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北斗巡天 圆梦全球 精选

已有 1003 次阅读 2020-8-3 09:14 |系统分类:科研笔记

2020年7月31日,中国向全世界郑重宣告,中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统全面建成,开启了高质量服务全球、造福人类的崭新篇章。中国北斗正式登上世界舞台,站在了我国用实际行动积极推动构建人类命运共同体的“第一梯队”。


2020年6月23日9点43分,伴随着炽热的火焰,我国第55颗北斗导航卫星、北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射升空。“收官之星”成功布阵太空,至此,北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年完成,再一次向世界展示了我们中华民族的中国速度中国精度中国高度,值得我们每一位中华儿女为之骄傲和自豪。


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图片来源:新华社图片


北斗系统秉承“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”发展理念, 践行“自主创新、团结协作、攻坚克难、追求卓越”的北斗精神,为经济社会发展提供重要时空信息保障,是中国实施改革开放 40 余年来取得的重要成就之一,是新中国成立 70 年来重大科技成就之一,是中国贡献给世界的全球公共服务产品。


河汉纵且横,北斗横复直。”“夜阑忽有风吹动,摇漾南箕北斗星。”“北斗”一词自古以来都被人民寄予了美好的期望。从“两弹一星”到载人航天,从“嫦娥探月”到量子通信……追天揽月、牧星苍穹,一代代科研人员胸怀强国梦想、肩负民族使命,展开艰难的“排星布阵”,用忠诚和智慧打造强军兴国的“北斗梦”。


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图片来源:央视新闻



北斗导航系统 



永远不能把登山的保险绳交到别人手里”这是中国科学院谭述森院士对我国建设自主卫星导航系统的理解。


卫星导航系统是当今世界信息技术发展水平的集中体现,展示了一个国家在军事、科技和经济领域的实力,是衡量一个国家综合国力的重要标志。由于卫星导航系统在当今和未来社会发展中发挥的基础性关键性作用,世界主要航天大国和集团不惜巨资发展全球导航卫星系统,目前已经形成了美国 GPS、俄罗斯 GLONASS、中国北斗系统 BDS 和欧盟 Galileo 四大全球导航卫星系统的格局。


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图片来源:网络


北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。北斗的建成与收官,再次证明:中国的繁荣、昌盛和强大只能靠自己的努力奋斗,唯有建成自己的卫星导航系统,我们才能在关键技术上不再受制于人,实现科技自主。





北斗导航系统的应用 




“天上好用,地上用好。”这曾是“北斗之父”、中科院院士孙家栋对北斗系统的期待。北斗系统离我们并不遥远,甚至可以说,北斗是离百姓生活最近的“大国重器”。现如今,北斗系统已脱下“高冷”的外衣,接近我们生活的方方面面。2019年,中国卫星导航与位置服务产业总体产值达3450亿元人民币,其中,北斗系统贡献率超八成。


实际应用


  • 在抗击新冠肺炎疫情的行动中,北斗卫星导航系统为疫情防控提供高精度点对点时空服务,尽显国之重器科技战“疫”威力。为火神山医院、雷神山医院建设提供精确定位;保障一架架无人机精准投送、空中巡逻;引导一辆辆应急物资运输车安全运行、及时送达。


  • 据统计,在中国入网的智能手机里面,已经有70%以上的手机提供了服务。


  • 北斗+共享单车,高精度定位服务投入民用市场。青桔、哈啰出行、美团单车三大单车平台宣布接入北斗实现更好的定位服务。


  • 北斗+高铁,聚合联动打造中国铁路更多期待。同作为中国名片的北斗卫星和中国高铁,是中国创造、中国创新的两大翘楚,它们的碰撞出的“激情”和“火花”必将引爆中国科技领域的新彩蛋。


  • 北斗+5G,强强联合改变未来基础设施建设。北斗的到来将会对自动驾驶、城市智慧交通等领域具有颠覆性影响。


有关“北斗”应用的例子举不胜举:精细农业、林业保护、电网运检、水文监测、气象预报、个人导航定位……当它与云计算等新技术结合时,其应用“只受想象力限制”绝不仅仅是一句空话。




北斗导航系统的全球化 




北斗系统作为全球卫星导航系统四大核心供应商之一,坚持开放合作、资源共享的发展思路,积极务实开展国际交流与合作,促进全球卫星导航事业发展。预计2035年前,中国将建设更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。北斗导航系统已被列为国家战略,并作为高铁和核电之外的第三张国家名片,纳入国家一带一路发展战略和国家外交大局,成为国家主权的象征。


正如北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风所说,秉持“中国的北斗,世界的北斗,一流的北斗”的发展理念,我国与世界共享北斗发展成果。目前,世界上已经有100余个国家使用了北斗系统。北斗系统建成后,无论在世界的哪个角落,北斗都会向你提供满意的服务。


基于北斗的土地确权、精准农业、数字施工、车辆船舶监管、智慧港口解决方案在东盟、南亚、东欧、西亚、非洲等得到成功应用。“中国胸怀”和“中国贡献”,伴随“太空丝路”不断延展,“中国分享”也必将让世界更加美好。



随着北斗三号全球卫星导航系统正式开通,由北斗开放实验室参与策划,科学出版社出版的“北斗技术与应用丛书”也顺利出版。本套丛书的出版,将为我国北斗人才的培养奠定坚实基础,为高校北斗课程建设添砖加瓦,同时也为北斗三号开通全球服务献上一份贺礼。

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内容简介


本着“厚基础、重应用”的原则,本书详细阐述北斗卫星导航定位原理,使读者夯实卫星导航定位基础;重点介绍北斗卫星导航定位的应用方法、处理工具和开发技术,使读者能够灵活应用卫星导航技术和相关工具解决现实问题。


全书包括北斗卫星导航系统发展历程、系统组成、运行原理、服务性能与优势特色,以及北斗坐标系统、时间系统、导航信号、导航电文、卫星轨道、接收机设计等基础内容;还包括单点定位、测速与授时、定位精度评估、差分定位、多系统融合定位、常见导航定位处理软件的应用以及导航定位应用程序开发等方法和技能。


本书尤其注重给出具体步骤,让读者能够应用相关方法和工具解决实际问题。本书介绍了国外 GPS、GLONASS、Galileo 等卫星导航系统相关知识,以便读者学习比较、兼容并包。本书内容丰富、实用性强,力求反映我国北斗卫星导航系统建设和世界主要卫星导航系统建设最新成果以及卫星导航新技术与新应用。


本书既可作为卫星导航定位及相关领域本科生和研究生的教学用书,也可作为从事卫星导航定位的科技工作者和工程师的工具书与参考书。




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内容简介


本书涵盖了学习北斗卫星导航定位技术所需要掌握的基本实验。全书共 90 多个不同类型、不同难度的典型实验,包括北斗卫星导航时间系统、坐标系统、卫星轨道、导航电文、导航信号、单点定位、测速与授时、定位精度评估、差分定位、多系统融合定位等理论知识和操作技能实验。每个实验具有原理知识全面、实验流程清晰、操作步骤详实等特点。操作技能实验部分还提供了大量的实验数据和开源代码,从而减少实验准备的时间,更好地培养读者的实践能力。本书力求理论与实践相结合、知识与技能相统一,不仅具有教学上的典型性、代表性,更具有技术上的实用性。

本书既可作为卫星导航定位及相关领域专科生、本科生和研究生的教学实验用书,也可作为从事卫星导航定位的科技工作者和工程师的培训教材。


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内容简介


本书由谭述森院士主编。本书紧密结合卫星导航终端在复杂电磁环境下需要具备高安全、高可靠应用的发展趋势,围绕复杂电磁环境下导航终端抗干扰抗欺骗能力测试、试验和评估的最新发展方向,阐述卫星导航系统基本原理以及卫星导航面临的复杂电磁环境,系统总结卫星导航终端测试系统作用意义、基本原理、建设成果和应用现状,着重从总体设计、系统集成、测试计量、运行维护、标准规范、典型案例等方面系统阐述卫星导航复杂电磁环境测试系统的设计、建设和维护等内容。

本书可作为从事卫星导航终端各类测试试验系统设计、计量检测平台建设以及导航终端设计、研制、生产、检测的科技工作者和工程师的工具书与参考资料,也可作为高等院校相关专业教师和研究生教学的参考书。


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内容简介


卫星导航系统建模与仿真技术是当今卫星导航系统重要研究领域之一,为全球卫星导航系统的论证、建设和应用提供技术支撑。完备的仿真试验可以充分验证系统体制的可行性,提前识别并控制系统的不确定因素及问题,以最小的时间和成本代价实现系统建设总目标。

本书是国防科学技术大学三院天衡导航团队科研成果的总结和提炼,从卫星导航理论、建模与仿真技术、软件开发等方面,详细阐述了全球卫星导航系统的运行机理、建模思想以及仿真技术。全书共 14 章,主要内容包括卫星导航系统建模与仿真基础,卫星导航系统时空基础,卫星导航系统空间段、地面段、用户段和环境段的建模方法,模型的有效性验证方法,面向对象建模规范与仿真软件开发技术,仿真软件的应用以及外部数据在卫星导航仿真中的应用等。全球卫星导航系统是一种典型的复杂大系统,也是复杂的航天系统。本书从系统层、应用层、仿真层等多个维度对整个系统进行阐述,对其他航天系统,如卫星通信系统、遥感系统等具有借鉴意义。



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内容简介


BDSim 软件是国内首款全球卫星导航系统仿真软件。BDSim 可模拟卫星运行真实环境,提供多样化的仿真场景服务,以及数据分析、数据共享和多种模型验证功能,能直观、全面地展现卫星导航系统的运作机理及运行流程。同时,BDSim 作为卫星导航领域国内首款开源软件,以“开源共享、共同开发”为理念,免费向广大互联网用户发布,吸引全世界卫星导航领域专家、学者、学生共同开发和完善。

本书是国内首本卫星导航仿真软件的应用书籍,填补了卫星导航领域软件工具应用相关专著的空白。全书共分 6 个部分,内容包括 BDSim 软件概述、BDSim在卫星导航系统级仿真中的应用、BDSim 在卫星导航设计、分析与评估中的应用、BDSim 在卫星导航数据处理中的应用、BDSim 在卫星导航算法与模型协同开发中的应用、BDSim 外部接口设计等。本书与开源软件 BDSim 构成理论与实践相结合的有机整体,能够更好地提高人们对卫星导航系统的认识,为卫星导航系统的建设与应用提供有力支持。


参考文献:
1.中国卫星导航系统管理办公室.北斗卫星导航系统发展报告(4.0版).2019.12
2.中华人民共和国国务院新闻办公室.中国北斗卫星导航系统白皮书.2016.6



(本期编辑:俞园春 王芳)


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