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  • 北斗导航已经完成组网两年, 为什么我的手机无法用北斗导航呢?

    2020年6月23日,长征3号乙运载火箭点火成功,将北斗三号最后一颗全球组网卫星送入预定轨道,至此,北斗导航系统星座部署全面完成。

    我们的手机也已经用上了北斗导航,只要不是苹果。

    银河号事件、伽利略计划让中国下定决心研发北斗导航

    你知道当年没有北斗导航,我们有多憋屈吗?

    1993年,银河号事件:

    1993年7月2日,中国银河号邮轮突然接到美方要求:“停航,接受检查”。美方给出的理由是:中央情报局怀疑银河号上载有违禁品,但,拒绝提供人证、物证。

    我方断然拒绝这一无理要求,于是美方关闭了银河号GPS信号,银河号失去了目标航线,不敢贸然航行,只能在海上漂泊。就这样在大海上漂了一个月,船员们断水断粮,差点饿死。

    为了保证船员们的安全,我方只能同意美方登船检查,美方登船后把所有货柜全部打开(包括第三方国家的货柜),然而船上根本就没有他们所说的违禁品。事后,美方连一句道歉都没有,大摇大摆地走了。

    2003年,伽利略计划:

    2002年3月,欧洲打造“伽利略”卫星导航系统,邀请中国加入该计划,并承诺资源共享、技术共享。

    实际上,欧盟只是为了解决资金问题,根本不想和中国共享资源。

    2003年,我方出资2.7亿美元参与伽利略计划,同时,日本、韩国、澳大利亚特加入了这个计划中。

    但是,欧盟一直不让中国接触核心技术(原子钟、芯片)。我方相当于“携资金入剧组”,居然连剧本也不给看?

    2005年,我方直接提出共享“原子钟”技术,没想到欧洲人直接翻脸了,要把中国踢出伽利略计划,我方大为震怒,直接宣布退出伽利略计划。

    银河号事件、伽利略计划,挑战了我们的尊严,挑战了我们的底线,也让我国下定决心研发自己的导航系统——北斗导航系统。

    开始研发自己的北斗导航系统:

    20世纪70年代,“两弹一星”的先驱就意识到导航系统的重要性,也曾探索过相关理论,甚至立项了“灯塔计划”,但最终因资金和技术问题,被搁置起来。

    确定三步走战略:

    1983年,陈芳允院士提出了“利用2颗卫星来测定地面和空中目标的设想”,即:双星+地心+地面控制中心=定位。这样的方案周期短、投资少,非常适合当时中国的国情。

    之后,东方红一号总设计孙家栋创造性提出了“分步走”战略,先试验后建设,先国内后周边,先区域后全球。

    前进的道路是曲折的,但现在终于有了路。

    北斗导航“三步走”的方案最终被确定下来:

    第一步,2000年建成北斗一号系统,向中国提供服务,同时积累技术经验、培养专项人才,研制一些地面应用基础设施设备;

    第二步,2012年,建成覆盖亚太区域的北斗卫星导航系统,具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时及短报文通信服务能力;

    第三步,2020年左右,建成由5颗静止轨道和30颗非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统,具备全球无源服务能力。

    发射第一颗北斗导航卫星:

    2000年10月31日,第一颗导航定位卫星“北斗导航试验卫星”在西昌卫星发射中心成功发射,并进入预定轨道。

    这颗卫星由中国航天科技集团研制,也是我国自主研发的第一颗北斗导航卫星。采用了“长征三号甲”运载火箭发射,也是我国长征系列运载火箭第63次飞行。

    “北斗导航试验卫星”的成功研制和发射,标志着我国获得了独立自主和快速有效的定位手段,也标志着我国在卫星导航技术领域取得了重大突破。

    发射首颗新一代北斗导航卫星

    2015年3月30日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功将首颗新一代北斗导航卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。

    该星的成功发射标志着我国北斗卫星导航系统由区域运行向全球拓展的启动实施。

    此次发射的新一代北斗导航卫星,是我国发射的第17颗北斗导航卫星,将开展新型导航信号体制、星间链路等试验验证工作,为北斗卫星导航系统全球组网建设提供依据。

    发射最后一颗组网卫星:

    2020年6月23日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗三号最后一颗全球组网卫星,并成功进入预定轨道。这是长征系列运载火箭的第336次飞行。

    至此,北斗导航系统星座部署全面完成,比原计划提前半年全面完成。

    我国开始向北斗导航用户提供全天时、全天候、高精度全球定位导航授时服务,以及星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务。

    我国正式成为继美、俄之后第三个具有自主卫星导航系统的国家,极大地推进了我国空间信息的发展,为国防建设和国民经济建设作出了重要贡献。

    北斗导航系统是如何解决关键难题的

    为什么美国拿北斗导航系统没辙呢?因为核心设备都是我们自己研发的。

    拿到频率

    资源对于任何行业都尤为重要,导航领域也是如此。导航领域有一种关键资源就是频率。

    20世纪80年代,频率资源充沛,那时的GPS和GLONASS不存在频率争夺的问题。而到了我国建设北斗时期,频率资源已经很紧张了,优质频率资源被发达国家瓜分得所剩无几。

    当时,国际电联规定:“各国均可平等申请新资源使用权,但必须在7年有效期内发射导航卫星,并成功接收传回信号,逾期则自动失效。”

    当时优质频率还剩一段,而且还有一个强劲的对手法国。要想拿到这个频率,就必须要在2007年4月17日接收到北斗导航的信号。

    于是数万人,开始了北斗大会战。2007年4月11日卫星研制成功,准备发射。突然,卫星上的应答机突现异常。

    为了确保万无一失,技术人员决定把安装好的卫星拆开检查。时间紧,任务重,技术人员72小时,不休不眠,成功地排除了故障。

    2007年4月14日,卫星发射成功,进入预定轨道。17日20时许,北京清晰地接收到来自这颗卫星的信号,全国上下沸腾了。

    距离频率失效的时限不到4个小时,中国队“压哨破门”,成功拿到了卫星导航的入场券,法国彻底傻眼了。

    北斗导航频率为:B1:1561.098±2.046MHz;B2::1207.14±2.046MHz;B3::1268.52±10.23MHz。

    研发原子钟:

    原子钟是卫星导航系统的心脏,原理复杂、技术难度独大,美、俄、瑞士等国拒绝分享这一关键技术。

    这种高难度技术只能交给中科院来攻关,经历了无数次摸索、打磨,上百次试验,中科院武汉物理所发明了全新结构的开槽管式微波腔技术。

    这一技术利用小体积原子气室激励出高强度原子跃迁信号,获得了中、美两国发明专利授权。

    随后,航天科工203所开始对星载铷原子钟展开技术攻关,白天调试,晚上测试,一干就是一整天。

    2005年,航天科工203所成功交付了我国首批星载铷原子钟,我国原子钟自主化迈出了一大步。

    随着科研团队夜以继日地攻关,原子钟的难题一个一个被攻破,“北斗三号”系统上的原子钟计时精度达到100亿分之3秒,与美国GPS原子钟并列,跻身国际顶尖水平。

    解决芯片难题

    北斗导航在第一代、第二代时,依然无法摆脱美国的芯片技术,随着国内研发力度的加大,到了第三代,北斗系统已经全面更换成国产芯片了。

    例如:抗干扰天线的核心元件基带芯片,创造了“当年立项、当年完成”的芯片研发传奇,顺利地实现北斗抗干扰天线核心器件国产化。

    基带是负责信号的接收、数字化处理、干扰抑制处理等工作,并有效地过滤、屏蔽绝大部分干扰信号,创造一个相对干净的导航信号传输环境,有效保证用户设备的工作稳定性。

    该项目由国防科技大学完成,国防科大孙广富教授带领团队日夜攻坚、坚持稳健设计、有效解决了批产一致性、复杂环境适应性等技术难题,成功的研发出国产基带芯片。

    中国航天科技集团772所自2003年起开始自主研发北斗系统芯片,成功研发了宇航级国产CPU芯片,达到了国际先进水平,在某些抗辐射指标上,比国外的一些产品更有优势。

    此外,772所还为北斗系统提供了近40款自主研发生产的产品,在上面级控制板上的15种电路中,772所提供了12种,并且都是自主研发。

    国产北斗芯片工艺也由0.35微米提升到了28纳米,并应用在物联网和消费电子领域。

    你的手机已经使用上了北斗导航系统

    如果你是用的是华为、荣耀、小米、OV智能手机,那么你已经在使用北斗的定位和导航服务了。

    手机能否使用北斗导航,一方面看是否在北斗的信号覆盖范围内;另一方面看手机芯片。

    信号覆盖方面:

    2000年时,北斗信号就已经覆盖全国了,在国内就可以接收北斗信号,当然那时候的手机还不具备这个功能。

    2012年,北斗信号覆盖了亚太地区,在亚太地区均可接收北斗信号,当然前提是手机芯片签署了相关协议。

    2020年6月,北斗组网成功,信号覆盖全球,只要手机是华为、荣耀、小米、OV就可以使用北斗的定位服务。

    手机芯片方面:

    理论上,2015年后生产的安卓手机都可以扫描到北斗卫星。

    北斗信号的获取主要取决于手机处理器中集成的定位芯片,目前大多数安卓处理器都能同时支持GPS和北斗,唯独苹果不支持。

    高通处理器:骁龙800、600、400系列;联发科处理器:P10、P20、天玑系列。

    华为海思从麒麟930开始就一直支持北斗,麒麟处理器集成的Hi1101四合一芯片可以同时接收GPS、北斗和GLonass三种信号。

    苹果手机不支持北斗,除了部分iPhone11,(iPhone11部分使用的英特尔XMM7660芯片,是支持北斗的)。

    也就是说,除了苹果之外,三星、华为、OV、小米、一加、魅族、HTC、努比亚等品牌的大部分型号手机都支持北斗定位。

    因此使用苹果手机的网友要注意了,一旦美国关闭GPS,你的手机将无法定位导航。

    北斗导航系统还用在其他很多民用领域

    2008年5月12日,我国汶川发生里氏8.0级特大地震,网络中断,外界无法获得震区的信息。

    救援部队携带了上千台北斗导航设备进入灾区,不断发回实时灾情数据,挽救了无数的生命,北斗被称为“生命电波”。

    2020年4月30日,我国启动珠穆朗玛峰的测量工作,为此提供重要数据的就是我国的北斗导航系统。

    新冠疫情期间,武汉紧急建设雷神山、火神山,为了确保放线测量工作一次完成,北斗导航系统提供了高精度的测量服务,为武汉赢得了宝贵的时间。

    你拿到的快递、出门坐的汽车、手机使用的导航等等都使用了北斗导航的定位服务。

    此外,大型客车、学生校车、危险品运输车等强制安装北斗终端,有效降低了违章违规行为,最大限度地保护了人民生命安全。

    到今天,北斗已经广泛应用于交通运输、农林渔业、水文监测、通信授时、救灾减灾、公共安全等领域,产生了显著的经济效益和社会效益。

    写到最后

    中国北斗卫星早已经应用在民用领域了,最早可追溯到2000年。

    而今天,只要你使用的是安卓手机,那么你就在使用北斗导航的定位服务。

    北斗导航已经应用在交通运输、农林渔业、公共安全等民生领域。

    北斗导航一直在我们身边,无时不刻的为我们提供服务。

    我是科技铭程,欢迎共同讨论!

    作者:admin  发布时间:2022-09-20  点击数:

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