我国北斗全球系统最后一颗组网卫星发射成功，意味着什么？北斗导航系统有多强？

意味着着美国及其走狗对我国的打压，攻击，排挤，围堵即将进入新高潮，“打卫星”即将成为全球军事科学研究领域的显学。

经天纬地，纵览全與乃天子专权。

在古代，献上本国與图是一种表示臣服，顺从乃至投降的象征动作，再进一步就是献上户口，表示彻底附属于对方。

美国对全球地理信息实时获取能力的排他性垄断，本身就是对江山一统，五洲四海皆入虧中的一种宗主权宣示，有类于古代封建王朝组织的全国田土丈量和土地勘测行为，是实用性和象征性兼备的大礼乐。

而今中国为天下万民提供了第二套可实用的备选方案，把美国加诸于世界的诸多枷锁又减少了一道，把许多国家反抗美国霸权的后顾之忧又削弱了一分。

天下苦美久矣，而今有分庭抗礼，另有格局之人，天下躁动不远矣。

本为天子专权，而今蛮夷为之，美利坚朝堂诸公，必有天悬二日，世有二主之感，焉能不操练三军以图征伐？

既然已经宣示了分庭抗礼的意图，那开弓就没有回头箭了，必须一条道走到底，在继续占有太空非军事化道义高地的同时，使太空军事化的相关技术储备和研究也必须尽早上马。

非甲坚炮利不足以卫和平。

性能参数方面，官网上写得清清楚楚

5 度仰角可见卫星数量

6月23日9时43分04秒200毫秒，我国在西昌卫星发射中心，使用长征三号乙运载火箭，成功发射第55颗北斗导航卫星，这也是北斗三号组网部署的最后一颗卫星，北斗全球星座部署圆满收官。中国人终于全面建成了属于自己的全球卫星导航系统，这是所有北斗人魂牵梦萦的一刻，也是所有国人为之振奋的一刻，中国卫星导航的全球梦终于梦想成真。

北斗全球系统可提供6大星基服务，以及一大地基增强服务，服务功能相对于美俄欧等卫星导航系统功能十分多样和强大。以基本定位服务为例，北斗三号系统星座全球至少可观测6颗北斗卫星；亚太地区由于有高轨卫星，可见卫星数目在7-15颗之间，平均可见数目为11颗左右。

北斗全球系统定位精度，北斗、欧洲Galileo系统、以及美国GPS较新的IIF、III系列卫星的精度相当，均小于1m；美国GPS IIR、 IIR-M卫星由于在轨时间较长，信号精度较新的卫星差，约为1-3m；俄罗斯GLONASS系统卫星信号精度约为2-6m；国内通过星地基增强， 可以达到分米级、厘米级和事后毫米级能力。

一、伟大的事业需要伟大的梦想

在北京市西北角，座落着中国航天城，在中国航天城，有一所有着50多年历史的航天领域总体研究所——北京跟踪与通信技术研究所。上世纪60年代，该研究所应航天测控系统抓总而生，并从此开启了逐梦星空、筑梦太空的伟大征程。自1983年该研究所老所长、“两弹一星”功勋科学家陈芳允院士提出双星定位通信构想以来，该所卫星导航专业团队，从地面系统总体到航天工程大总体、再到国家综合定位导航授时体系技术总体，不断担负起“总体设计部”和“创新排头兵”的使命重任。团队从小到大、从弱到强，已发展成为由二十多名博/硕士组成的总体技术队伍，作为技术抓总支撑建成了我国自主北斗卫星导航系统，为北斗系统的孕育产生和跨越发展做出了重要贡献。

该所作为北斗系统的发源地和总体设计部，业务建设可以上溯到1983年。该所老所长，“两弹一星”功勋科学家、世界著名测控专家、国家863计划发起人之一陈芳允院士是团队创始人。

1983年，陈院士提出“双星定位设想”，即利用两颗地球静止轨道卫星实现区域性快速导航定位并兼有通信功能，该设想具有又省又好的特点，省是只需要两颗卫星，好是独具短信与位置监控能力，符合中国当时的国情实际。1985年，该所成立了由刘志奎研究员牵头的5人论证小组，论证双星定位通信体制，大系统。

1986年底，形成了双星快速定位通信系统总体技术方案，方案瞄准最快的工程进度、最好的经济效益，具有鲜明特色。

1989年6月，完成演示试验方案论证。8月至9月，利用两颗东方红二号甲通信卫星进行双星快速定位系统演示试验，在北京演示点获得20、30米的定位精度，试验获得巨大成功，为北斗一号立项奠定了坚实基础。

同年11月，召开双星快速定位体制与演示系统鉴定会，刘志奎研究员代表课题组作报告，各方对成果高度认可。

从提出设想到北斗一号立项，十二年一个轮回。1994年，北斗一号工程立项，正是北斗总体团队12年如一日的探索坚持和孜孜以求，才有了我国卫星导航系统从1983年提出设想到1994年工程启动实施的新开始。2000年，两颗北斗一号卫星成功发射，北斗一号系统建成并投入使用，标志着我国成为继美、俄之后世界上第三个拥有卫星导航系统的国家。

二、伟大的事业需要伟大的人民

在北斗研制建设团队中，承担技术总体任务的这支特殊的队伍，圈内人亲切的称之为工程大总体。这支队伍，源于我国著名科学家、中国航天奠基人钱学森的工程控制论和总体设计部思想。这支队伍组织完成了北斗一号系统的前期论证和演示验证，是北斗系统的发源地；这支队伍论证提出我国北斗系统的发展战略、技术体制、建设规划，在北斗发展的每个关键阶段，为国家重大决策提出意见建议，是北斗事业的智囊团；这支队伍，立足我国实际，着眼世界一流，引领工程全线在思维理念、方案体制等方面大力创新，是北斗创新的领头羊；这支队伍，负责系统论证设计和工程建设的技术抓总，组织完成各阶段方案设计和重大技术问题协调，是北斗建设的发动机。

1、作为总体设计部，科学规划了北斗“三步走”发展战略，绘就了世界一流卫星导航系统发展蓝图，北斗用20余年走过了美俄近50年的发展历程

2、筚路蓝缕，玉汝于成——始终以更高标准、更先进的理念建设北斗

工程总体基于系统工程的科学方法，创建总体设计、协调、试验、评估、集成、运行六位一体的工程大总体工作体系，对工程全线关键节点技术流程和计划流程进行了全局优化，一方面，确定系统基本技术基线，明确状态，加快组网部署；另一方面，提出迭代演进的增量发展思路，为实现北斗系统从优到强奠定坚实基础。北斗六大星基服务中，全球短报文、国际搜救、精密单点定位等三大服务都是北斗三号增量发展计划确定，事实证明，增量发展计划的成功实施夯实了北斗世界一流的国际地位。

面对复杂的空间环境，通过自主故障处理和维修、备份设计、高可靠的芯片和元器件等，可保证卫星十年甚至更长寿命。北斗三号组批生产，解决了复杂组装、快速验证、多星发射等一系列科学和工程难题，实现了星箭组批生产；创新建立了卫星、运控、测控、星间链路、应用等各大工程一体化的对接模式，每组卫星对接时间大幅缩短，有力支撑了高密度组网发射。

在北斗系统的研制建设中，正是这种严慎细实和追求卓越的精神，才最终实现了重要产品零缺陷、密集发射零风险、运行服务零故障。在工程总体的科学统筹下，北斗系统创新发展、迭代演进、步步为营，从追赶、比肩再到超越，实现了世界一流卫星导航系统的目标。

3、工欲善其事，必先利其器——以量化可信客观的验证手段支持北斗研制建设，把好出厂质量最后一道关

我们建立了多样化的星地试验验证和评估手段，其中值得一提的是卫星导航系统全系统、全规模、全要素的地面试验验证系统，它是一个代表北斗星地真实状态、软硬协同、虚实结合的仿真试验平台。该平台能够全面检验卫星状态以及信息流、时间流和控制流的协调性、匹配性和正确性，为卫星出厂质量“把好最后一道关”。

北斗三号一年10箭19星的密集发射速度，远超过美国GPS系统一年6星、俄罗斯GLONASS系统一年9星、欧洲伽利略系统1年6星的发射速度。特别是在全国新冠疫情防控期间，北斗三号第54、55颗卫星成功发射，进一步提振了国人士气信心。

4、大国重器，自主可控——北斗走出了一条具有中国特色的重大工程自主可控发展道路

自北斗工程正式立项以来，工程全线始终按照自主可控要求，强化政策导向，建立长效机制，突破瓶颈环节，实现了关键器部件100%国产化，走出了一条具有中国特色的重大工程自主可控发展道路。宁可指标低点、价格高点，也要大胆使用国产化产品，理念上的创新，观念上的转变，为北斗实现自主可控提供了优质土壤。

现在，北斗单星器部件国产化能力由“十一五”末的84%提升至100%，根本上扭转了关键器部件依赖进口的局面，北斗三号卫星核心单机和元器件百分之百国产化，做到了完全自主可控。终端产品方面，国产芯片、模块等关键基础产品取得全面突破，性能指标与国际同类产品相当，达到国际先进水平，并已形成一定价格优势，彻底改变“十一五”末卫星导航终端基础产品受制于人的局面。

在自主可控发展道路上，北斗人深深体会到，关键核心技术产品是大国重器，是要不来、买不来、讨不来的，只有自主创新，始终把关键技术掌握在自己手中，才能赢得北斗系统发展的主动权。

5、融入世界，服务全球——北斗积极加入国际标准，全球影响力不断提升

2005年，北斗成为联合国全球卫星导航系统国际委员会(ICG)认可的GNSS四大核心供应商之一；2011年，北斗作为核心星座进入国际民航标准工作程序；2014年，北斗取得国际海事应用合法地位；2015年，北斗成为国际移动通信标准支持的全球系统。随着北斗全面建成，我们将进一步推动北斗高精度、高完好、导通融合等多样化特色服务在全球落地，更好地服务世界各国经济社会发展。

三、伟大的事业需要伟大的精神

“两弹一星”元勋陈芳允院士是这个团队的创始人，“两弹一星”元勋孙家栋院士是这个团队的领路人，北斗三号杨长风总师是团队新时代的领路人。在以陈院士、孙院士为核心的老一辈科学家的带领下，在工程现任杨长风总师的带领下，北斗总体团队践行钱学森系统工程方法和思想，大成智慧、静水深流，通过几十年的工程实践，锻造了一支忠诚使命、堪当重任的航天劲旅。

在系统建设中，团队坚守航天文化、北斗文化和总体文化精神家园，丰富沉淀出“传承基因、担当引领、开放包容、协作创新”的北斗特色总体文化，成为我们的最大战斗力。

栉风沐雨，薪火相传，北斗人与北斗共成长。正是这种精神，孕育建成了我国自主北斗卫星导航系统，成就了北斗系统服务世界、服务全球的伟大梦想。

四、以实干担当推动北斗事业继续向前

岁月不居，时节如流。2018年，北斗三号完成基本系统建设，开通全球服务，北斗成为我国实施改革开放40年来取得的重要成就之一；2020年，北斗系统全面建成，向全球提供服务；2035年，我国还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。过去的几十年，这个团队走的很艰辛、很坚定、很充实，创业、守业、拓业，用奋斗定义着青春的时光。从思想提出到工程落实，在砥砺前行中看到曙光、看到希望、看到未来，靠总体技术和思维定力确定方案，每一步都选择了正确的路线，更了不起的是这每一步都走成了。杨长风总师总结的“五”千万工程，调动千军万马、经历千辛万苦、攻克千难万险、造福千家万户、功在千秋万代，体现了这一路的不易和贡献的卓著。

新时代，是奋斗者的时代，站在新的历史起点，北斗总体团队将不忘初心、牢记使命，着眼未来、接续奋斗，努力打造世界一流卫星导航系统，建设完善国家综合时空体系，筑梦新北斗、筑梦新时代，做新时代努力奔跑的追梦人。

怎么说呢，

世界上60-70%的手机由我国设计制造。

在美国之外的地区，中国产的手机占有率远远高于苹果和三星。

我国的几大手机生产商，HOVM、一加、传音、魅族，姑且算上某良心吧，

理论上完全可以为了降低成本，在定位方式上，完全使用北斗芯片，而不同时使用GPS芯片。

那么，出不了5年，GPS就有可能因为用户数量不足而收益下降，以致于收益不足以弥补发射替代新卫星的成本，而玩不下去。

其实，即使从纯商业的角度，北斗芯片的出货量大，比GPS芯片便宜，那么大家就会更多地使用北斗芯片。然后量大收益大，新卫星循环迭代快，性能进一步提高，价格进一步下降，然后用户数更多，，，

而GPS芯片用户一旦减少，收益下降，只能提价，减慢新卫星发射频率；然后性能下降，用户进一步减少，进一步提价，新卫星发射进一步减慢，性能继续下降，，，

然后，GPS项目可能沦为和俄罗斯的格罗纳斯一样成为纯军方的项目。。。

1993年

我国银河号货船被美军怀疑向伊朗运送化学武器。

美军为了拦下这艘货船干扰民用GPS波段，虽然他们能用一万种方式拦下一艘发展中国家的货船，但还是少不了最羞辱他人的方式，以体现自己霸占了这个星球。

大海如同美国人的厅堂，此时被关掉了灯。我们被困在了黑暗中。

银河号如同一个无辜的少女，在黑暗中被恶汉搜身。没有任何凭据，没有任何证物，也没有任何道歉。

那时的我们每个人眼中都有团火。有人恨不得一炬燎原，也有人恨不得点燃星空。

1994年

北斗一号系统工程启动。

1996年

李登辉上台，台独势力得势。台海危机爆发。

解放军试射导弹以震慑台独分子。三发试射。

第一发命中。后两发“失踪”。大大偏离目标。

没错，美国人再次“关停”了GPS系统，令导弹失准。

我们连收复自己领土的军演都成了笑话。

“不能再有半点战略设施接触GPS了。”

现在看起来，军事上使用GPS简直匪夷所思，可你知道中国GDP世界第二也是近几年的事。等我们老了以后回想起若干年前我们的支柱企业还在用美国的芯片，何尝不是难以置信?

弱小的耻辱，有多难受，这代孩子真的体会得到吗？你们体会的只是不够强，最多是败下阵来。你们没体会过祖国被玩弄的感觉。

完全自主发展很难，每个人都了解这一点。

于是北斗开始和欧洲伽利略项目合作，投入大量资金以示诚意成为合作方。然而他们带着典型的欧式傲慢对中方百般羞辱，将我们排挤。

2007年，北斗正式被踢出了伽利略计划。

我们没有灰心丧气，反而越挫越勇。曾经那是无数人认为我们永远独立做不出来的东西，和航母一样。

我们忍辱负重，绝不低头。

2016年，南海对峙。

这是冷战结束之后世界上最大规模的军事对峙，美国派出两个航母战斗群抵近南海，与中国海军摆开阵型，战争一触即发。

美军新闻管制后，记者一个字都发不出来，航母舰队仿佛一度消失于这个世界。那是南海最恐怖的时刻，因为当美军航母的消息再次出现于媒体，如同海怪上浮。届时很可能就中美要有胜负，我们中许多人的人生会就此改变。

如果我们还有任何军事设施依赖GPS，恐怕我们根本没有资格对峙。如果我们当年没有用屈辱惊醒自己，招来的会是如同笑话一般的惨败。

最后海怪上浮，英雄也还活着。

是的，我们赢了，兵不血刃。

美军航母编队暴露，我们登报暗示美军航母的坐标，美军依“发现即摧毁”的原则撤了兵。

正如基辛格的名言“中国人总是被他们之中最勇敢的保护的很好。”

和平不是求来的，是挣来的。

你以为世界已经很糟，我们不如美国，所以我们都该回炉重造？

你只是不知道我们本来还可以更糟。总有人顶着屈辱替我们扛到现在，然后留你坐在空调下拿键盘抱怨，而不是在物资短缺中和别人抢食物。

2020年，我们眼睁睁看着弗洛伊德被白人警察欺凌致死，周围没有人能帮他。美国人维护所谓治安时暴虐无道，其场面总能令我们觉得似曾相识。

不妨让时间回到1993年的，在印度洋公海之上，那失去信号的银河号漂流着，等待他们的是世界警察的搜查与指控。航行万里也如寄人篱下，若被欺凌便不能呼吸，我们是何其的相似？

在那被困公海的日子里，有没有那么一个夜晚，银河落海，船员却对着满天繁星问道：

“天上为什么没有北斗星照着我们回家？”

2020年6月23日9时43分，北斗卫星导航系统第55颗卫星搭乘长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心成功升空。自1994年开始预研的北斗卫星导航系统终于完成全部组网星座发射任务，正式建成！

图片来源：央视新闻

北斗卫星导航系统（以下用北斗指代），将中国人千百年来“寻路靠北斗七星”的经验变成现实，也在方方面面彻底改变了中国人的生活方式。本文将围绕关于北斗的十个经典问题，详细解读这个宏大工程的意义。

一、为什么有GPS还要做北斗？

美国的GPS起步于70年代，经过多年发展、尤其商业运作以后，已经走入人们日常生活中。但是，它的本质是军用卫星导航系统，隶属于美国空军，毫无疑问会时刻以本国利益为第一位。在实践中，卫星工程师不仅能在信号方面增加干扰、欺骗手段等，还能停掉某一地区的服务，芯片定价权和使用权限等也在他们手中。

例如，GPS开放民用服务后，普通用户只能使用定位精度更差且增加了选择可用性（干扰）的民用码定位服务。2000年5月2日，为打压俄罗斯GLONASS（格洛纳斯，俄罗斯军民两用卫星导航系统）的商业化空间，GPS系统选择主动去掉干扰参与竞争，定位精度瞬间提高10倍以上。但这也意味着，它可以随意恢复任何干扰、甚至彻底停止区域服务。这类事情在近些年印巴冲突、中东地区冲突中屡见不鲜。

当天06:00时GPS系统去除干扰后，定位精度大大提高（图源：http://schlaggo.de）

GPS目前几乎用在了美军任何一种需要定位的武器中，民用方面也占据着全世界千亿美元计的巨大市场。因而，无论是事关国家国防安全，还是导航应用市场的巨大商业利益，中国都必须拥有自己的卫星导航系统，这个领域不会存在真正意义的国际合作。

目前，只有美国、俄罗斯、中国、欧盟先后建立了全球卫星导航系统，日本、印度建有区域卫星导航系统，这几个国家/地区都把相应系统作为发展中的重中之重，意义可见一斑。

二、为什么北斗有三种轨道？

美国、俄罗斯和欧洲的星座只部署在距离地球约20000千米的中远地球轨道（MEO），以实现轨道周期（约12小时）与信号覆盖范围的最佳平衡。为达到全球任一点都能收到4颗卫星信号以实现定位授时的目标，至少需要24颗卫星保证服务质量。

日本和印度星座仅服务本国，选择了轨道周期与地球自转同步的轨道，距离地面35786千米，从地面观测相对稳定。其中，日本QZSS高度依赖美国GPS系统，使用至少3颗卫星运行在倾斜地球同步轨道（IGSO），保障日本高纬度地区和城市高楼林立环境下的使用。印度由于更加靠近赤道，在IGSO之外还使用了定位于赤道上空的静止/同步地球轨道（GEO）。

北斗卫星轨迹在地面投影：蓝色8字形轨迹为IGSO卫星，红色定点为GEO卫星，绿色为MEO卫星（未全部展示所有卫星，图源：http://doi.org/10.1038/srep04692）

而对于北斗而言，“小孩子才做选择，我全都要”！北斗兼具了MEO、GEO和IGSO三种轨道。MEO(倾角55度、高21500千米)，保证全球高精度定位。主要运行在亚太地区的GEO（倾角0度，高35786千米）和IGSO（倾角55度，高35786千米）则保证亚太和“一带一路”地区更高精度定位。

三、为什么北斗有一号、二号、三号？

卫星导航系统是一个庞大的工程，它是大型航天载荷发射技术、大型星座运营维护技术、高水平通用导航卫星平台研发技术、无线电远距离通讯技术、高精度星载原子钟技术等诸多高精尖技术的集大成者，门槛极高，其中任何一项都面临严苛的技术封锁。但困难从来都不是“造不如买”的借口，从1994年开始，中国航天人一步一个脚印，筚路蓝缕，攻坚克难啃硬骨头，把整个北斗建设过程分成了三步走策略，也就对应北斗一号、二号和三号。

北斗一号主要是试验系统。在2000-2007年间发射了4颗试验性质卫星，全在地球静止轨道，它以区域测试服务为主要目标，目前已全部退役，不算入正式星座。

北斗二号主要是区域导航系统。在2007-2019年间共计发射了20颗（包含备份星），8颗为GEO卫星、7颗为IGSO卫星，主要服务亚太。5颗为MEO卫星，仅能提供有限的全球覆盖。系统总体上服务于亚太地区。

北斗星座示意图（图源：北斗办）

北斗三号是全球卫星导航系统。从2015年至今共计发射了35颗，其中5颗为测试性质，不提供服务。正式星座中，3颗为GEO卫星，3颗为IGSO卫星，24颗为MEO卫星，向全球提供高精度、全天候、全天时的导航定位授时服务。

于此同时，卫星平台也在不断大幅改进，不同北斗卫星（包含试验星）在东方红3号等卫星平台基础上反复改进，演化出了10余个版本，难度可想而知。目前北斗二号大部分卫星依然在正常工作中，因而实际处在运行状态的北斗星座超过40颗，大幅超过了GPS的32颗，未来随着北斗二号部分卫星逐渐退役，总数会降低，但会维持在30颗以上。

四、为什么北斗都用长征三号甲系列火箭发射？

长征三号甲系列火箭是我国的王牌火箭，最大特点是第三级采用了比冲（衡量发动机工作效率的指标，越大越好）更高的液氧液氢发动机，因而它也是长征火箭家族用于发射更高更远任务的专属火箭，例如嫦娥、风云（二/四）、各种通讯卫星等，北斗家族同样如此。

从左至右：长征三号基本型、甲型、乙型和丙型火箭对比（图改自：GW_Simulations）

经过多年成熟发展，长征三号火箭形成了四种主要构型，基本型已于2000年退役。目前现有长征三号甲、乙和丙三种主要型号服役，以及近10种改进版本。相比较长三甲，长三乙/丙增加了助推器，且做了大幅升级，能力更强。其中长三乙不仅携带了4个助推器（长三丙2个）、还可携带远征上面级，能够执行北斗一箭两星任务，能力最强。北斗所有发射任务中，长三乙实现了15次一箭两星任务，运送了30颗卫星入轨，可以说是王牌中的王牌！

五、为什么北斗能服务无限个用户？

北斗三号是一种无源定位系统，每一颗导航卫星的本质就是告诉你这么一个事情：现在几点了（时间ts），我在哪里（xs，ys，zs）。当你（接收机）收到信号时，可以通过比对，得到接收机上时间与接收到的卫星信息显示时间之间的差值，这个差值乘以光速就是你和卫星之间的距离。还有一个方法是数中间隔了多少个信号波长。卫星由于有专门的科学家维持，它的位置极其精确，误差在1厘米级别；卫星上搭载的钟是原子钟，几百万年才可能错1秒，因此，它的所有信息几乎可以被认为无误差。

那么你只需要解出四个参数：在地球上的三维坐标x，y，z和钟差t（毕竟用户的石英钟不可能和原子钟精度相比，需要把它的误差做一个未知数解出来）。观测到四个卫星，就可以构建四个方程，解出四个未知数。

用户只需接收到四颗卫星信号，即可精确确定自身位置和时间（图源：http://doi.org/10.9790/0661-17333441）

所以，对卫星而言，永远只做一件事情：往地面发信号，一直在说我在哪儿，几点了，卫星不需要做任何辅助你的计算。用户只要能收到信号进行解算即可，与这些卫星没有任何交流，也不消耗它们任何一丝能量，这也就意味着，理论上用户量是无限的。而且，每一位用户都可以享受米级定位精度和纳秒级授时精度。

2020年6月14日全球可以看见的北斗卫星数量分布图，可以看出能实现全球定位（>3），且亚太地区数量更大、定位精度更高（图源：北斗办）

六、北斗有哪些特色绝活？

北斗有一系列特色技术，举三个小例子。

星间链路技术，各个卫星之间可以彼此通信联络。这样仅需在中国境内对卫星进行主控、监控和信息注入，既解决了全球建站安全性的问题，也可以降低运营成本，卫星之间可以互为校正，也有助于提高服务质量，增强抗干扰能力。

2008年汶川地震灾难时，15勇士在通信完全中断的情况下完成了“惊天一跳”，他们就带有北斗系统接收机（图源：央视网）

短报文系统，通过卫星实现天地双向通信，而其他几个系统仅能单向接收卫星信号。这意味着卫星可以向拥有此项授权服务的接收机发送专属讯息，特殊环境（大洋，荒漠，深山、极地）、灾难救援和军用环境下价值意义巨大。

部分北斗卫星还携带了国际Cospas-Sarsat卫星辅助搜索和应急救援计划的有效载荷，在发生紧急情况时，可以参与国际合作的应急救灾工作中。

七、北斗能怎样服务于科学研究？

北斗最大的特点是高精度授时和定位，对于科学应用而言，高精度接收机可以利用载波相位信号和差分技术等轻松实现厘米级定位精度和毫米级基线精度。笔者从事低轨卫星精密定轨技术研究，本质就是用星载的接收机给卫星确定位置，也可以实现1厘米级定轨精度。在高精度卫星轨道的辅助下，卫星上的精密仪器也可以大展身手。因此，卫星导航系统的出现，使得人类对地球重力场、地球磁场、大陆板块运动、地球自转、海洋潮汐、冰川极地、自然灾害等地球科学的研究达到了前所未有的高度。

利用卫星导航系统对低轨卫星精密定轨已成为科学卫星应用的常态（图源：ESA）

除了助力地球科学的研究，在其他领域，北斗也有极大的促进作用。例如，卫星信号需要穿过复杂的电离层和对流程等抵达地面，北斗更是有三个主要频率，每种信号受到的影响不同。当它们集合在一起，就提供了能帮助大气研究的海量信息。再例如，北斗的高精度原子时，可以用来同步大型科学试验，精准授时。除此之外，北斗还会带动一系列通讯、电子、芯片等产业的大发展，促进多个行业的科学研究。

八、北斗能怎样服务于普通大众？

普通人的生活已经离不开导航卫星了，北斗也在迅速融入，为大家提供更好的服务。最典型的莫过于定位服务，例如地图导航、共享单车/打车、快递查询等，彻底改变了现代人类的生活。

依赖卫星导航的无人机和农用机械已经在逐步颠覆传统农业形式（图源：Pixabay）

交通系统高精度时刻表、国家大型电网输电、金融系统超高频交易、通讯终端永远准确的时间，都有北斗原子钟的身影。大型基建工程，高铁、大桥、机场建设，都需要北斗定位。农林牧渔，交通运输、水文监测、气象预报、地理测绘、森林防火、电力调度、救灾减灾、应急搜救，面积测算等，都需要高精度卫星定位服务。而目前很多新技术，例如自动驾驶、无人码头，自动化农业，无人机植保等，也离不开北斗的强大支撑。

九、北斗的未来是什么？

北斗在完全建成之后，将会继续保持一定频率的卫星发射活动，以替换逐渐退役的老卫星，常态维持至少30颗的全球服务星座。北斗卫星也将不断升级，提供更好的定位服务。与此同时，在低轨（数百千米高轨道）可以建设导航增强星座，在地面、尤其是城市高楼林立环境中，可以建设辅助站点，最终实现实时动态厘米级定位精度，大大提高北斗的定位精度，实现空天地信息一体化。

在备受关注的商业方面，随着人类社会对物流和定位的需求越来越高，北斗的商业应用价值也会被极大开发。按照欧洲全球定位研究中心的估计，2025年左右世界范围内的卫星导航定位设备需求量将超过92亿部，年产值将超过2680亿欧元，这是个海量的市场，其中亚太市场的增长速度更将傲视全球，年增速可以达到40%以上。在这片红海中，北斗无疑是最有潜力狙击GPS系统的一个。规模化的应用会大幅降低硬件收费水平，进一步确定商业市场领先优势，从而形成正循环，最终达到一个理想的状态——实现系统长盛不衰的同时依然能快速迭代。

人类已经进入卫星导航的时代，且永远无法离开导航卫星了。