盖的,在紧急情况下,北斗可以调用高轨道的卫星,及时将信号覆盖至无信号的深山老林,并与地面产生互动。无论是用于救援还是军事行动,这个短报文系统都有着极为重大的意义。

第四,服务用户数量多。

如果是需要天地通信的短报文系统,用户数量的上限取决于整个卫星系统的容量,目前来说还不确定,但因为需要用到这个系统的用户是非常少的,对于绝大多数的用户而言,只需要知道两个信息就可以了:时间、地点。

因为北斗系统采用的是无源定位系统,所有的导航卫星都一直在告诉你:你在什么地方,现在是几点。北斗一直在对外发送这些信号,而你只需要用手机等接收装备对信号进行解算就可以了——这都是自动化的。因此对于只有定位需求的用户来说,北斗系统并没有因为给你提供定位服务而产生额外的能量消耗。

因此,在理论上,北斗可以服务数量无上限的用户。

美国为什么拿“北斗”没辙呢?

因为美国不敢!

我国在建设北斗系统的时候,其实美国是根本瞧不上的,他们认为中国自主设计制造出堪比GPS那样先进的卫星定位系统是不可能的,因此在北斗建设的初期,美国根本没有把它放在眼里,也就没在打压北斗上太过用心。

可在北斗一步步地发展起来的时候,美国发现不对劲了——中国的北斗定位越来越精准,甚至有超越GPS的趋势,他们终于重视起来,想动手打压了。

然而中国只做了一次试验,就让美国打压北斗再也无计可施了。

2007年,中国发射了一枚机动陆基导弹SC-19,将一颗已经废弃的卫星成功击毁。当时很多人都没有看懂这个操作有什么意义,但美国人看懂——如果美国敢动北斗,那么中国完全有实力将美国的卫星一网打尽、全部摧毁——大不了大家都当瞎子,这个局面美国是绝不愿意看到的。

因为我们拥有了反制的实力,所以美国在这方面拿北斗根本就是束手无策。

结语:

美国虽然在北斗卫星定位系统上拿我们没办法,但在其他科技领域,只要它感受到了威胁,那是不遗余力地进行打压——芯片制造的光刻机、华为的5G、先机的发动机等等。美国惧怕中国的崛起,我们想要不受制于人,就必须掌握自己的核心科技,以反制美国的欺压。

北斗的成功,给了我们这样的信心和底气——现在的美国不敢动北斗,以后的美国也会渐渐对我们其他科技力量都不敢轻举妄动!

北斗导航系统的战略意义在某种程度上不亚于原子弹,它让我们的高精尖武器装备“长了眼睛”,真正的“指哪打哪”

北斗导航系统是我国自主研发的新一代导航技术,我们掌握了核心技术、核心元件,就连美国也拿它没辙。

但是,很多不明就里的小伙伴,至今仍怀疑北斗。甚至出现这样的言论:“我想问问北斗,为什么大家还在用GPS,自己好好想想吧,你发出一万颗卫星只能提升国防不能途胜民生有何用?”

今天,我们就一起扒一扒中国的北斗导航系统!

为什么我们要研发北斗,你不知道没有北斗,我们有多憋屈。

2021年3月18日,在中美战略对话中,中国外交官杨洁篪的一番言论绝对是霸气侧漏!“美国没有资格居高临下同中国说话,中国人不吃这一套!”这让中国大涨志气,也让美国一脸懵逼!

这一经典成为了大家饭后的谈资!每每谈起脸上总是洋溢着骄傲!但是在20多年前,我们有多憋屈你知道吗?

1993年,银河号事件:

1993年7月2日,美国突然提出一项无理额要求:命令中国银河号邮轮停航,接受美方检查!理由是,中央情报局怀疑银河号上载有违禁品。但是,人证、物证、书面证据都没有!

我方断然拒绝这一无理要求。但是美方直接关闭了银河号的GPS信号,银河号失去了目标航线,不敢贸然航行,只能在海上漂泊,这一漂就是一个月,船员们断水断粮,差点饿死。

为了保证船员们的安全,我方只能同意美方登船检查,美方登船后把所有货柜全部打开(包括第三方国家的货柜),然而船上根本就没有他们所说的违禁品。事后,美方连一句道歉都没有,大摇大摆地走了!

1996年,军事演习:

1996年海峡军事演习,我军仅有的一艘现代化舰队指挥中心052型导弹驱逐舰,突然出现系统故障:“GPS定位显示我军正在中国内陆航行”,中国舰队迷航了!于是专家组紧急调查原因,最终问题出现在GPS上,美国对GPS做了手脚。

同样是这一年,我军在东海进行导弹试射演习,第一枚精准无误,第二枚、第三枚直接失踪了。如果出现误伤,那事情就麻烦了。最终查明原因,是GPS信号中断引起的。

2003年,伽利略计划:

2002年3月,欧洲开始打造“伽利略”卫星导航系统,但是欧盟各国各怀鬼胎,不想出钱只想享用。为了解决资金问题,欧盟邀请中国加入伽利略计划。

2003年,中国出资2.7亿美元参与伽利略计划,韩国、日本、阿根廷、澳大利亚等也纷纷加入该计划。然而,伽利略导航在核心技术方面始终把中国排除在外,重大决策也不让中国参加,中国出了2.7亿美元,而待遇还不如不出钱的日本、韩国。

2005年我方提出让欧洲提供“原子钟”核心技术,没想到的是欧洲人立马翻脸了,居然将中国踢出了伽利略计划,让我国感到了莫大的震怒,2007年,我国愤而退出伽利略计划。

这三次事件,把中国坑惨了,也让我们颜面尽失。我国下定决心打造自主独立的卫星导航系统—北斗导航系统。

北斗导航系统是如何建立起来的

在全球卫星导航发展史中,美国GPS扮演着领路人的角色,其天马行空的构想、8年的论证研发、数十年的使用效果都给他国提供了参考。

但随着GPS技术的成熟、覆盖范围的广泛,各国纷纷开始采用美国的GPS定位导航。但同时也开始出现各种各样的问题,信号中断(往往在关键时刻)、安全问题(把国家的网络命脉交给了他人)。在这种情况下,北斗导航孕育而生。

其实,早在20世纪70年代中国就有建设导航系统的设想,但是当时资金太过匮乏,这项计划一直被搁置,直到90年代才开始启动。

中国的北斗导航系统分为三步:

第一步,2000年建成北斗一号系统,向中国提供服务,同时积累技术经验、培养专项人才,研制一些地面应用基础设施设备;

第二步,2012年,建成覆盖亚太区域的北斗卫星导航系统,具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时及短报文通信服务能力;

第三步,2020年左右,建成由5颗静止轨道和30颗非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统,具备全球无源服务能力。

2020年6月23日上午,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星,暨北斗三号最后一颗全球组网卫星,至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。

目前这三步已经全部完成,最后一颗卫星也于2020年6月完成部署,北斗导航系统已经开始为全世界提供服务。

我国的北斗系统有多厉害呢?

印巴冲突,让世界看到了中国北斗

印度和巴基斯坦发生冲突,这两个国家都在亚洲,都使用GPS导航,不同的是巴基斯坦还使用了中国的北斗导航系统。

2019年爆发印巴冲突,在关键时刻,美国中断了印巴区域GPS服务,失去眼睛的印度武器瞬间变成了瞎子,军队实力直线下降,而巴基斯坦依靠中国的北斗在三个小时内击退了印度军队。

这次事件,让世界看到了中国的北斗,巴基斯坦也开始放弃GPS,投入北斗的怀抱。

南极考察队证实北斗导航信号质量和GPS相当

2011年,中国南极科考队从北京出发去南极,一路上采集北斗和GPS的相关数据。

科研人员对这些数据在定位精度、信噪比、可见卫星数量等多方面对比,发现北斗信号与GPS信号质量相当,具体为:

  • 45度以内的中低纬度地区,北斗动态定位精度与GPS相当,水平和高程方向分别可达10米和20米左右;
  • 北斗静态定位水平方向精度为米级,也与GPS相当,高程方向10米左右,较GPS略差;
  • 在中高纬度地区,由于北斗卫星数较少、卫星分布较差,定位精度较差或无法定位。

这仅仅是只有21颗卫星的北斗,如今北斗拥有55颗卫星,定位精度大大提升,在亚太地区信号质量和定位精度已经超过了GPS。

北斗导航开始服务全球,与GPS各有千秋

目前北斗导航全球服务可用性已达到99%以上,定位精度优于10米,测速精度优于0.2米/秒,授时精度优于20纳米,亚太地区性能更优。

总体来看北斗与GPS有以下几个区别:

  1. 覆盖范围:北斗导航和GPS都已经覆盖全球,北斗导航侧重亚太地区,GPS侧重美国及周边区域;
  2. 定位原理:北斗采用主动式双向测距导航原理,地面中心负责计算,GPS采用被动式单向测距导航原理,各具优点。
  3. 定位精度:北斗导航已经达到了车道级的定位标准。美国GPS定位精准度民用精准度在10~20米左右,美国军方的精准度在0.1米以内,此外,在亚太地区,北斗定位更具优势,因为北斗导航在亚太地区额外增加了5颗卫星。
  4. 时效性:北斗一号将定位数据发到地面中心,地面中心算出数据再发到用户,而GPS直接由用户算出数据,因此时效性上GPS更具优势;
  5. 北斗导航具有定位和通讯的双重作用,短文发送功能是GPS不具备的。

未来的北斗完全具备与GPS一较高低的能力,这就是北斗最大的厉害之处。

为何美国拿北斗没辙呢?因为掌握核心技术

为什么美国拿北斗导航系统没辙呢?因为核心设备都是我们自己研发的。

北斗卫星系统核心器部件国产化率达到了100%,目前星间链路、高精度原子钟等160余项关键核心技术已经全部国产化,北斗系统28nm工艺芯片已经量产,22nm工艺芯片即将量产。大部分智能手机(除了苹果外)均支持北斗功能。

北斗卫星导航定位系统总设计师杨长风曾经说:新上的关键的核心器部件,全是我们自己做的,所以说自主可控、独立运行,是我们北斗系统最大的一个特点。

在北斗研发过程中,让研发人员夜不能寐的一件事就是芯片和原子钟,这些核心部件一直被国外卡脖子。

原子钟:

我们平时所使用的的钟表,精度每年都会有1分钟的误差,尽管日常生活不会有影响,却无法用在生产、科研上。这就需要一个更为精密的计时设备—原子钟。

原子钟是一个极其精密的计时元件,是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的,这种电磁波非常稳定,因此原子钟的精度可以达到每100万年才误差1秒,为天文、航海、宇宙航行提供了强有力的保障。

20世纪50年代末,中国开始研究原子频标,1963年秋,在王义遒教授的主持下,北京大学与电子工业部第十七所合作,开始研制铯原子钟,并于1965年完成三台样机。这就是我国的第一台原子钟。

之后,王义遒教授还主持研制了我国第一批批量生产的“铷原子钟”。

2012年,北斗导航总设计师杨长风带领全国的导航领域的专家、研发人员,组建了三支队伍、同时进行攻关,用了两年多的时间,最终将星载原子钟研制成功。为原子钟提供时间基准的水平已经跃居世界领先。

北斗系统芯片:

北斗导航在第一代、第二代时,依然无法摆脱美国的芯片技术,随着国内研发力度的加大,到了第三代,北斗系统已经全面更换成国产芯片了。

例如:抗干扰天线的核心元件基带芯片,创造了“当年立项、当年完成”的芯片研发传奇,顺利地实现北斗抗干扰天线核心器件国产化。

基带是负责信号的接收、数字化处理、干扰抑制处理等工作,并有效地过滤、屏蔽绝大部分干扰信号,创造一个相对干净的导航信号传输环境,有效保证用户设备的工作稳定性。

该项目由国防科技大学完成,国防科大孙广富教授带领团队日夜攻坚、坚持稳健设计、有效解决了批产一致性、复杂环境适应性等技术难题,成功的研发出国产基带芯片。

中国航天科技集团772所自2003年起开始自主研发北斗系统芯片,成功研发了宇航级国产CPU芯片,达到了国际先进水平,在某些抗辐射指标上,比国外的一些产品更有优势。

此外,772所还为北斗系统提供了近40款自主研发生产的产品,在上面级控制板上的15种电路中,772所提供了12种,并且都是自主研发。

定位方法:

北斗导航采用伪距的方法进行定位,需要同时接收至少4颗卫星的信号。因此北斗导航系统部署了55颗卫星,确保任何时候都能够接收到4颗卫星发射的信号。

为了解决时钟误差、大气层干扰等,采用了差分定位技术,在地面建立基准站,利用已知的基准站精确坐标,与观测值进行比较,从而得出一修正数,并对外发布。接收机收到该修正数后,与自身的观测值进行比较,消去大部分误差,得到一个比较准确的位置。这种方法可以把定位精度提高到米级。

目前北斗导航全球服务可用性已达到99%以上,定位精度优于10米,测速精度优于0.2米/秒,授时精度优于20纳米,亚太地区性能更优。

总之,北斗导航的原子钟、基带芯片、RF射频芯片及微处理器芯片,就都已经实现了国产化,并采用不同于GPS的独特定位方法,这就是美国拿北斗系统没辙的主要原因。

北斗对中国意义重大

北斗导航可以不间断、高精度、全方位、安全地为我国的军事、航空、航海、救援、民用等方面提供服务。

安全是最关键的元素,人民生命财产、国家领土完整,都需要人民军队保驾护航。而北斗就是人民军队的眼睛,有了一双千里眼才能够看得更清楚、更准确,也才能保证自己的信息不会泄露。

如果使用GPS,试想一下,背后有一双眼睛一直在看着我们军队的部署,行进路线,行进速度,顿时感觉后背发凉啊!

北斗导航在具体应用上,主要体现在以下几点:

  • 军事:提供高精度、全方位的定位、准确定位武器装备,移动目标,可以通过北斗系统调配军事力量,巡航导弹,战斗机,坦克,地面部队,等在导航的配合下战斗力会成倍的上升;
  • 航海、航空:有了北斗导航的全方位、全天候、高精度的定位服务,可以准确地知道船只,飞机的准确位置,给飞行中的飞机,航行的船只提供导航服务;
  • 救援:在荒漠、戈壁、森林、手机没有信号,无法呼救,只有通过导航系统,北斗导航有一个短信功能,可以通过文字描述,让救援人员更好的了解到周围的环境、人员的现状,更加准确快速的实施救援;
  • 民用:民用车辆、手机、地面建筑、交通等的定位导航,人们的出行更加方便,民用更是一个巨大的服务领域,大大的增加了北斗导航的产业产值,同时提供了大量的相关产业的就业岗位。

北斗意义重大,不仅在当下,更在未来,可以说是真正的功在当代,利在千秋。

问答总结

北斗导航系统由55颗卫星组成,(空间段35颗、地球轨道27颗、斜同步3颗)美国GPS由24颗卫星组成。可以说在定位精度上北斗有望超越GPS。

北斗系统核心元器件国产化率达到了100%,星间链路、高精度原子钟等160余项关键核心技术已经全部国产化,北斗系统22nm、28nm芯片均由国内企业代工。

北斗系统独立自主,且未来不可限量,就连美国也只能看着它一步一步地强大。

我是科技铭程,以上是我的回答,希望可以帮到您,如有不妥之处,敬请批评指正!

就连美军都在用北斗,你说它有多厉害?

北斗卫星中有超过500个核心组件,全部都实现了100%中国制造,可以说在卫星导航方面,我们再也不用看别人脸色了!

北斗卫星导航系统模型

北斗系统的发展历史

我国建设卫星导航系统的最初构想,最早是1980年代开始的。但由于当时的技术水平有限,所以一直都没有什么进展。

1996年台海导弹危机期间,我军受到了美国GPS拒绝服务的打击,发射出去的导弹都变成了瞎子。这次事件迫使国产卫星导航项目正式提上了日程。我国的北斗卫星导航系统(简称BDS),应该说是一个忍辱负重之后奋发图强的典型,说不厉害是不可能的。

2000年,第一颗卫星北斗-1A星成功发射。到了2003年5月,第三颗北斗-1C星(备用星)顺利入轨之后,我国北斗1号卫星导航系统正式组建完成。但此时,北斗还只是个实验项目,只是为了验证技术,所以它的正式名字叫做“北斗卫星导航实验系统”,也叫做“双星定位系统”。

2003年9月,考虑到技术上的不确定性,完全自主发展卫星导航周期会比较长,作为备选项,我国正式加入了欧洲的“伽利略”项目。因为这是一个比美国的GPS更先进,而且更独立的导航系统。当然,正常情况下他们是不会让我们加入的,允许我们参与不过是看在了钱的份上——在之后的几年里,我国累计投入了高达23.4亿元的资金

到2006年,随着伽利略项目成员的增多,内部矛盾凸显,资金严重短缺的情况再次出现。与此同时,我国的技术攻关也有了较大进展,于是也就渐渐对伽利略失去了兴趣。

2007年,我国开始了北斗2号系统的建设,并于当年4月发射了北斗2号的首颗实验卫星。

2008年开始,北斗系统在基本实现军用需求的情况下,开始逐步向民用开放,定位精度为10米。

到了2012年,北斗2号组网完毕,定位服务覆盖了中国及亚太区域。

2020年6月23日,随着最后一颗卫星发射入轨,北斗3号正式完成了全球覆盖,在轨卫星共计35颗。

目前,我国所有客车、重卡和渔船都已经安装了北斗终端。根据最新数据,截至2017年,民用北斗装机数量超过2200万辆汽车和50000艘各类船只,成为了全球第二大卫星导航系统。

北斗系统与其它卫星导航系统的比较

目前全球正式运营的卫星导航系统有4个,包括我国的北斗、美国的GPS、欧洲的伽利略和俄罗斯的GLONASS。下面来我们看一下北斗究竟厉害在哪里。

GPS卫星

(1)建设时间

GPS是最早的卫星定位系统,于1973年由美国国防部启动建设,1993年投入使用,从1994年开始提供全球服务。

GLONASS是第二个覆盖全球的导航系统。前苏联于1976年开始建设,于1982年发射了第一颗卫星,1995年实现了全球覆盖。GLONASS已经经历了三代(GLONASS,GLONASS-M,GLONASS-K),但第三代尚未完成。

北斗从2000年开始,也是经历了三个阶段的建设,不过比俄罗斯的GLONASS更快一些,第三阶段已于2020年实现了全球覆盖。

北斗3个阶段的覆盖范围

最后一个建设的是伽利略。从2002年项目得到许可开始,到2016年才实现了初步运行能力。预计2021年将实现全面运行,2025年实现系统升级。

一般来说,建设时间越靠后,技术就会越先进,这种代差不是靠打补丁升级所能改变的。所以在这方面,北斗虽然不如伽利略,但相对其它2个系统,优势还是比较明显的。

(2)卫星数量

要实现全球定位,需要在任意时间、任意地点能够同时至少接收2颗卫星的信号,而要提供更高的精度和性能时,就需要5~8颗甚至更多的卫星来辅助。

GPS卫星轨道演示

各个系统的设计卫星数量分别为:

  • 伽利略:24颗
  • 北斗:35颗
  • GLONASS:23颗
  • GPS:31颗

需要说明的是,不是数量越多越好,而是在性能相同的前提下,卫星数量越少越好。数量多少主要取决于2个方面:一方面是卫星的轨道高度,轨道越高,绕行一圈的时间就越长,要达到同样定位精度所需的卫星就越多;另一方面,技术越先进,所需要的卫星就越少。

这其中,GLONASS因为轨道最低,所需的卫星自然就少,而伽利略的轨道最高,但也只需要24颗,这就体现出了它的先进性。

北斗轨道最为复杂

伽利略轨道只有3个,每个8颗卫星

所以,这方面综合来看,伽利略优势明显。北斗卫星最多,则是因为有备用星和更多的功能所致。

(3)定位精度

任何一个系统的实际定位精度取决于大气条件、信号阻塞、干扰和接收器质量等很多因素。就理论定位精度而言,公开数据如下:

  • 北斗:民用精度为1 m(加密军用精度1 cm)。
  • 伽利略:升级完成后,将达到与北斗同样的精度。
  • GLONASS:目前的精度为2.8 m,等南极、巴西和印尼的地面站建好之后,精度可提升到0.6m以上。
  • GPS:民用精度4.9m,但在DGPS与CPGPS结合使用的情况下,可以实现0.3m的绝对精度。

从数据看来,北斗系统与伽利略旗鼓相当,领先于美俄,但从成熟度上明显北斗更胜一筹。所以排序就是:北斗、伽利略、GPS、GLONASS

中国购买的Su-35出厂时,就已加装北斗系统

另外,在已建成的3000个地面站的支持下,北斗系统在一级站可实现分米级民用精度,二级站则可以达到厘米级。这都是实时定位下的精度,如果不要求实时的话,北斗民用精度更可高达惊人的毫米级,可广泛用于测量、监控等民用领域。

也正是北斗的灵活,其市场前景非常广大。据官方消息,北斗产品(包括“智能港口”及测量项目的服务)已销往全球120多个国家。到2020年底,北斗的总产值预计将达到4000亿元人民币,比2019年增长约16%。

北斗的特殊功能

北斗最特殊也是最强大的一个功能是“双向通信”。

它允许两台设备之间通过短报文(120个汉字以内的短信)的方式进行数据传输,这是全球首创的技术,也是与其它的3个导航系统最大的区别之一。

通过双向通信,接收器不但可以知道自己在哪儿,还能告诉别人自己在哪儿。这在无法进行常规通信的时候,显得尤其重要,比如在海上遇险、发生自然灾害等情况下是一种近乎完美的自救方式其中最典型,也是最被大家津津乐道的,就是2008年汶川地震的时候。在所有通信设施全部瘫痪的情况下,我们最可爱的子弟兵们,带着北斗导航终端深入震中,第一时间向外界传送了灾害信息,为救灾指挥提供了第一手的资料。可以说,即便尚未成熟的北斗,也依然发挥出了强大的作用。

北斗一号在汶川地震中的应用

通过北斗系统实现牧场远程监控

但是,这个先进、有效、全世界独一无二的功能,刚一发布就引起了外媒的酸葡萄心理。并进行了大肆渲染报道,声称这个看似先进的功能,其实是北斗最大的缺点。因为一方面它会挤占卫星通信带宽,造成数据延迟;而另一方面会造成数据/隐私泄漏,引发安全问题。

美国的这个手法实在是太常见了,他们不遗余力地通过抹黑中国技术,来继续维持其全球霸权。但是,北斗的优势已经遍布太空,岂是一群跳梁小丑可以扭转的?

这不,没过多久美国军方就出来打脸了!

2020年3月5日,美国空战司令部总司令詹姆斯·霍尔姆斯(James Holmes)在在华盛顿举行的会议上说,U-2侦察机的飞行员手表中装有北斗接收芯片,可以连接中国的定位系统

此话一出,所有媒体都闭嘴了。把信息安全看得比啥都重要的美国空军,也配备了北斗接收器,难道他们就不怕泄密吗?霍尔姆斯的这番话,恰恰说明北斗导航系统的安全性是有保证的。

U-2“龙夫人”侦察机


所以,在先进的北斗系统面前,不是美国拿它没辙,而是他们确实用得着。连美国军方都不不例外。

如果配上一句广告词,应该会很应景——“我是霍尔姆斯司令,北斗系统,美国军方也在用的全球卫星导航系统!

(此处应该有掌声)

在我看来,美国之所以拿北斗一点办法都没有,主要是基于以下原因:

首先,由于北斗研制是中国独立构建的闭环系统,且已全部组网成功,所有零部件都实现了国产化,是完全自主可控,美国根本无法卡脖子;

其次,由于中国具备对等的反卫星能力,所以无惧威胁,如果美国胆敢对中国北斗系统下黑手,中国完全有能力将美国GPS系统彻底摧毁。正是在反卫星导弹的掩护下,中国北斗二号、三号推进十分顺利,每年送上太空的卫星一个接一个,到二零二零年六月提前半年完成了全球布网目标。在中国拥有多种反卫星武器后,我们彻底钳制了美国的太空威慑力,打破了美国垄断地位,实现中国北斗卫星顺利组网,为全球用户提供物美价廉服务,实力反制是中国与美国博弈的最大资本。事实上,从一开始,不是美国不想阻止北斗,也不是美国不能阻止,而是中国的反制能力让美国政府变得清醒,他们不敢轻举妄动而已……;

其三,最重要的那就是由于中国在五G方面的优势非常明显,将加速其与五G深度融合,这也让北斗生态圈非常强大,应用领域更加丰富。从上世纪80年代起,我国就开始探索卫星导航系统发展道路,像中国载人航天工程分“三步走”战略一样,北斗也是如此,计划2000年底建成北斗一号系统,向中国地区服务,到2012年底建成北斗二号,服务亚太地区,随着2020年7月29日,北斗三号系统第55颗卫星成功完成在轨测试,意味着我国的北斗卫星导航系统完成全球组网,将向全球用户提供比GPS 更精准便捷的服务。同时,也助推了5G技术快速发展……;

其四、由于我国北斗卫星的安全性和可靠性是相当领先的,主要表现在三个方面,即:

一是军用的编码比较安全可靠,难以破解,尤其是近年我国应用上了量子保密通讯卫星技术,其安全保密性是目前其它国家可望而不可及的,所以想破解出来是不可能的;

二是北斗卫星抗干扰性能非常强,其的信号不会受到任何干扰。由于北斗体系建造初期,抗干扰性确实不强,但自国防科技大学王飞雪教授临危受命设计研发出一系列的抗干扰载荷后,就使得北斗信号接收率提高到了100%。而且,我国的这个抗干扰系统只需两颗卫星就能对指定地区完成定位服务,而美国GPS需要三颗,所以说我们的定位系统目前来说还是比较先进的。

三是我国的北斗系统还具有抗打击能力,就是可防止敌国动用军事力量击毁北斗。这在和平时期,我想没有哪个国家敢去冒这个险,但是若在战时,就很难说敌方不走这步棋了。不过,以美国目前的反卫星导弹是打不到北斗的,因为北斗卫星的运行高度很高,距离地面达2万多公里,以现在的技术还很难做到。仅管如此,据说我国专家还是很早就考虑到了这个问题,所以早早地预备了备份卫星与正常卫星一起运转,用以确保万一真的有被击毁了一颗卫星时,会立马自动启动备份卫星,从而保证北斗系统正常运行,不致影响北斗导航的准确性。

总之,北斗不仅在军事上的战略意义大于经济意义。而且,在民用上,北斗现在已发射的卫星多达50多颗,比美国还多,也就是说,北斗导航要比GPS更加准确。随着北斗三号正式组网成功,我国不仅彻底摆脱了美国GPS的依赖,而且未来将会向更多的国家和地区提供全球定位导航服务,届时中国的影响力将会进一步扩大。所以,正是由于上述原因,才使美国暂时拿中国的北斗毫无办法。

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