陈伟义: 听说北斗之王？北斗三号: 所有这些技能

北斗一号（2003年）北斗卫星导航测试系统已经完成（作者制作）

北斗二号（2012）多星区无源导航系统已建成（作者生产）

北斗三世（2020年）北斗全球体系基本体系完成（作者制作）

技能1: 卫星间链接

星际链路（作者制作）

几十年来，美国的GPS统治者一直是国王. GPS在全球范围内部署非常重要，他的“防御塔”无处不在，一群弟兄在他们面前“承受伤害”. 然而，“成长中的花屋”很难像“鹰嘴酱汁”那样在世界范围内建立自己的地面站，因此海外卫星的数据传输通道成为一个问题. 因此，北斗三世推出了一项技能: 卫星间链接（即在卫星之间建立通信测量链接）！

北斗采用Ka波段中速卫星间链路来实现卫星间和卫星到卫星的传输，以及卫星与卫星之间以及卫星与地面站之间的链路通信. 不仅如此，卫星间链接还允许卫星在空间中相互测量和校准，从而自动维持其编队. “卫星之间携手并进，让我们一起走在革命道路上. ”这就像北斗卫星拉动微信群一样，每个人都可以快乐地“聊天”. 即使与地面断开连接，它仍然可以照常提供服务！

借助星际链接，我们可以依靠全球站点的建设并与星座中的任何卫星连接，我们可以依靠领土上的地面站来管理全球卫星，从而使我们的导航系统能够运行独立，并具有很强的抗干扰能力. 我们不再需要担心其他人发射“冷存储技能”而造成“伤害”，也可以与其他类型的卫星相关联，网络的数量可以达到数百个，从而实现我国卫星的互连. “天地之间万物互联”不远！

卫星间链路仿真图（由作者制作）

技能2: 高精度原子钟

时间准确性是卫星导航的“生命之门”. 天地之间的时间越同步，误差越小，定位精度越高. 几乎所有的导航系统都依靠原子钟来“掌握”时间的准确性. 就像导航卫星的“”一样，北斗三号也不例外.

北斗三号的第二项技能是高精度星载原子钟. 它的稳定性达到E-14级，相当于三百万年中仅1秒的误差. 这一技术进步直接提高了我国全球导航系统的定位精度，将导航系统的时频精度提高了一个数量级，并使原子钟能够连续，无缝地工作.

北斗三号星载时频系统增加了诸如卫星时钟完整性监控和自主平滑切换等功能. 多个原子钟保持同步. 当主工作原子钟在轨道上发生故障时，卫星可以进行诊断和平稳切换，确保卫星时频信号的连续性，大大提高了导航信号和业务的可靠性和完整性，直接促进了北斗卫星定位精度的提高. .3系统从原来的10米延伸到“水准仪”. 速度和定时精度也将提高一个数量级，从以前的10米精度的“青铜”区域系统到“米级”仪表系统，速度测量和定时精度的全球系统“王”数量级.

技巧3: 新信号系统

2017年之前，中国，美国，欧洲和的导航系统是分别独立发挥的. 2017年，中美签署了《北斗与GPS信号兼容性与互操作性联合声明》. 中国的北斗和美国的GPS将实现信号兼容性. 这两个系统将在ITU框架下实现射频兼容性并实现民用信号. 互操作性. 用外行的话来说，民用信号的互操作性是“你有我，你有我”，为全世界的用户提供更好的导航和定位服务. 这需要北斗三号的第三项技能: 新信号系统.

北斗三世增加了B1C公共信号并升级了B2信号. 新设计的B2a信号用于替代原始的B2I信号，以提高信号性能并更好地满足兼容的互操作性. 在许多情况下，由于用户无法获得卫星信号而无法执行导航和定位. 导航系统的信号兼容性和互操作性可以解决此问题. 可以组合几个微弱的信号来实现“基本可用”效果. 从而大大提高了卫星导航系统的广泛参考价值.

作者作品

技能爆发: 天罗地取得了很高的精度

北斗系统由由导航卫星组成的“天罗地球网络”组成，而“地球网络”由1800多个地面增强站组成. 在空中的“卫星网络”和地面的“一个网络”的支持下，北斗可以实现“厘米级”的定位精度.

您可能会感到困惑. 北斗卫星已经能够实现导航和定位功能. 为什么地面网络应该支持它？由于诸如卫星轨道误差和卫星时钟误差之类的系统性因素，很难消除卫星导航系统中的误差. 此时北斗二代定位原理，您可以在地面上建立地面增强站，使用定位算法获取定位数据的差分信息，然后进行广播，以帮助各种终端实现高精度定位.

北斗三号系统的定位精度比目前的系统提高了1-2倍，达到2.5至5米的水平. 系统完全完成后，它将为用户免费提供约10米精度的定位服务和每秒0.2米的速度测量服务. 随着北斗地面加固系统“地面网络”的“加入”，服务精度达到了厘米级，成为当之无愧的国力

北斗一直以来都在与弱小的“青铜器”作战，并征服了100多种关键技术. 它已经实现了本地化的独立可控性北斗二代定位原理，并已成为当今的“王者”. 辉煌成就的背后是十万无声付出数十年的北斗人.

在这里，我们向这些辛勤工作的研究人员致敬！

参考文献:

1. 中国科学新闻: “杨元xi解释北斗3比第二高的地方”

2. 首席设计师林宝军: “北斗三号卫星克服了100多个技术难题”

3. 官方网站: “北斗三号卫星的创新技术特征”

4. 中国新闻网: ““准确性+稳定性”为何北斗卫星如此出色”

5. 中国青年报: “星际链接离“万物互联”不远”

6. 中国青年报: “北斗“心”: “三百万年一秒误差”的时钟

7. 经济日报: “世界一个世界”北斗县“高精度”

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