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重磅!北斗核心卫星部署完工,性能碾压美国GPS?

文章作者:www.adwalebaba.com发布时间:2020-02-07浏览次数:1244

小心:拥有4000亿元市场的国内导航系统北斗有多强大?我们需要与美国全球定位系统进行角力。

志东新闻12月17日16日15时22分,中国以“一箭双星”的形式成功发射了第52颗和第53颗北斗导航卫星。至此,北斗导航系统的中环地球轨道卫星全部发射,标志着北斗三号全球系统核心星座部署完成。早在一年前,北斗三号就完成了它的35星网络,并正式向世界提供服务。与之前计划的2020年相比,时间提前了两年。这次北斗三号中圆地球轨道卫星发射完成,将进一步提高北斗卫星导航系统的服务性能和用户体验。中环地球轨道卫星是北斗三号全球系统星座的主要卫星。它主要为全球用户提供导航、定位和定时服务,以及全球短消息通信和国际搜索救援等特殊服务。

北斗三号项目于2009年正式启动已经有十年了。它由27颗中地球轨道卫星、5颗同步轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星组成。它主要用于陆、海、空导航和定位。北斗三号基础系统建成并开始提供全球服务。像芯片一样,中国在许多领域起步较晚,很长一段时间都被其他国家卡住了。导航和定位系统一度被美国的全球定位系统垄断,特别是在民用领域。可以说,民用全球定位系统大大提高了人们的生活质量。过去许多不方便的事情变得容易了,比如汽车和移动导航。人们已经告别了在纸质地图上找到道路的历史。早在上世纪70年代,我国就已经考虑到这个问题,并开始建设自己的卫星导航系统。进入20世纪末,中国正式建立北斗导航系统。从2000年开始,中国逐步发射卫星建立北斗导航系统。去年年底,北斗卫星导航系统提前两年完成联网目标,并正式开始全球服务。至于北斗卫星导航的历史和故事,志东和东溪在今天的第三篇文章(中国自主研发之路及其20年北斗导航建设的艰苦历程)中透露了细节。在民用道路上,北斗导航系统于2012年从中国市场起步,并逐步扩展到亚太和全球市场。在中国“一带一路”计划的推动?拢倍返己较低骋苍诤M馐谐〉玫搅撕芎玫耐乒恪H欢酉衷诳迹蚨ㄎ幌低橙匀徽季菝裼昧煊蜃畲蟮氖谐》荻睢S捎诮ㄉ杞显纾蚨ㄎ幌低骋丫纬闪朔浅3墒斓牟盗础O啾戎拢倍返己较低趁挥邢确⒅迫说挠攀啤H欢档米⒁獾氖潜倍返己较低尘哂卸捞氐募际跤攀疲雌渌蛲ㄐ殴δ埽馐侨蚨ㄎ幌低澄薹ū饶獾摹D敲矗诒倍返蟮慕?20年里,北斗导航在民用领域建立了什么样的工业生态,北斗导航会与全球定位系统竞争吗?本文将围绕北斗卫星导航系统的民用道路展开。

北斗卫星导航系统的民用历史

20世纪70年代,中国希望建立自己的卫星导航系统。直到2000年,第一颗北斗卫星才成功发射。如今,北斗导航已经建立了一个32星系统。自2018年底以来,全球服务已经正式启动。

北斗卫星导航系统由三部分组成:空间部分、地面部分和用户部分。空间部分包括5颗地球静止卫星和30颗非地球静止卫星。地球静止卫星分别位于东经58.75度、80度、110.5度、140度和160度。非同步卫星由27颗中圆轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星组成。整个系统可以为世界各地的各类用户提供全天候、全天高精度、可靠的定位、导航和定时服务,并具有短信通信能力。初步具备区域导航、定位和计时能力,定位精度10米,测速精度0.2米/秒,计时精度10纳秒。与全球定位系统一样,北斗导航系统也分为军用代码和民用代码,对民用开放。在应用方面,北斗导航系统主要应用于军事市场、工业应用和大规模应用。在军事市场上,北斗导航系统主要用于飞机、船舶、车辆等的导航和定位。部队的精确制导、定位和调度以及军事通信网络的精确定时。北斗导航在军事上的重要性不言而喻,这里我们主要讨论北斗导航系统在民用市场上的发展。中国卫星导航系统已形成三步发展战略:到2000年底,北斗一号系统将建成,为中国提供服务;到2012年底,北斗二号系统将完成,为亚太地区提供服务。计划在2020年左右建立北斗全球系统,为世界提供服务。到2035年,将建立一个更加广泛、综合和智能的综合时空系统。

北斗卫星导航系统卫星发射时间表

北斗导航系统的商业阶段也与这三个时期密切相关。首先,在2000年,北斗一号建立了双星系统。由于轨道低,覆盖面小,两颗中轨道卫星大部分时间将在中国境外飞行,中国大陆的信号接收时间将非常短。因此,北斗一代的双星计划只能选择高轨道,而且必须是静止的,这样它就可以在中国大陆上空停留。由于两颗恒星的高轨道,地面被测物体与卫星的相对速度很低,多普勒效应不明显,定位精度远低于全球定位系统。因此,北斗一代在民用方面并没有取得多大成就。到2012年,北斗二代拥有16颗卫星,可以覆盖亚太地区。因此,2012年底,中国宣布北斗导航系统试运行,为亚太地区提供无源定位、导航和定时服务,并开放民用道路。到2018年,中国加快了北斗导航系统的组网速度,今年发射了10颗卫星,年底正式完成了35颗卫星的组网。北斗三代系统的建成正式宣布提供全球服务。与之前计划的2020年相比,时间提前了两年。进入2019年,北斗卫星导航系统组网速度进一步加快。自今年4月以来,中国又成功发射了10颗北斗卫星。昨天,12月16日,中国成功发射了“一箭双星”形式的第52颗和第53颗北斗导航卫星。至此,北斗导航系统的中环地球轨道卫星全部发射,标志着北斗三号全球系统核心星座部署完成。

北斗导航系统的民用状态

目前,北斗导航系统的民用主要集中在大众消费品和一些工业应用上。让我们先来看看北斗导航系统在大众消费产品中的应用。我们在淘宝上搜索了“北斗”,然后找到了主要的产品类型,包括手机、户外盒子、定位器、手表和手镯。

在软件、国内地图、导航、公共交通等APP方面,当他们申请定位权限时,需要从手机定位芯片获取位置信息,然后APP的算法实现定位、路径规划、导航等一系列操作。百度地图(Baidu Maps)工作人员告诉志东,百度地图等导航软件只能从手机获取定位数据,但他们无法选择是使用北斗导航还是全球定位系统定位数据。新浪导航研发中心副主任王李端告诉志东,导航卫星只能提供卫星位置信息(轨道参数),包括经度、纬度、高度和时间信息。应用程序端将有自己设计的算法。一般情况下,四颗以上的卫星用于定位,定位精度会更高。智利了解到,现在所有支持北斗的手机都将与全球定位系统和GLONASS信号一起使用。事实上,北斗已经在我们的日常定位和一些手机导航中使用。你不觉得北斗在日常导航中被使用的原因是,当我们打开导航应用程序时,手机芯片会使用该卫星的数据,并使用哪种算法来综合确定位置,这样用户就不会干扰和操作。智利了解到,目前大多数国内安卓手机支持北斗导航,而苹果手机则不支持。然而,并非所有手机型号都支持北斗导航。手机芯片的选择至关重要。要支持北斗,您必须有相应的定位芯片。目前上市的手机,如华为P30 Pro配麒麟980、华为nova5 Pro、荣耀9X配麒麟810、OPPO雷诺10X变焦版配高通小龙855、vivo X27、小米9等。都能支持北斗导航系统。在手机参数列表中,您可以通过查看导航系统列来查看它。

OPPO Reno 10x变焦版支持导航系统普通手机通过基站进行通信,而在沙漠和海洋等偏远地区,卫星通信非常有用,因为不可能依靠基站进行通信。在北斗卫星导航系统中,发射的前两颗卫星是固定轨道卫星,它们也只是通信卫星的频带,因此可以用于通信。因此,北斗手机在市场上诞生了。早在2014年,武汉大学、领先微电子和中兴通讯联合开发了北斗高精度定位手机原型。该手机采用我国自主研发的北斗/全球导航卫星系统芯片,集成北斗系统和xi河系统增强信号,实现1米精度的室外定位能力。除了使用北斗进行通信的手机之外,手机制造商还优化了自己的手机产品。例如,普通手机可以与北斗卫星互动。使用北斗导航的短信功能,用户可以通过短信获知自己的位置。例如,2013年,海南的一名渔民通过北斗导航终端发出求救信号,获救。北京北斗卫星导航技术有限公司副总裁胡刚(Hu Gang)表示,渔船太贵,无法使用其他卫星通信方式,而渔民使用北斗和手机向家人发送短信只需每条30美分。发布台风警报时,北斗系统还可用于持续向渔民发送警报信息。

此外,大众消费市场上还有一款相对流行的产品北斗手表。在天猫商城,我们甚至看到了北斗旗舰店。2011年1月18日,第一块北斗卫星手表诞生了。2011年9月20日,北斗卫星手表正式进入民用市场销售。这款北斗手表由成都天奥电子有限公司开发,是世界上第一款指针式卫星计时手表。北斗导航系统除了应用于个人消费品之外,在工业应用中更为重要。目前,北斗的导航定位、导航和定时功能已成功应用于车船监管、电力、农业等市场。北斗导航系统还用于应急救援、空运、气象应用、水运等领域。在智能城市产业中,北斗系统主要用于智能交通、智能养老、城市供热、给排水等。国家北斗服务网络为全国300多个城市的各种行业应用提供北斗服务

如今,导航软件层出不穷,甚至出现了一种叫做北斗导航的导航软件。北斗导航应用于今年5月推出时,受到了媒体和公众的广泛关注。许多不知道真相的小伙伴可以在安装北斗导航应用后使用北斗导航卫星系统。事实上,北斗导航应用和北斗卫星导航系统没有直接联系,两者并不处于同一水平。为了使用北斗卫星导航系统,有必要的硬件,即可以接受北斗卫星信号的芯片,这也是民用北斗导航的基础。北斗芯片是射频芯片、基带芯片和微处理器芯片组。终端设备可以通过北斗芯片接收北斗卫星发送的信号,从而完成定位导航功能。在导航基带领域,一般是通过导航专用集成电路硬件电路与应用处理器相结合来实现的。以前的应用处理器大多使用外国公司的ARM处理器芯片核心,并且必须向外国支付知识产权核心的许可费。由于技术的限制,工业安全问题无法完全解决。自从北斗导航系统投入民用以来,中国的北斗产业链一直在努力攻克这一核心技术。2012年底,当北斗卫星导航系统的试运行正式宣布开始时,卫星导航专用集成电路硬件与国内应用处理器相结合的方案也成为北斗卫星导航芯片的重大突破。据了解,该计划是由中国航天科技集团公司772研究所所长赵傅园开发设计的。它拥有完全独立的知识产权,并已得到大规模应用。2017年5月,成立仅一年的深圳华大北斗发布了中国首个“北斗芯片开放平台”。2017年9月,深圳华大北斗正式推出全球首款支持新一代北斗-3信号系统的多系统、多频、高精度SoC导航定位芯片。今年4月,联想推出了基于全球首款国产双频北斗高精度导航定位SoC芯片HD8040的新型手机联想Z6青年版。HD8040是一款具有完全自主知识产权的国产基带和射频集成SoC芯片。它集成了浮点运算单元,其计算能力实际上已经跃升了40%以上。今年5月20日,Unison Sizhuang发布了全球首款高精度基带芯片“秦天二号”,完全支持北斗三号的民用导航信号系统。装有这种芯片的新主板和相关产品预计将于今年8月上市。据了解,融乐思壮投资5000万元,花了两年时间开发出这款拥有自己知识产权的新产品。目前,北斗的芯片计划已经成熟,许多企业已经进入市场。2018年5月,中国卫星导航系统管理办公室主任冉承奇透露,国内北斗芯片已经大规模应用,工艺从0.35微米提高到28纳米。最低的单芯片价格只有6元人民币,整体性能达到甚至超过同类国际产品。与此同时,北斗导航系统产业也在逐步扩张。根据第十届中国卫星导航年会发布的《北斗卫星导航系统建设与发展》,2018年国内卫星导航产业产值超过3000亿元。据估计,到2020年,中国卫星导航产业的规模将超过4000亿元,北斗将扩大其市场份额超过3000亿元。由于北斗导航芯片产业巨大的市场潜力,中国涌现出一批导航芯片制造商来分享份额。然而,早期在芯片研发、流式传输和测试方面的投资非常大,一些企业一直在亏损。北斗发展之初,国家为芯片企业提供了一定的财政支持。然而,中国北斗导航定位芯片产业也存在一些问题。主要问题是发展模式相对封闭,发展在很大程度上受到企业自身资源、研发投资和人才水平等因素的制约。很难促进核心芯片的快速改进

北斗,一颗冉冉升起的新星,像全球定位系统一样,是全球定位系统的最大挑战者。就时间而言,全球定位系统比北斗更古老。早在1978年,美国就开始建立全球定位系统,全球定位系统网络于1994年建成。回顾北斗,它只是在2000年才开始发射它的第一颗卫星,并在去年年底刚刚完成全球商业联网。此时,全球定位系统已经占据了民用市场的大部分市场份额,并具有优势。从建设速度来看,全球定位系统需要16年才能完成,而中国的北斗导航系统需要19年。然而,应该指出,北斗导航系统实际上经历了两个阶段。中国最初采用双星计划,后来推翻了双星计划。根据原计划,北斗导航系统预计将于2020年上市,但2018年北斗导航系统将提前两年联网。值得一提的是,2018年,北斗导航系统共发射了10颗卫星,创造了年度卫星发射的新记录。与全球定位系统相比,北斗系统的优势在于可以实现双向通信,也称为短信功能。北斗卫星导航系统发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承奇(Ran Chengqi)此前接受采访时表示,这意味着使用北斗,你不仅可以像其他卫星导航系统一样知道自己在哪里,还可以让其他人知道你在哪里,其他人在哪里。此外,民用北斗导航系统的另一个重要优势在于国家的推广。不言而喻,中国自建卫星导航系统在国内得到了大力推广。围绕北斗导航系统构建的整个产业链也在快速发展。除了中国市场的快速发展,北斗导航系统也在海外发展壮大。截至2018年底,北斗卫星导航系统覆盖了“一带一路”路线沿线的国家,包括巴基斯坦、老挝和印度尼西亚在内的30个国家。北斗系统也被称为“太空丝绸之路”。

结论:北斗导航在民用市场具有巨大潜力

从现在起,美国全球定位系统在民用领域仍然占据最大的市场份额。由于早期的网络和商业时代,全球定位系统已经形成了一个非常成熟的产业链。相比之下,北斗导航系统没有先发制人的优势。然而,值得注意的是,北斗导航系统在定位精度上并没有失去全球定位系统。同时,它还有一个独特的技术优势,即它的双向通信功能,这是全球定位系统无法比拟的。从北斗导航系统民用产业链的发展来看,这一产业链已经初具规模,北斗的民用正逐步渗透到我们的生活和工作中。我相信,在政府的推动下,北斗导航系统将在未来进一步扩大其在全球民用市场的规模。然而,全球定位系统和北斗导航定位系统最终不会取代任何人。它们仍将一起使用,以帮助用户获得最佳和最准确的定位。北斗卫星导航系统的真正意义是使我国摆脱国外对先进技术的又一限制。

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