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走向世界的北斗三号系统服务,敲黑板、划重点!

发布日期: 2019-05-22
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走向世界的北斗三号系统服务,敲黑板、划重点!



来源 | 我们的太空(ourspace0424)

作者 | 卢 鋆


2018年底,北斗系统新闻发言人冉承其主任向全世界宣布,北斗三号基本系统完成建设,开始提供全球服务。


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北斗三号提供全球服务新闻发布会


北斗三号究竟能提供哪些服务呢?让我们从世界四大全球卫星导航系统开始说起。


四大全球卫星导航系统



大家都知道世界上有那些全球卫星导航系统?


美国GPS?


还有呢?


让我告诉你们吧,美国GPS、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统、欧洲伽利略系统,以及我国自主建设的北斗卫星导航系统,并称四大全球卫星导航系统(GNSS)核心供应商。


四大系统均可为全球用户提供全天时、全天候、高精度、高可靠定位、导航和授时服务


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古有司南,今有北斗


人类一直在寻求导航的手段,最初人们只能通过目视或观测自然现象来确定方位。一首歌在耳边响起,远方的星星,请为我点亮希望的灯火走向世界的北斗三号系统服务,敲黑板、划重点!啊啊啊~好像耳边又响起另外一首歌,夜空中最亮的星,请照亮我前行~


后来,有了简单的仪器。众所周知,指南针是中国古代四大发明之一,而中国最古老的指南针是司南。(要是可以随身携带司南就好了走向世界的北斗三号系统服务,敲黑板、划重点!


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今天,我们有了北斗卫星导航系统,不论是白天还是黑夜,不论在戈壁沙漠还是茫茫大海,北斗都会告诉我们在哪儿,并告诉我们回家的路!


大家仔细看看北斗的标识,与司南和北斗七星的图片作个对比,发现没?北斗标识,上有北斗七星,中有磁石司南!(PS:由衷的赞叹北斗是中国对世界的又一贡献走向世界的北斗三号系统服务,敲黑板、划重点!


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看,鲁滨逊漂流在海上,眺望着远方说,我并不孤独,北斗指引我回家的路。


北斗人说,北斗未来将共提供5大服务,既有国际通用服务,又有北斗特色设计,包括RNSS、SMS、SBAS、SAR、PPP,目前已提供RNSS服务、SMS服务。咦,这些听起来高端大气上档次的英文缩写分别指的是什么呢?且让我来给你一一揭密。


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北斗系统服务示意图



1、RNSS-卫星无线电导航服务


RNSS是卫星导航系统可提供的基本导航服务,包括基本的定位、测速和授时服务。用户接收RNSS信号,自主完成距离测量,并进行位置、速度等参数解算,以实现定位、测速和授时功能。四大全球系统及日本、印度等区域系统均可提供RNSS服务 (大家都会!)


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卫星无线电导航



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全球范围北斗卫星可视数量


目前,北斗可向全球用户提供优于10米的定位服务,在亚太地区,由于可观测到更多的北斗卫星,还可提供优于5米更高精度服务。


2、SMS-短报文通信服务


北斗可提供SMS服务,这是北斗的独家秘笈。从北斗一号,到北斗二号,再到北斗三号,北斗SMS功力不断提升。 (就我会哦!)


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北斗SMS服务,分为向亚太区域用户提供的SMS和向全球用户提供的SMS服务。


区域SMS采用RDSS体制,用户无法独立完成距离解算,用户要向GEO卫星发出定位请求和信息,卫星转发至地面中心,地面中心完成用户位置解算,并将位置和相关信息通过卫星回传给用户。


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短报文通信服务(区域)示意图


这样一来,北斗既能让用户“知道我在哪”,也能“知道你在哪”。(妈妈再也不用担心找不着我了:-D)


那么,北斗独家秘笈的功力有多强呢?


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茫茫海域上,我国有4万余艘渔船装有北斗接收机,海上其他通信手段价格昂贵,北斗方便易用且价廉,渔民可方便地跟渔业管理部门进行通信,报告位置、渔情等信息,或和家人通信报平安,被渔民称为海上“保护神”。


现在,我国渔民祈求平安有了神器,一拜妈祖,二拜北斗。


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北斗系统是渔民的“保护神”


2008年汶川地震时,灾区通信基站等基础设施遭到严重破坏,北斗依靠独门绝技,发出灾区传出的第一条信息,并在后续实施搜救中发挥重要作用。


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2008年,汶川地震灾区传出第一条信息


但与RNSS服务不同的是,RDSS采用有源体制,用户容量受限,所以,北斗三号相对于北斗二号区域SMS服务,容量进行了大幅扩展。


再来看看北斗全球SMS服务,采用通信和导航相结合体制,通过MEO卫星实现全球覆盖。相信,北斗SMS服务向全球扩展,必将为全球用户带来更多福祉。


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短报文通信服务(全球)示意图



3、SAR-国际搜救服务


北斗国际搜救服务按照国际海事组织搜救卫星系统标准建设,利用MEO卫星为全球用户提供服务 ,北斗系统将有6颗卫星搭载搜救载荷,实现全球一重覆盖。


就是说,全球任何一个地点的用户,都可以向至少一颗卫星的信标发出求助信号 。


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国际搜救服务示意图


目前,美、欧、俄都已经或即将提供中轨搜救服务,加入北斗后,四大系统可联合为用户提供更加可靠的搜救服务,这对于生命安全领域极为重要。


一般来说,卫星搜救系统的定位精度为公里级,可加上咱们北斗/GNSS定位,搜救和定位功能结合,可将定位精度提升到米级,极大提高搜救精度和效率。


此外,北斗系统专门设计反向链路,可向遇险人员发送反馈信息,告知其求救信息已被收到,可有效增强遇险人员的获救信心。


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4、SBAS-星基增强服务


对于民航等生命安全高价值用户,需要提供增强和完好性服务, 一旦系统发生问题导致能力降级,在定位精度下降超过阈值时,系统应在一定时间内向用户报警,确保用户使用安全 。北斗星基增强按照国际民航标准要求,可提供更高精度、更高完好性的导航服务。


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值得一提的是,美欧俄等系统的卫星导航系统和星基增强系统都是独立建设,只有中国是基于北斗高轨卫星的资源优势,一体提供SBAS服务,很好地实现了功能融合和集约高效。


5、PPP-精密单点定位


精密单点定位是北斗特色高精度服务,通常,卫星导航系统能够提供10米左右的定位精度,而PPP精度更高,可以提供静态厘米级、动态分米级的高精度服务。


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相对于地基增强系统,星基高精度增强具备广域覆盖、精度均匀、所需地面站点较少的特点。


目前,四大全球系统,只有我国北斗和欧洲伽利略系统可内嵌提供PPP服务


介绍完北斗系统的五大服务,和其他三大全球系统比一比!


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北斗服务功能高度聚合,是不是很赞!作为北斗主创团队成员,有点小小的骄傲呢!


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北斗作为国际GNSS大家庭核心成员,其特色化的设计、多样化的服务,相信一定能够完美实现服务全球,造福人类的目标!加油!走向世界的北斗三号系统服务,敲黑板、划重点!)



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卢 鋆

通信与信息系统专业博士,北京跟踪与通信技术研究所高级工程师,国家北斗重大专项地面试验验证系统副总设计师、国际合作专家组副组长,长期从事北斗系统总体设计、北斗国际兼容互操作协调、系统试验验证等工作。







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