近日，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用再次取得新突破。2022年9月30日，百度地圖宣布正式切換為北斗優(yōu)先定位，北斗衛(wèi)星日定位量首次突破1000億次。十一期間，百度地圖北斗日定位量再破1500億次，相比節(jié)前增幅超50%，目前97.81%定位已實現(xiàn)北斗優(yōu)先切換。

另外，在產(chǎn)品服務(wù)創(chuàng)新方面，通過北斗導(dǎo)航精準(zhǔn)“帶路”，百度地圖城市車道級導(dǎo)航已覆蓋北京亦莊、河北保定、湖南株洲等13城，并首家上線了高速車道事故預(yù)警功能，保障出行安全；百度地圖車位級導(dǎo)航則有效解決“停車難”問題，助力云南普洱等多個城市實現(xiàn)停車自由，并落地“亞洲最大停車場”北京薈聚購物中心和“亞洲最大綜合鐵路客運樞紐”北京豐臺站，實現(xiàn)大型購物中心和交通樞紐的停、取車雙向智能化。

那么，北斗是什么？北斗是如何實現(xiàn)定位的呢？今天小編就帶你一起了解一下。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，主要是由衛(wèi)星組成，提供導(dǎo)航服務(wù)的。全面地來說，北斗系統(tǒng)是由空間星座部分、地面設(shè)施部分，還有用戶部分等組成，能夠為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)的。 

北斗系統(tǒng)雖然本領(lǐng)多多 （點擊查看詳情），但是最首要的一個能力是定位。北斗是如何實現(xiàn)定位的呢？

 首先，我們在平面上開始思考如何來確定一個二維位置。已知兩個塔臺的位置和到待求點位的兩個距離，我們可以通過建立兩個描述圓的方程，聯(lián)立得到交點的位置解。這個解在兩圓不相切的情況下是有兩個的。而我們生活在三維世界，位置有三個參數(shù)。此時我們把塔臺搬到了天上，通過圓圈交會的方式來確定我們的位置。那我們?nèi)w衛(wèi)星能夠來確定我們位置的三個參數(shù)嗎？數(shù)學(xué)好的朋友會認(rèn)為在三維空間，三個立體圓球的交點（在不相切情況下）有可能是兩個的。但不要忘記了，我們是生活在地球之上的，我們?nèi)绻麑⒔馀c地心的距離不超過地球半徑作為約束，我們就可以選擇一個正解了。 

北斗衛(wèi)星有三種類型，分別是中地球軌道衛(wèi)星，傾斜軌道衛(wèi)星，地球靜止軌道衛(wèi)星，它們的軌道高度都大于2萬公里。衛(wèi)星從距地2萬公里的高空發(fā)射電磁波信號到地面，經(jīng)過20000 km后，衰減掉了將近180dB，到達地面的信號早已強微乎其微，比同頻率的背景噪聲小100倍。你如果找不到信號，他就失去了價值，現(xiàn)在的接收機技術(shù)能夠在淹沒在噪聲中發(fā)現(xiàn)獨一無二的導(dǎo)航信號。我們會驚奇的發(fā)現(xiàn)，不是導(dǎo)航信號找上了我們，而是我們找到了導(dǎo)航信號。

我們在解決了捕獲信號的問題之后，如何測量衛(wèi)星和我們之間的距離呢？那是一把什么樣的尺子才能測2萬公里的距離呢？

科學(xué)家利用了一個神奇的尺子——時間。

我們假定電磁波在空氣中傳播的速度是確定的，即光速。人們就開始思考，能否將距離的測量轉(zhuǎn)變?yōu)闀r間的測量呢，這樣就把有形的尺子變成了無形的尺子。既然要測量信號從衛(wèi)星到接收機間的傳播路徑時間，就需要兩邊都有一個同步又無比精確的時鐘。需知一納秒的測量差異，在距離上（乘以光速）就變成了0.3 m。而恰好時間是世界上測量精度最高的物理量。原子鐘維持的時間能夠使得經(jīng)過10億年才累積一秒的誤差。于是我們就考慮將原子鐘搬到天上，接收機端和衛(wèi)星端同時對表來同步時間，在衛(wèi)星播發(fā)導(dǎo)航信號的時候加入時間標(biāo)簽，接收機接收到信號時登記接收時刻的時間標(biāo)簽。兩個時間標(biāo)簽的差異就是導(dǎo)航信號從衛(wèi)星天線到地面接收機天線所花費的時間。這個時間乘以光速便就是兩者之間的距離。 

時間測量精度對于導(dǎo)航精度的重要不言而喻。經(jīng)過科學(xué)家的艱難探索，目前北斗三號用上的國產(chǎn)星載銣原子鐘，授時精度百億分之三秒（接收機端不是采用衛(wèi)星端的高精度原子鐘，盡管衛(wèi)星端衛(wèi)星鐘的誤差顯著改善，但實際時間比對誤差仍舊較大，需要作為一個待估參數(shù)估計）。能夠支持導(dǎo)航系統(tǒng)在定位精度從米級邁向厘米級，甚至于毫米級。

北斗系統(tǒng)作為一個空間服務(wù)設(shè)施，其建設(shè)之初就是為了打破國外的技術(shù)壟斷，消除導(dǎo)航服務(wù)不能自主可控的風(fēng)險。在建設(shè)過程中，也遇到諸多困難。在國外布設(shè)臺站不夠均勻，對衛(wèi)星定軌難度大，不能及時更新星歷，科學(xué)家們利用星間鏈路實現(xiàn)衛(wèi)星間自主定軌和星間測距來突破國外布站不足的缺點。面對國外高精度原子鐘禁運，科研院所自主研發(fā)，突破技術(shù)壟斷，為北斗提供一顆更為精確穩(wěn)定的心臟。北斗雖然在如今還與GPS存在一些差距，但是早已擺脫了GPS一家獨大的束縛，能夠在發(fā)揮本系統(tǒng)在亞太優(yōu)勢的前提下，為全球服務(wù)能夠有利支撐和保障。

北斗一代，北斗二代，北斗三代，衛(wèi)星一代一代更新，一代一代突破，希望“中國的北斗”成為中國的驕傲，“世界的北斗”服務(wù)全球，“一流的北斗”推動人類的發(fā)展。

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