2020年7月31日，是一個中國人民值得銘記的大日子。無論您是在電視機前，還是在使用手機，相信都已經(jīng)接收到各種途徑傳來的重大捷報：北斗正式開通！在北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)建成暨開通儀上，習近平宣布：“北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通！”

全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)取名自天上的北斗七星，北斗七星在古時也是人們用作定方向、定季節(jié)、定時辰的標尺。所以把我們的衛(wèi)星導航系統(tǒng)取名北斗，不但契合它本身含義，也來自于我們自有的文化傳承。

從20世紀80年代提出設(shè)想，到1994年北斗一號建設(shè)正式啟動，經(jīng)過30多年的實踐探索，走過了北斗系統(tǒng)建設(shè)“三步走”的發(fā)展歷程：2000年年底，建成北斗一號系統(tǒng)，向中國提供服務(wù)；2012年年底，建成北斗二號系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務(wù)；2020年，建成北斗三號系統(tǒng)，向全球提供服務(wù)。

中國的北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)、歐洲伽利略系統(tǒng)、美國GPS系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)并稱為全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

為什么要建北斗？

隨著時代的發(fā)展，人們的生活變得越來越富裕，現(xiàn)在的人們不再局限于小小的交友圈，也不再外出認識世界，在我們的現(xiàn)代生活方式中，衛(wèi)星導航扮演著非常重要的角色，無論在日常旅行或交通生活中，它都無法與衛(wèi)星導航分離，除民用領(lǐng)域外，衛(wèi)星導航在軍事領(lǐng)域也起著舉足輕重的作用，飛機、戰(zhàn)斗機和導彈離不開衛(wèi)星導航。

美國GPS是全球?qū)Ш浇缋洗螅鸩阶钤?，?0世紀70年代開始建造。有人會問有了GPS，為什么我們國家還要建北斗？

美國GPS系統(tǒng)于1994年建成，全系統(tǒng)在1995年投入運行。為了保護自身利益，美國在研制GPS系統(tǒng)時使用了兩套不同的標準向用戶提供定位服務(wù)，分軍用和民用兩種定位模式。軍用定位模式最初精度在10米左右，主要供美國軍方及其同盟國使用，目前已經(jīng)可以達到1米以內(nèi)。另一種民用方式向全球開放，最初精度為100米，目前精度可達到5米以內(nèi)。

對于全世界應(yīng)用最廣泛的美國GPS導航系統(tǒng)來說，曾有一段時間，美國在自己的導航系統(tǒng)上添加了干擾性誤差。美國自己知道誤差數(shù)據(jù)、可以直接修正，但其他國家無法修改那時候GPS系統(tǒng)的精度在百米左右。后來全世界抗議，美國才取消了人為誤差，把精度恢復(fù)到10米左右。

美軍的GPS精碼只供美軍自己使用。和平時期，粗碼GPS無論哪個國家均可自由使用，但如果發(fā)生戰(zhàn)爭，美國就可能會根據(jù)戰(zhàn)爭對自己的國家利益影響程度來確定誰可以繼續(xù)使用。如果是美國的敵對國家，為了限制其使用GPS進行導航和精確打擊，美國可以人為減弱或關(guān)閉GPS或加大粗碼的誤差，而美國軍方自己在這一地區(qū)的使用卻不受任何影響。若美國在戰(zhàn)時突然將上空途徑的導航衛(wèi)星關(guān)閉，那么制導武器恐怕就只能依靠原始且精準度較低的慣性制導方式了。

比如93年的“銀河號事件”，美國無中生有地指控中國“銀河”號貨輪將制造化學武器的原料運往伊朗。當時，“銀河”號正在印度洋上正常航行，突然船停了下來。事后大家才知道，這是因為當時美國局部關(guān)閉了該船所在海區(qū)的GPS導航服務(wù)，使得船不知道該向哪個方向行駛?！般y河號事件”使我們清楚地意識到：衛(wèi)星導航，我們一定要自己搞出來！

中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院研究員、博士生導師徐穎曾表示，衛(wèi)星導航系統(tǒng)是一把守護國門的金鑰匙，自己家的這把金鑰匙一定要握在自己人手中。

北斗系統(tǒng)具有“三大特色”

據(jù)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)官網(wǎng)信息，與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)相比，北斗系統(tǒng)具有“三大特色”。

1、空間段采用GEO衛(wèi)星、IGSO衛(wèi)星和MEO衛(wèi)星三種軌道衛(wèi)星組成混合星座，與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)相比高軌衛(wèi)星更多，抗遮擋能力強，尤其在低緯度地區(qū)性能優(yōu)勢更為明顯。

2、提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務(wù)精度。

3、創(chuàng)新融合了導航與通信功能，具備基本導航、短報文通信、國際搜救、星基增強和精密單點定位等多種服務(wù)能力。

北斗系統(tǒng)是全球第一個提供三頻信號服務(wù)的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。GPS使用的是雙頻信號，這是北斗的后發(fā)優(yōu)勢。使用雙頻信號可減弱電離層延遲的影響，使用三頻信號可以構(gòu)建更復(fù)雜模型消除電離層延遲的高階誤差。正因如此，GPS系統(tǒng)也在擴展成三頻信號系統(tǒng)。

除了定位導航授時外，北斗系統(tǒng)提供的短報文通信服務(wù)，是其區(qū)別于美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略系統(tǒng)獨有的功能。

據(jù)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)官網(wǎng)信息，汶川地震時，第一批從震中傳出的救災(zāi)信息就是北斗系統(tǒng)短報文功能完成的。北斗短報文功能已在海洋漁業(yè)廣泛應(yīng)用，在遠海區(qū)域，沒有地面通信基站、衛(wèi)星電話昂貴的情況下，漁民可以通過北斗短報文向家里報平安，開展?jié)O業(yè)生產(chǎn)，進行緊急求救。

北斗未來的應(yīng)用價值，完全不可估量！

據(jù)了解，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是由我國自主建設(shè)運行的重要空間基礎(chǔ)設(shè)施，也是我國迄今為止，規(guī)模最大、覆蓋范圍最廣、服務(wù)性能要求最高的巨型復(fù)雜航天系統(tǒng)。據(jù)環(huán)球網(wǎng)7月29日指出，全球已有137個國家與北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)簽下了合作協(xié)議。

北斗正是開通意義非凡，擁有自己的衛(wèi)星導航體系已經(jīng)成為世界大國的重要標志和大國競爭的科技制高點。目前中國已經(jīng)建成了集芯片，板卡、終端和運營服務(wù)為一體的完整的北斗產(chǎn)業(yè)鏈，并作為國家重點行業(yè)和重點領(lǐng)域的標準，在大眾消費大規(guī)模應(yīng)用。

正如首任北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)總設(shè)計師孫家棟院士曾說的那樣，“北斗的應(yīng)用只受人類想象力的限制”。北斗未來的應(yīng)用價值，完全不可估量！

招商證券指出，近年來，我國的衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2019年我國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)達到了3450億元，其中北斗對產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)值貢獻率達80%，預(yù)計2020年我國衛(wèi)星導航規(guī)模將超過4000億元，北斗產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟重要性持續(xù)上升。

國泰君安指出，北斗導航本質(zhì)上是構(gòu)建精準時空網(wǎng)絡(luò)的底層平臺技術(shù)，是未來萬物聯(lián)網(wǎng)的重要傳感器之一，預(yù)計未來北斗衛(wèi)星將與5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等“新基建”技術(shù)方向互聯(lián)融合、相輔相成，徹底變革國內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施形態(tài)。并且，將為人工智能、云計算、區(qū)塊鏈等基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)中心、智能計算中心等算力基礎(chǔ)設(shè)施提供精準時空信息。

中泰證券表示，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)全面完成部署，全產(chǎn)業(yè)鏈前景廣闊。隨著我國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)量持續(xù)增加，行業(yè)經(jīng)濟效益持續(xù)提升。北斗衛(wèi)星系統(tǒng)作為行業(yè)發(fā)展的核心，對產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值的貢獻率達到80%以上。目前我國已形成以用戶為中心的中下游產(chǎn)業(yè)鏈。其上游主要包括芯片、卡板、天線、電子地圖等基礎(chǔ)元器件；中游包括系統(tǒng)集成、終端產(chǎn)品和軟件；下游以運營服務(wù)為主。北斗有望在5G通信技術(shù)加持下，與大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、車聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)深度融合，在交通運輸、精準農(nóng)業(yè)、智慧城市、航天海事等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，并且促進共享經(jīng)濟的光新興業(yè)態(tài)的成長。

從衣、食、住、行到水、電、氣、熱，從農(nóng)林漁業(yè)到救災(zāi)減災(zāi)……北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)與社會生活深度融入，滲透到經(jīng)濟社會發(fā)展的方方面面。

七禾研究 翁建平編輯整理

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