Array,Array|北斗卫星为你做了什么?

2020 年 6 月 23 日 , 一枚长三乙运载火箭在西昌卫星发射中心顺利点火、升空 。
经过近 26 分钟的飞行、调姿 , 将位于顶部仪器舱的导航卫星送入预定轨道 , 成功完成了北斗全球卫星导航系统的星座部署 。
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这是北斗三号的最后一颗全球组网卫星 。7 月 29 日 , 北斗官方宣布这颗卫星已经完成在轨测试 , 正式入网工作 。
北斗系统究竟意味着什么?覆盖全球的精准定位到底有多难?
利用卫星实现导航定位的技术称为 GNSS(Global Navigation Satellite System)全球卫星导航系统 , 今天主要有美国的 GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略 , 以及中国的北斗 。
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建设这样一个能覆盖全球的卫星导航系统并不容易 。
中国从 1994 年开始 , 分三步建设北斗卫星导航系统 。
在 2000 年发射了两颗卫星 , 建成北斗一号 , 为中国用户提供服务;2012 年完成 14 颗卫星发射 , 建成北斗二号 , 服务范围扩大至亚太地区;2020 年完成 30 颗卫星发射、组网 , 全面建成北斗三号 , 覆盖全球 。
【Array,Array|北斗卫星为你做了什么?】事实上 , 北斗在 26 年间一共发射了 59 颗卫星 , 目前除去退役、失效和用于试验的 , 有 45 颗卫星正常在轨工作 , 数量要多于其他三个系统 。
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此外 , 北斗的星座架构也不同 。
GPS、格洛纳斯、伽利略的卫星基本都处在高度约 20,000 千米的中圆地球轨道 。投影在地球上的是这种波浪状的运行轨迹 , 卫星分时段覆盖不同的区域 , 多颗卫星环绕覆盖全球 。
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而北斗除了在中圆地球轨道有 27 颗卫星 , 环绕全球外 , 还有 10 颗在倾斜地球同步轨道 , 8 字形的轨迹可以增强亚太地区的信号覆盖;还有 8 颗在地球静止轨道 , 能全时段服务于亚太地区 。
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更多的卫星和轨道类型增强了北斗对全球 , 尤其是东半球的覆盖 。
这两张图是北斗和 GPS 现役卫星的运行轨迹 。
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而这是两者在全球任意地点可见的卫星数目图 , 颜色越深 , 当地可见的卫星越多 。北斗在东半球大部分区域可见的卫星能达到 14~16 颗乃至更多 , 在其他地区也至少能见到 6 颗 。
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那么这些卫星是如何实现全球定位的呢?
当你在地球上某个位置 , 拿着一个可以接收卫星信号的设备 , 比如手机 , 而天上飞着卫星 , 此时想要求取你在空间中的坐标 x、y、z , 关键是测量卫星跟你之间的距离 S 。
首先 , 通过卫星的星历数据能计算出卫星的坐标 x1、y1、z1 , 这些是已知的 。


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