ThingJS：北鬥是如何測量人的坐標的？

北鬥是中國天文學史上的一個裡程碑，很幸運的是，ThingJS團隊也參與到其中的可視化運營建設當中，多了不少和科學家們打交道的機會，今天就小小科普一下，北鬥是如何測量人的坐標的？

我們觀察夜空中的星星，兩顆星星之間的距離是非常難以確定的，而測量這些星星彼此之間或者地平線之間構成的角度就簡單得多，這裡指的是三角測量方法。

北鬥衛星定位系統的測距方法，簡單來說，正是採用了古人發明的「勾股定理」。

勾股定理的主角，是一個帶有直角的勾股三角形，其中邊長比為3：4：5，相信沒有人不記得吧？早在4000多年前，巴比倫人就利用勾股定理來測量土地，解決當時田地的分割這一經典問題。

因為與農業生產息息相關，幾何學這一數學分支的知識體系才得以豐富，廣泛運用到了各個不同的地方，天文學就是一個最明顯的例子。

7月29日，北鬥三號最後一顆組網衛星宣布進入系統工作，完成了北鬥全球衛星導航系統的星座部署。北鬥三號衛星開始與其他在軌衛星組網，組網之後整個北鬥系統的運行工作將由系統的地面運控中心指揮和監測。

北鬥衛星系統從1994年開始建立，26年間一共發射了58顆衛星，目前還有45顆仍在正常工作。和美國GPS、歐洲伽利略等全球定位系統不同的是，中國北鬥有10顆在傾斜地球同步軌道，形成8字形的軌跡，增強對亞太地區的覆蓋。

那麼，如此艱巨的任務之後，北鬥是如何實現精準定位的呢？就拿常見的手機信號舉例。

人可以拿著一個接收衛星信號的設備，比如手機，發出定位的請求。這時候，我們想獲得求解，即你所處的坐標X,Y,Z，那麼關鍵是測量衛星跟你之間的距離S。

科學家給出的方法很簡單，通過星曆數據來算出衛星的坐標X1,Y1,Z1，再根據勾股定理來求出這個立方體對角線的長度，得出S這個公式，表示衛星跟你之間的距離S。

比較特殊的是，天文學的S距離是用衛星發出的電波信號來測距，所以，需要通過一系列數值模型來計算原子鐘誤差、衛星坐標誤差、地面接收機的時間誤差，定位才更加精準，這一切都在嚴格的運營監控之下進行。

北鬥系統開通後，日常運行、管控工作都是在運控中心的管控大廳進行，通過管理系統實時監測星地全系統運行狀態及服務性能。

在北鬥三號系統中，ThingJS提供了數據中心可視化及星間鏈路可視化兩部分管理軟體，為機房管理和星間鏈路管理提供了技術支撐，助力中國科技走上新臺階。

運控中心小科普

北鬥三號工程運控系統總設計師陳金平：

運控中心作用主要是對在軌衛星進行運行狀態管理，同時匯聚各類其他外地地面站的原始觀測數據，進行集中加工處理，形成各類導航電文產品，向衛星進行注入分發。

北鬥運控應用系統副總指揮周建華：

把這些衛星和整個系統運行的狀態要發布給用戶，用戶收到這些信息再進行定位的時候，便能知道得到的信息是否可信。這些工作指揮著全網的工作，也決定了用戶定位精度的高低。因此我們會把這樣一個運控系統比作是整個衛星導航系統的一個「大腦」。

北鬥是一個強大的全球定位系統，可以想像我們用一個手機做定位，都離不開天上58顆衛星的日夜服務，如今進入運營監控的新階段，ThingJS將持續貢獻綿薄之力，在星間鏈路可視化領域發揮所長。