2020年7月31日，是一個中國人民值得銘記的大日子。無論您是在電視機前，還是在使用手機，相信都已經接收到各種途徑傳來的重大捷報：北斗正式開通！在北斗三號全球衛(wèi)星導航系統建成暨開通儀上，習近平宣布：“北斗三號全球衛(wèi)星導航系統正式開通！”

全球四大衛(wèi)星導航系統之一

北斗衛(wèi)星導航系統取名自天上的北斗七星，北斗七星在古時也是人們用作定方向、定季節(jié)、定時辰的標尺。所以把我們的衛(wèi)星導航系統取名北斗，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80年代提出設想，到1994年北斗一號建設正式啟動，經過30多年的實踐探索，走過了北斗系統建設“三步走”的發(fā)展歷程：2000年年底，建成北斗一號系統，向中國提供服務；2012年年底，建成北斗二號系統，向亞太地區(qū)提供服務；2020年，建成北斗三號系統，向全球提供服務。

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

為什么要建北斗？

隨著時代的發(fā)展，人們的生活變得越來越富裕，現在的人們不再局限于小小的交友圈，也不再外出認識世界，在我們的現代生活方式中，衛(wèi)星導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)星導航分離，除民用領域外，衛(wèi)星導航在軍事領域也起著舉足輕重的作用，飛機、戰(zhàn)斗機和導彈離不開衛(wèi)星導航。

美國GPS是全球導航界老大，起步最早，自20世紀70年代開始建造。有人會問有了GPS，為什么我們國家還要建北斗？

美國GPS系統于1994年建成，全系統在1995年投入運行。為了保護自身利益，美國在研制GPS系統時使用了兩套不同的標準向用戶提供定位服務，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，主要供美國軍方及其同盟國使用，目前已經可以達到1米以內。另一種民用方式向全球開放，最初精度為100米，目前精度可達到5米以內。

對于全世界應用最廣泛的美國GPS導航系統來說，曾有一段時間，美國在自己的導航系統上添加了干擾性誤差。美國自己知道誤差數據、可以直接修正，但其他國家無法修改那時候GPS系統的精度在百米左右。后來全世界抗議，美國才取消了人為誤差，把精度恢復到10米左右。

美軍的GPS精碼只供美軍自己使用。和平時期，粗碼GPS無論哪個國家均可自由使用，但如果發(fā)生戰(zhàn)爭，美國就可能會根據戰(zhàn)爭對自己的國家利益影響程度來確定誰可以繼續(xù)使用。如果是美國的敵對國家，為了限制其使用GPS進行導航和精確打擊，美國可以人為減弱或關閉GPS或加大粗碼的誤差，而美國軍方自己在這一地區(qū)的使用卻不受任何影響。若美國在戰(zhàn)時突然將上空途徑的導航衛(wèi)星關閉，那么制導武器恐怕就只能依靠原始且精準度較低的慣性制導方式了。

比如93年的“銀河號事件”，美國無中生有地指控中國“銀河”號貨輪將制造化學武器的原料運往伊朗。當時，“銀河”號正在印度洋上正常航行，突然船停了下來。事后大家才知道，這是因為當時美國局部關閉了該船所在海區(qū)的GPS導航服務，使得船不知道該向哪個方向行駛?！般y河號事件”使我們清楚地意識到：衛(wèi)星導航，我們一定要自己搞出來！

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

北斗系統具有“三大特色”

據北斗衛(wèi)星導航系統官網信息，與其他衛(wèi)星導航系統相比，北斗系統具有“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)星導航系統相比高軌衛(wèi)星更多，抗遮擋能力強，尤其在低緯度地區(qū)性能優(yōu)勢更為明顯。

2、提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。

3、創(chuàng)新融合了導航與通信功能，具備基本導航、短報文通信、國際搜救、星基增強和精密單點定位等多種服務能力。

北斗系統是全球第一個提供三頻信號服務的衛(wèi)星導航系統。GPS使用的是雙頻信號，這是北斗的后發(fā)優(yōu)勢。使用雙頻信號可減弱電離層延遲的影響，使用三頻信號可以構建更復雜模型消除電離層延遲的高階誤差。正因如此，GPS系統也在擴展成三頻信號系統。

除了定位導航授時外，北斗系統提供的短報文通信服務，是其區(qū)別于美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略系統獨有的功能。

據北斗衛(wèi)星導航系統官網信息，汶川地震時，第一批從震中傳出的救災信息就是北斗系統短報文功能完成的。北斗短報文功能已在海洋漁業(yè)廣泛應用，在遠海區(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文向家里報平安，開展?jié)O業(yè)生產，進行緊急求救。

北斗未來的應用價值，完全不可估量！

據了解，北斗衛(wèi)星導航系統是由我國自主建設運行的重要空間基礎設施，也是我國迄今為止，規(guī)模最大、覆蓋范圍最廣、服務性能要求最高的巨型復雜航天系統。據環(huán)球網7月29日指出，全球已有137個國家與北斗衛(wèi)星導航系統簽下了合作協議。

北斗正是開通意義非凡，擁有自己的衛(wèi)星導航體系已經成為世界大國的重要標志和大國競爭的科技制高點。目前中國已經建成了集芯片，板卡、終端和運營服務為一體的完整的北斗產業(yè)鏈，并作為國家重點行業(yè)和重點領域的標準，在大眾消費大規(guī)模應用。

正如首任北斗衛(wèi)星導航系統總設計師孫家棟院士曾說的那樣，“北斗的應用只受人類想象力的限制”。北斗未來的應用價值，完全不可估量！

招商證券指出，近年來，我國的衛(wèi)星導航與位置服務產業(yè)發(fā)展迅速，2019年我國衛(wèi)星導航與位置服務產業(yè)達到了3450億元，其中北斗對產業(yè)的核心產值貢獻率達80%，預計2020年我國衛(wèi)星導航規(guī)模將超過4000億元，北斗產業(yè)經濟重要性持續(xù)上升。

國泰君安指出，北斗導航本質上是構建精準時空網絡的底層平臺技術，是未來萬物聯網的重要傳感器之一，預計未來北斗衛(wèi)星將與5G、物聯網、工業(yè)互聯網等“新基建”技術方向互聯融合、相輔相成，徹底變革國內通信網絡設施形態(tài)。并且，將為人工智能、云計算、區(qū)塊鏈等基礎設施、數據中心、智能計算中心等算力基礎設施提供精準時空信息。

中泰證券表示，北斗衛(wèi)星系統全面完成部署，全產業(yè)鏈前景廣闊。隨著我國衛(wèi)星導航與位置服務產業(yè)總產量持續(xù)增加，行業(yè)經濟效益持續(xù)提升。北斗衛(wèi)星系統作為行業(yè)發(fā)展的核心，對產業(yè)核心產值的貢獻率達到80%以上。目前我國已形成以用戶為中心的中下游產業(yè)鏈。其上游主要包括芯片、卡板、天線、電子地圖等基礎元器件；中游包括系統集成、終端產品和軟件；下游以運營服務為主。北斗有望在5G通信技術加持下，與大數據、云計算、人工智能、車聯網等新一代信息技術深度融合，在交通運輸、精準農業(yè)、智慧城市、航天海事等領域被廣泛應用，并且促進共享經濟的光新興業(yè)態(tài)的成長。

從衣、食、住、行到水、電、氣、熱，從農林漁業(yè)到救災減災……北斗衛(wèi)星導航系統與社會生活深度融入，滲透到經濟社會發(fā)展的方方面面。

七禾研究 翁建平編輯整理

七禾網研究中心合作、咨詢電話：0571-88212938

更多精彩文章，請關注七禾網公眾號！