26年59顆衛星，北鬥精準定位到底有多難，西瓜視頻告訴你

我們知道，目前全球共有四大衛星導航系統，我國的北鬥便包含在內。值得一提的是，中國北鬥在在軌道上運行的衛星數量要多於其他三個系統，但我國能取得這樣的成果並不容易，究竟有多難呢？

別急，西瓜視頻創作人回形針PaperClip已經在視頻中為我們講的明明白白了。

回形針PaperClip是一個優質的西瓜視頻創作人，在他的視頻裡講了很多關於科學世界的知識，視頻風格也較為活潑，可以學到很多知識，開闊網友的眼界。

視頻中講到，中國是從1994年開始建設北鬥導航系統的，共經歷了三個階段：北鬥一號於2000年建成，發射了兩顆衛星；北鬥二號於2012年完成，14顆衛星發射；2020年完成30顆衛星發射，完成收官階段。

而北鬥採用的三頻軌道，使得北鬥幾乎覆蓋了全球的地區。那麼這些衛星是如何實現全球定位的呢？回形針PaperClip在視頻中通過數學計算的方式回答了這個問題，此時，假設手機是接收信號的設備。

首先通過衛星運行的軌跡數據，我們可以計算出衛星的三位坐標值x、y、z，數字已知後，利用熟知的勾股定理，求所對應的對角線的長度。

其次，衛星會發出一系列的電磁波信號，我們可以測量距離。已知速度為光速c，時間是每秒30萬公裡，最後乘上電磁波接受信號所花費的時間tB-tA，距離便算出了。

但是這些測出的距離肯定不準確。講到這裡，回形針PaperClip又舉了一個例子。以北鬥的B1C信號為例，測距碼速率為1.023Mbps，而單個碼片的寬度為速率的倒數，即0.977517s。公開資料顯示，電磁波的傳播時間為0.117秒，這樣可算出距離約為35166公裡。

我們知道距離後，就可以得到一個等式，但仍無法求出所需要的結果。這時，如果有三顆衛星的話，可以用三個等式構成一個我們可解的方程組，坐標便不是問題了。看似簡單，然而根本不準。畢竟涉及到高科技的問題，哪怕一毫米的誤差都會產生很大的區別。比如電磁波傳播的時間只要有0.000001的誤差，計劃距離就會變化300米。

光看數據就很讓人頭大了，視頻最後，回形針PaperClip使用狹義相對論才解決了這個誤差問題。當然，北鬥的精準度遠遠不止這些，如今這項技術更是走進了我們的生活，造福於人類。

看完西瓜視頻創作人回形針PaperClip的分享，我才真正體會到了北鬥精準定位的不易，我們的科研人員辛苦了。在他的視頻中還有很多類似這樣的內容分享，如果你有興趣的話，就上西瓜視頻，關注回形針PaperClip，時刻帶你漲知識！