北斗三号，“天网”可发短报文

沈叶锋

近日，我國在西昌卫星发射中心成功发射了第十八、第十九颗北斗三号导航卫星，这标志着北斗三号基本系统星座部署圆满完成，我国北斗导航卫星数量达到43颗。今年年底，北斗三号将正式为“一带一路”国家和地区提供基本导航服务，实现从国内走向国际、从区域走向全球的大跨步。看到这则消息，很多人可能会问 ：北斗导航卫星已经发射那么多颗了，为什么还不能在全球范围内提供导航服务？这就要从我国为北斗卫星导航系统设定的“三步走” 发展战略说起。根据规划，2000 年年底我国建成北斗一号系统，向中国提供服务 ;2012年年底， 建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务 ;2020年前后，建成北斗三号全球系统，向全球提供服务。如今北斗一号系统已经退役，正在运行并提供服务的是北斗二号系统， 北斗三号系统正在紧锣密鼓地部署中。2019—2020年， 我国还将发射11颗北斗三号卫星，届时30颗卫星将实现全球覆盖。

作为我国独立自主研发的第一个覆盖全球的卫星星座，北斗三号实现了卫星部件国产化，以及关键技术的自主可控。相较于北斗二号， 北斗三号在性能上提升了1—2倍， 定位精度可达2.5—5米范围，足以媲美GPS（全球定位系统）。

能有这样优异的表现，主要得益于北斗三号的几个创新之处 ：其采用了精度更高的氢原子钟，与北斗二号采用的铷原子钟相比，氢原子钟能够实现运行上千万年仅有一秒时差 ;与GPS等卫星导航系统相比，北斗三号采用了三种不同的卫星轨道，能够进一步提高我国及周边亚太地区的精度 ;为了弥补地面站只能在国内对卫星进行观测的地域限制，北斗三号还装备了星间链路，使得卫星能够在天上实现互联互通。即使失去地面站的支持，整个卫星系统也可以做到在性能不出现较大下降的情况下自主运行60 天。

除了像GPS那样提供基本的导航服务外，北斗三号还有自己的独门特色——全球短报文服务。传统卫星导航系统只能提供卫星到用户的单向服务，全球短报文则可以提供用户到卫星的反向连通服务，使卫星和用户间实现双向互通。这就意味着，北斗三号卫星导航系统除了能让用户知道自己在哪里，还能通过卫星与别人互发短报文信息， 让别人知道他的位置。

从应用方面来说，北斗三号卫星导航系统属于时空基础设施，如今已经渗入人类生产生活的方方面面。除了在手机端提供导航定位服务外，北斗三号在交通运输、海洋渔业、水文监测、救灾减灾、应急救援等方面都有广泛应用。例如通过在营运车辆上安装兼容北斗系统的终端，并将其位置信息通过移动网络回传，可以对车辆进行管控 ; 在没有陆地移动网络信号的情况下，依然能为出海渔民提供短报文及救援信息发送服务。如果有地面差分系统的辅助，北斗三号还能进一步提升至厘米、毫米级精度，对自动驾驶、山体滑坡预警、建筑形变监测等领域研究具有重要意义。

随着北斗三号覆盖全球时间点的临近，其必将更好地惠及民生、服务人类发展。