細思極恐！北鬥導航計劃再升級，佔領低軌和頻段，讓歷史不再重演

2020-09-24 佰草大神

北鬥導航系統是我國基建中最主要的一部分，隨著我國第55顆衛星順利完成組網，20多年的不斷努力終於實現，自此我國成為繼美、俄、歐洲之後，第四個擁有自主產權全球導航系統的國家。而且在很多地方上北鬥是優於GPS的，比如北鬥支持短報文服務，而GPS沒有，北鬥亞太地區定位精度可達5米，增強系統加持下，其定位精度可達1米，而GPS只有10米。並且我國北鬥導航採用三頻信號定位，相位測量可以組成無窮多的線性組合，相比於GPS雙頻定位更有有利於修復和提高定位精度。

下一代北鬥導航衛星的發展

隨著科技的發展，人類對定位系統的要求也越來越高，以前民用導航的服務對象可能大部分是車輛、輪船、飛機等類型，室內導航效果並不是很好。比如重慶複雜的立交橋、室內的停車場、購物大廈等，都是目前導航系統的盲區，因為目前導航都是垂直定位的，並不知道你現在是在幾樓，你在手機看到的1-10層樓顯示的位置點都差不多。但在下一代北鬥系統中，或將融合5G基站輔助定位，在獲取用戶位置後，通過一系列精確的算法，能準確的獲知用戶所在樓層數，甚至還能通過它對車庫進行管理，有車位時可以直接導航過去。

另外還有深水潛艇、沉船打撈、太空等領域，對於定位導航的依賴也是很強的。但目前而言，因為導航傳輸的無線電波，而水能有效的隔絕它們，所以全球的導航系統對這類的服務都不是很好。這些都是下一代北鬥需要解決的。而我國的北鬥規劃依然分三步走，2020年組建全球高精度網絡、2030年建成萬物互聯、智能的服務體系，2035年完成更加融合、智能的國家綜合定位導航授時體系。

北鬥2025年將提供釐米級定位

8月3日，北鬥新聞發言人冉承其表示，我國將要建設天際低軌增強系統，建成之後，全世界有可能在2025年之前享受到「釐米級」的定位服務。拿現在的北鬥和GPS精度來說，一般精度在10米左右，如果能夠成功，這個提升或是上千倍的。也就是說，在2025年，我國的北鬥導航性能很可能會超越GPS。

那麼什麼是低軌增強呢，我們一般把地球軌道分為近地軌道、中地球軌道和靜止軌道三種，近地軌道就是我們說的低軌，北鬥因為在技術和資金問題，世界上大部分的衛星都在中地球軌道上，而北鬥衛星是處於中高軌道上面，雖然單顆衛星覆蓋的面積越大，但是距離太遠會導致衛星信號變差，在一般情況，為了解決導航衛星的信號問題，會採用地基增強和天基增強兩種方案，也就是建設地面基站或使用中繼衛星的方式來實現。

但建設地面基站要面臨的問題很多，比如需要的基站數量非常多，成本很高，而且在很多國家和地區可能無法安裝甚至是不讓安裝，而天基的缺點是信號達不到高精度也很容易受到幹擾從而影響導航系統的準確性。為了解決這個問題，我國科學院院士楊元喜在以上兩種方式的基礎了提出了低軌衛星導航增強（LEO-NA）的技術設想。就是在低軌道上組建北鬥星座，通過星座來提高北鬥的性能。

先佔先得，獲取優質軌道資源

有人說，低軌道星座的組建需要的衛星數量多、成本高，受地球引力影響，技術難度大，但是隨著科技的發展，技術也變得成熟，這些問題都已經解決，比如馬斯克的SpaceX星鏈計劃，就是布設在中低軌道上面的，而且還可以一次性發射幾十顆小型衛星，北鬥低軌星座的主要作用是為了收集地面信息並和北鬥系統融合，互相補充使用，並不需要做到全球覆蓋。根據查找之前「銥星計劃」論文數據顯示，高度780KM左右的低軌銥星地面接收信號強度是中軌道GPS信號的1000倍左右。

除此之外，我們知道，馬斯克SpaceX星鏈計劃預計將採用4萬多顆衛星組建，這就意味著SpaceX將佔用近4萬個頻率資源，這是一份巨大的財富，想想我們北鬥在頻率上面吃過的虧可不少，抱著先佔先得的理念，佔領全球最優質的軌道和和頻率也就意味著後續投入的成本更低。居安思危，如果優質軌道都被美國佔用，我們就會變得非常被動，而我們組建近軌北鬥星座也有這部分的原因。

總結

無論是在軌道的爭奪上面，還是未來北鬥系統的升級上面，北鬥星座的組建都是一個非常好的方案，不光能將全球定位精度提升到釐米級。而且佔領一個軌道和衛星頻率，就算是現在不使用，在未來，這些資源也都會變成巨大的財富。這也是誰先發展誰的科技力量就會更強的原理，因為誰先發展誰就先掌握著優質的資源。當然可能有人會說，我們的北鬥不怕別人封鎖嗎，我要告訴你的是，我們北鬥上面的額配件已經實現了全部國產化，自然可以不用擔心這些。

馬斯克的星鏈計劃為什麼要發射將近4萬多顆衛星，軌道資源究竟有多重要，未來我國的北鬥如何融合萬物互聯，上西瓜視頻，搜索「硬核熊貓說」。觀看西瓜視頻創作人「硬核熊貓說」的作品：帶你看看北鬥組建低軌星座之後究竟有多強，未來5G+北鬥融合之後，萬物互聯能給我們的生活帶來哪些改變。看西瓜視頻，漲知識了!

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