北斗导航系统有哪些绝活北斗到底是什么？

北斗全球组网在今日圆满成功，北斗之路已经走了26年，途中经历了很多的困难，才达到今日的成功，那么大家知道北斗到底是什么吗？北斗导航系统有哪些绝活呢？接下来就由星座知识为大家揭晓下吧！

北斗到底是什么通俗来说，北斗三号系统可以看作中国版的GPS。北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要自主建设运行的，可以为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务，属于国家重要时空基础设施。北斗的发展经历三代，北斗一号系统2000年年底建成，是一个试验系统，向中国提供服务。2007年至2012年，北斗二号系统建成，向亚太地区提供服务。2017年到2020年，30颗星组成的北斗三号系统建成，也就是全球导航系统，可以服务全球。

北斗导航系统有哪些绝活北斗系统是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广，且性能要求最高、最复杂的巨型航天系统。导航卫星和通信卫星是两类卫星，但北斗导航卫星上却附加了通信功能。中国卫星导航定位协会副秘书长王博介绍，北斗用户利用终端，不仅可以知道自己的位置，还可以通过短报文将自己的情况告诉他人。在有移动网络覆盖的地区，这一功能似乎鸡肋，但在大量尚未有网络覆盖的地区，如沙漠、远洋、深山、森林等，就必须要依靠卫星通信。一般卫星通信比较昂贵，北斗短报文则成本低廉，且附加在导航终端里，更为便利，在应急救援、远洋渔业等领域得到有效应用。如今，北斗三号的短报文通信能力显著提升，从一次发送120个汉字提升到一次1000多汉字，还可发送等信息，应用场景更为丰富。

除了短报文，北斗系统还有多种特殊应用，另一个例子是国际搜救。北斗三号系统的6颗MEO卫星上，装有搜救载荷，可以与其他全球卫星搜救系统一起，为全球用户提供搜救服务。“举个例子，渔船在作业过程中遇到恶劣天气遇险，搜救终端在触水之后会自动把搜救信号发到卫星上，卫星会把这些信息转发到地面系统，地面系统可以快速计算出遇险者的位置，告诉附近的救援力量快速开展搜救工作。”北斗卫星系统总师林宝军此前介绍。这项服务是按国际卫星标准，与其他国际卫星搜救系统联合开展的一项免费公益性服务，主要用于水上、陆地、空中遇险目标的定位和救援。

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1、交通运输方面，北斗系统广泛应用于重点运输过程监控、公路基础设施安全监控、港口高精度实时定位调度监控等领域。截至2018年12月，国内超过600万辆营运车辆、3万辆邮政和快递车辆，36个中心城市约8万辆公交车、3200余座内河导航设施、2900余座海上导航设施已应用北斗系统，建成全球最大的营运车辆动态监管系统，有效提升了监控管理效率和道路运输安全水平。据统计，2017年与2011年中国道路运输重特大事故发生起数和死亡失踪人数相比均下降50%。

2、农林渔业方面，基于北斗的农机作业监管平台实现农机远程管理与精准作业，服务农机设备超过5万台，精细农业产量提高5%，农机油耗节约10%。定位与短报文通信功能在森林防火等应用中发挥了突出作用。为渔业管理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务，全国7万余只渔船和执法船安装北斗终端，累计救助1万余人。

3、水文监测方面，成功应用于多山地域水文测报信息的实时传输，提高灾情预报的准确性，为制定防洪抗旱调度方案提供重要支持。

4、气象测报方面，研制一系列气象测报型北斗终端设备，形成系统应用解决方案，提高了国内高空气象探空系统的观测精度、自动化水平和应急观测能力。

5、通信时统方面，突破光纤拉远等关键技术，研制出一体化卫星授时系统，开展北斗双向授时应用。

6、电力调度方面，开展基于北斗的电力时间同步应用，为在电力事故分析、电力预警系统、保护系统等高精度时间应用创造了条件。

7、救灾减灾方面，基于北斗系统的导航、定位、短报文通信功能，提供实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等服务，显著提高了灾害应急救援的快速反应能力和决策能力。

8、公共安全方面，全国40余万部警用终端联入警用位置服务平台。北斗系统在亚太经济合作组织会议、二十国集团峰会等重大活动安保中发挥了重要作用。

一个国家的繁荣体现在各个方面，一个方面跟不上就会落后很多。最近中国北斗三号最终星的成功指定也意味着中国的航天事业继续发展壮大，下面我们就用占星的知识来看看具体情况吧！

经过近8天的飞行，北斗卫星导航系统最后一颗组网卫星于今日下午14时15分成功定位于距地球36万公里的地球同步轨道。目前卫星天线已展开，有效载荷已打开，卫星在轨工作正常。至此，Xi安卫星测控中心圆满完成北斗“终结星”早期轨道段测控任务，30颗北斗三号卫星全部转入长期管理模式。6月23日北斗卫星导航系统最后一颗组网卫星发射升空后，Xi安卫星测控中心对这颗卫星启动了24小时实时监控模式。根据飞控计划，他们组织了渭南、三亚、佳木斯等多个测控站。对卫星进行跟踪测量，以及跟踪测量和计算；同时，他们制定了完善的变轨策略，先后多次对卫星进行远地点变轨和定点捕获，最终将卫星准确送达目标点。目前，这颗北斗三号卫星已经进入在轨长期管理任务模式，Xi安中心建立了一星一责一备的制度，让每颗卫星时刻有人管理。

衡量一个国家是不是航天强国，北斗七星是什么意思？有一整套严格复杂的指标体系。中国建设航天强国，就是要沿着这个指标体系不断跳跃，完成从量变到质变的历史性跨越。但对于公众来说，衡量一个国家是否是航天强国还有一个更直观的角度，那就是它在各大航天领域的表现。考察世界主要航天大国，尤其是美国，我们不难发现，航天强国有“三个标准”:独立、稳定、可靠的全球导航系统，自建、运营的空间站系统，成熟的探月、探火星等深空探测能力。

据此，我们可以自豪地说，北斗三号最后一颗星的成功飞天，标志着中国历时26年、几代人努力打造的北斗导航系统终于完成了全球星座建设的任务。世界一流的航天基础设施奉献给国际大家庭，标志着中国不仅成长为世界知名的航天大国，而且向全面建设航天强国迈出了大步。

文/蒋金华 陈南梁

随着卫星技术在通信、空间站、深空探测等领域的深入发展，空地交流日趋频繁，急需卫星天线的大型化。在卫星（或目标飞行器）上装载大型可展开空间天线是实现这一目标的唯一途径。

可展开空间天线的关键材料之一是一种轻质、柔软、强度高、结构稳定、波长适应性强、反射率高、展开可靠性强的经编金属网。由于制作金属网的金属丝极细，且经编织造极为困难，之前只有美国、俄罗斯、日本等发达国家掌握这项技术，但禁止出口其产品。

2018年5月21日，我国在西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将探月工程嫦娥四号任务鹊桥号中继星发射升空。鹊桥号中继星是人类 历史 上第一颗地球轨道外专用中继通信卫星。

由于月球的自转和公转周期相同，导致它只有一面对着地球，我们在地球上永远没法直接看到月球背面。而嫦娥四号的着陆器和月球车，要在我们看不见的月球背面着陆。只有先架好了“鹊桥”，待嫦娥四号到了月球背面后，才不会跟我们失去联系。因此，鹊桥号中继星是地面和月球背面之间的通信桥梁。

北斗卫星导航系统是我国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，与美国的全球定位系统、俄罗斯的格洛纳斯、欧洲的伽利略定位系统并称为全球四大卫星导航系统。2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星发射升空，标志着中国北斗卫星导航系统全面建成。太空中几十颗导航卫星像一颗颗棋子，精准分布在地球不同轨道，昼夜不停地绕地球运转，为我国和全球其他国家用户提供高质量的通信定位服务。

鹊桥号中继星和北斗卫星等空间通信卫星都有共同的关键部件——可展开网状天线反射面，它发挥着远距离反射电磁波信号的作用。可展开网状天线反射面是大型及超大型可展开空间天线最重要的结构，它就像一把伞一样，在发射过程中是收起的，进入太空后将适时打开。

其中，金属网是空间天线反射电磁波的关键部件和星载网状天线的基础材料。但长期以来，我国星载天线金属网主要靠进口，怎样才能突破技术壁垒，不再受制于人？

如今，在东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心实验室里，就有一把特别的“伞”：它既不挡雨也不遮阳，特殊的伞骨支撑着一层薄薄的**金属网。

实际上，这款特别的“伞”在我国北斗导航卫星、移动通信卫星等多个系列空间卫星中发挥了至关重要的作用，不仅开创了我国卫星采用自主研发金属网天线的 历史 ，还在柔性天线关键产品国产化进程中发挥了里程碑式的作用，为国产金属网在轨应用奠定了坚实的基础。

从2008年开始，东华大学陈南梁教授及其团队与相关研究所携手，踏上了一条“国家航天使命必达”的攻关路。陈南梁团队始终秉持“纺织智造，纺织强国”的科学信念，不断突破技术壁垒，并真正实现了国产化。

以往的天线采用的多是铝合金等传统金属材质的材料，其密度大、硬度高，无法在太空中收放自如。那么，有没有一种材料能够让卫星天线轻便、强韧又性能稳定？

在反复试验中，团队人员发现：镀金钼丝材料具有高强度、低热膨胀系数、高反射率等特性，是用于制造空间可展开网状天线反射面的绝佳选择。

但是，用镀金钼丝制作金属网并不简单，因为金属网既要足够强韧以承受发射飞行的外力，还要柔软可编以在太空中易收易展。对团队来说，要想获得“刚柔并济”的金属网，就少不了经编技术。

纺织通常是经纬线十字交叉（衬衫织物的结构），而经编则是像织毛衣一样，将纱线弯曲成圈并相互穿套形成织物。在生产网眼织物时，与其他的生产技术相比，经编技术更胜一筹：生产的网眼结构延伸性更好，也更稳定、牢固，更适合于反射面的折叠展开，以及卫星在恶劣的太空环境下“生存”。

由于镀金钼丝原料的特殊性，市面上并没有专门的生产工艺和设备，为此，陈南梁带着团队骨干一头扎进全国四大经编基地之一——常州，与企业技术人员一同“猫”在厂房里，创新生产方法和改造工艺设备。

自主创新从来就没有捷径，用研究团队自己的话说，他们一直在“摸着石头过河”，常常发现“实验失败是再正常不过的事了”。有一次，由于钼丝太细，肉眼很难察觉，工人在操作时一不小心把所有丝线都弄断了。这可急坏了整个研究团队，“咬咬牙，或许下次就能成功”，于是全体成员齐上阵，通宵赶工。终于，及时修补了第一批样品。

经过坚持不懈的科研攻关，团队采用极细金属丝合股及经编技术，实现了极细镀金钼丝纤维（仅有头发丝1/4细）合股加捻的技术突破，且设计制造出专用的并线、整经和经编设备，设计出全套生产工艺。

这一系列的技术和工艺突破，不仅顺利制造出了“刚柔并济”的卫星天线金属网，也让这把“大伞”的质量较之前减小了90%以上。最终，项目团队突破了高性能卫星大型可展开柔性天线金属网材料经编生产关键技术及产业化。

“星载天线金属网”在我国北斗导航卫星、移动通信卫星等多个系列卫星中发挥了至关重要的作用。这项成果不仅开创了中国卫星采用自主研发金属网天线的 历史 ，还为柔性天线关键产品的国产化进程、在轨顺利应用奠定了里程碑式的基础；不仅极大提高了我国卫星的通信能力，还使我国成为继美国之后世界上第二个能够研制口径10米以上收发共用星载天线的国家。

未来，东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心仍将不断致力于高性能产业用纺织品的研发，在完善改进“天宫”系列半刚性太阳能基板、星载可展开天线金属网等应用产品的同时，积极展开平流层飞艇、可展开太空舱、空间着陆气囊等航空航天关键材料的研究，也将怀抱着“纺织强国”的信念继续砥砺前行。

原载于《科学画报》2020年第9期，本文受到上海科委2019年度“ 科技 创新行动计划”科普领域项目资助。项目名称：“立足科创中心，传播尖端 科技 ——打造上海重大获奖 科技 成果科普化融媒体专栏”；项目编号：19DZ2332600。

今年6月23日发射了最后一颗斗三号卫星，并且成功发射，这同时也奠基了我国卫星事业的国际地位，近日30颗北斗三号卫星进入长管模式，那么下面就一起跟星座知识一起来看看有什么作用和意义吧30颗北斗三号卫星进入长管模式从西安卫星测控中心获悉，北斗三号最后一颗全球组网卫星1日顺利进入长期运行管理模式，至此，30颗北斗三号全球组网卫星全部进入长管模式，中国北斗朝着完整服务全球的目标迈出关键一步。目前，西安卫星测控中心正在积极开展平台和星间链路在轨测试，为早日接入星间链路系统和入网提供导航服务做最后的冲刺。据了解，在多年管理北斗导航卫星的基础上，这个中心不断完善卫星诊断知识，提前建立完备的卫星故障处置预案，同时针对卫星特点开发遥控作业自动生成软件，只需将遥控指令和遥测判据填入特定程序中，即可一键生成指令条块，让卫星管理起来更加得心应手，更加科学高效。与此同时，为实现北斗二号向北斗三号系统平稳过渡，面对有限的地球同步轨道资源，这个中心先后对多颗北斗二号卫星进行轨道控制，保证了北斗三号卫星轨道位置，同时有效保障用户服务不受影响，实现无缝衔接。6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星从西昌卫星发射中心发射升空，6月30日成功定点于距离地球36000公里的地球同步轨道。作用和意义随着北斗三号系统最后一颗组网卫星发射升空，北斗三号全球星座部署全面完成。通过提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务，北斗可以广泛应用于手机导航、智慧城市、现代农业、灾害预警、抢险搜救等生产生活各领域，是保障民生安全的千里眼。将给生产生活带来什么1定位更精准精密单点定位，是北斗的特色高精度服务。北斗可以提供静态厘米级、动态分米级的高精度定位。测速精度为02米/秒。民用用户免费获得10米精度的定位服务、02米/秒的测速服务，付费用户能够获得更高精度和等级的服务。2授时更准确授时服务是北斗的基本服务之一。通过北斗卫星进行时间校准，可以避免钟表之间的误差，让时间整齐划一。在全球范围内，北斗的授时精度优于20纳秒，在亚太地区优于10纳秒。在金融、电力等需要精确时间校准的领域，北斗的授时功能十分重要。3短报文通信更完善短报文通信是北斗的独家秘笈。在海上没有手机信号或是灾害发生通信受阻时，可以通过北斗终端发送短报文，与外界取得联系。北斗三号的短报文通信能力显著提升，信息发送能力从一次120汉字提升到一次1200汉字，还可以发送等信息。目前，我国7万多只渔船和海洋执法船都配备了北斗专门的通信终端，船只遇险后可通过北斗短报文通信求救。4手机应用更广泛智能手机应用是北斗最主要的应用领域之一，目前国内外主流芯片厂商均推出兼容北斗的通导一体化芯片。在中国入网的智能手机里，有70%以上的手机能够提供北斗服务。去年底发布的支持北斗三号新信号的22纳米工艺射频基带一体化导航定位芯片，功耗更低、精度更高，芯片小到几乎看不见，但却能提供非常优质的服务。5现代农业更高效北斗导航系统已广泛应用于小麦收割、灭茬、深松耕地、无人机植保等多个领域。农机可以通过内置定位板卡获取北斗导航系统的位置信息，设置好作业路径后，即便驾驶室内没有农机手，车辆依然可以笔直前行，精准作业。北斗服务的无人驾驶农机不仅能够提高作业效率和质量，还能让部分作业过程纳入监管平台。6灾害预警更及时通过北斗系统的短报文与位置报告功能，可以实现灾害预警速报、救灾指挥调度、快速应急通信等，提高灾害应急救援反应速度和决策能力。比如林业管理部门可利用北斗应用进行林业资源清查、林地管理与巡查，开展林区面积测算、木材量估算、巡林员巡林、森林防火、测定地区界线等应用，降低管理成本，提升工作效率。7智慧交通更安全卫星定位技术的优势在于覆盖面广，但在室内或是有建筑物遮挡的地方，定位精度会有一定偏差。但北斗+5G技术可以实现导航通信一体化，无论在室外和室内都能无缝高精度定位，很快就能找到车位或方向。北斗+5G能够提供一种基于精准时空的智能可信导航服务，再加上人工智能，在未来基于5G技术构建的智慧城市里，交通出行会更加安全、和谐。8国际合作更广泛同为国际电信联盟的会员，中国北斗与美国GPS、欧洲伽利略和俄罗斯格洛纳斯不是非此即彼，而是兼容合作的关系。北斗卫星导航系统能够为全球民众提供优质服务。迈入全球服务新时代，能够提供全球时空服务的北斗朋友圈持续扩大。国产北斗基础产品已出口120余个国家和地区，基于北斗的土地确权、数字施工、智慧港口等，在东盟、南亚、东欧、西亚、非洲等得到成功应用。