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太空精酿：1年10箭18星100％成功！今年北斗建设远超GPS巅峰
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太空精酿代尔夫特理工大学航天学在读博士，“啤博士”成员
关键字: 北斗卫星导航系统美国GPS系统欧洲咖喱略系统中国北斗导航3. 短报文系统
北斗还有一个独门绝活：短报文系统，简而言之是通过卫星实现天地双向通信。其他三大系统都不存在接收机和卫星之间的双向通讯，只是单向接收。北斗这功能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，例如大洋之上、深山老林等特殊情况并没有任何手机信号，发生紧急情况时高轨北斗卫星可以及时与地面互动。对于军事行动的意义更是无法形容。
此外，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。
4. 星间链路通信
导航卫星系统需要长期维持，这意味着需要地面监控站、主控站、注入站等系列部分。对于全球性导航定位系统而言，这些站点位置分布也有要求，但这会进一步增加系统运营成本。例如GPS就拥有5个监控站，1个主控站和3个注入站，几乎均匀分布在全球的美国领土/军事基地中，每年开销不菲。
对于北斗而言，不仅有全球建站安全性的问题，还有运营成本的问题，有必要最大限度开发自身优势：高中轨道搭配的卫星星座，使它们之间可以互相联络，彼此不再孤立。这意味着北斗只需实现中国境内主控、监控和注入，而高轨卫星“登高望远”可以与系统内其他卫星进行星间链路链接。此外，星间链路本身也可以用来测距，对于提高星座轨道精度大有裨益。系统内部的自我通信也可以使得整体抗干扰能力大大增强。
三、北斗到底能服务多少用户？
对于需要天地通信的短报文服务而言，数量取决于卫星容量，这个数字目前尚不确定，但肯定会逐渐提升满足用户需求。实际上需要此功能的用户极其有限，对于绝大部分仅需知道自身位置信息的用户而言，北斗卫星定位的理论使用数量上限就是：没有数量上限，无数个。
因为北斗三代基本功能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t0），我在哪里（x0，y0，z0）。
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（图自：参考文献2）
当你（接收机）收到信号时，可以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差距，这个差距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，在1厘米级别；它的钟是原子钟，几千万年才可能错1秒，它的所有信息可以认为无误差。
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（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。北斗建成后在亚太地区则完全可以保证到12颗以上，数量越多，精度越高。
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，因而理论上无限用户量。
- 原标题：太空精酿：1年10箭18星100％成功！今年北斗建设远超GPS巅峰 本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑:李泠
- 最后更新: 2018-11-20 10:57:51
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