卫星导航系统让生活更智能

  日前，伴随北斗三号系统倒数第二颗卫星成功发射升空，我国距北斗三号系统建成仅一步之遥，预计年内北斗全球星座组网将全面完成，为全球用户更好的提供定位、导航、授时和短报文通信服务，并与其他卫星导航系统互补，进一步改善人们的生产生活方式。

  当前，太空中的导航卫星有上百颗，主要属于美、俄、中国、欧盟等国家和地区。根据全球卫星导航系统国际委员会资料显示，全球共有4大卫星导航系统，分别是美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统、欧盟伽利略系统和中国北斗卫星导航系统。各导航系统在星座构造、定位精度和服务项目等方面各有所长。

  全球定位系统：1978年发射第一颗卫星，目前已增至31颗，呈满星运作状态，其信号覆盖全球98%的地区，是首个建成并使用的全球导航定位系统。民用定位精度在10米左右，军用或商用定位精度更高。

  格洛纳斯系统：苏联时期开始建造，2011年底31颗卫星完成组网，同年实现信号全球覆盖，民用定位精度在5米左右。

  伽利略系统：由欧洲航天局和欧洲导航卫星系统管理局负责建造，即将建成。星座布局与前两种导航系统类似，采用中高轨卫星组网，是世界上第一座完全向民用开放的卫星定位系统，既能为民众提供高精度导航定位服务，又能为军方提供高度安全的加密信息服务，民用版精度为1米，商用加密版精度达厘米级。

  北斗系统：由中国航天科技集团研发，计划于2020年底前完成全球组网。该系统包含24颗中圆轨道卫星组成的核心星座，以及3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星，民用精度为5米，商用服务精度达厘米级，并能收发短报文信息，用于公共安全、交通、渔业、电力、林业、减灾等领域。

  使用全域全时。一般来说，在轨卫星数量越多，用户所获导航和授时信号愈佳。有关数据显示，4大卫星导航系统满星运作后，均能实现信号全球覆盖，其信号以光速传播，克服电离层和对流层带来的传输误差，穿过大气层被地面用户接收。其组网卫星对地面用户测距定位误差小，确保用户在不同地域条件下获得精准定位导航服务。

  定位精密精准。统一精准授时是影响导航系统定位精度的重要的条件。卫星上的原子钟能够为导航提供高精度时间参数值，使终端系统能够解算特定时刻的卫星位置和终端地理位置。据相关监测评估系统测算，各卫星导航系统能够为全球用户更好的提供精度1米至5米的定位导航服务，在商用加密服务中，部分系统的定位精度可达厘米甚至毫米级。

  前沿技术集成。导航系统集成材料、电子、动力、能源等技术，同时融合纳米、AI、5G和大数据等技术，实现前沿技术集大成。例如在导航系统内部，纳米工艺使导航定位芯片体积更小、功耗更低且精度更高。在导航系统外围，5G技术的加入，升级导航系统通信功能，不仅拓展信息中继传输方式，还推动天基卫星星座与地基移动通信网络融为一体，提高移动通信质效。

  领域竞争非常激烈。根据国际规则，未在国际电信联盟登记，或7年内未使用导航卫星频率的卫星，将没办法使用此段频谱资源，对应系统也没办法进入国际电信联盟的频率总表并获得合法地位。基于有限的卫星空间轨道位置和无线电频谱资源竞争，各国均投入巨资，确保其导航系统顺利运行。另外，伴随高精度定位技术应用场景范围越来越广，各导航系统的市场规模将空前增大，其在用户资源等方面的竞争将进一步加剧。

  随着导航系统在各行业的渗透运用进一步加大，其在大众定位、公共安全、抢险救灾、城市交通、通信和电力等领域发挥重要作用。

  用户服务领域。通过在智能手机、可穿戴产品、无人驾驶交通工具中嵌入导航模块，人们能随时随地获取地理位置信息。另外，导航系统与互联网、人工智能、5G、大数据等技术的交叉融合，推动各类终端设备实现功能升级，使用者真实的体验也随之提升。例如可享受高精度定位带来的共享单车、网约打车、网上购物等智能交通和物流服务，未来还将出现自动辅助驾驶，AR虚拟旅游等。

  城市服务领域。在全球卫星导航系统支持下，城市公共服务保障能力得到逐步提升。例如，利用导航终端可精确掌握车辆运作状况，监测司机疲劳驾驶。组合运用航空航天遥感影像服务和全球定位服务，可为城市环保、应急救援等提供数据支撑和技术支持。

  地域服务领域。融合运用全球导航系统与遥感、通信、测绘等不一样卫星系统，并结合大数据技术，挖掘利用地理水文气象、农林矿产、交通、通信等信息资源，为区域经济一体化发展提供辅助决策，促进地域经济发展繁荣。

  军事服务领域。现代战争高度依赖态势感知，通过在武器装备等作战实体中嵌入导航芯片，作战部队能够实时掌握己方在作战空间内的分布情况和活动信息。未来导航系统不仅能为陆、海、空、天等多域部队提供实时精准、自主共享的定位导航服务，还将与作战云平台、移动数据通信等技术高度融合，更好地服务于情报研判、指挥控制、作战实施、综合保障等军事活动，提高军队作战能力。