漫读电台

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每一颗星星都有自己的功用

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热点之一

2020年6月23日,北斗三号最后一颗导航卫星发射成功,北斗全球星座部署圆满完成。
北斗三号系统共有30颗卫星覆盖全球,其中有3颗静止轨道卫星,24颗中轨道卫星,3颗小倾角轨道卫星。在重点地区,可以有1~1.5米的精度。



目前,全球卫星导航系统有中国的北斗(BDS)和美国的GPS(全球定位系统)、俄罗斯的GLONASS(格洛纳斯)、欧盟的GALILEO(伽利略)。
除了这四个全球覆盖的系统之外,世界上还有两个区域定位系统,日本的QZSS(准天顶)和印度的IRNSS。
作为典型的国家重器,北斗导航系统将像水、电、公路等社会建设基础设施一样,为生产生活提供各种便利。

 


卫星导航定位系统
其应用只受想象力的限制

 

抛开应用不说,在民用方面,北斗系统都有哪些典型应用呢?
与GPS相比,北斗系统除了导航功能,还有通信功能,能发40个汉字的短消息,在没有移动通信信号的海域,渔民能够用北斗系统发短信,报平安。

如果在荒岛、深山、沙漠这类没有通信信号覆盖的地方遇险了,如果使用的是GPS,他只能知道自己在什么位置,而无法通知别人前来救援。如果用的是北斗定位系统的话,他既可以知道自己位置在哪里,而且还能够把自己的位置信息发送出去。
由于公共道路情况的复杂性,无人驾驶还没大规模商用,但农业机械无人驾驶已经落地,利用北斗导航系统,实现拖拉机、农业收割机的无人驾驶。
在金融的结算当中,通常会通过卫星导航为金融结算提供非常精确的时间。因为在金融结算当中,如果结算的时间相差一毫秒,结算的金额可能会相差好几千万美元。北斗的授时精度纳秒级,也就是1秒的十亿分之一。
给动物装上芯片,了解动物迁徙规律,可用于保护野生动物;火灾定位、山体滑坡、泥石流等灾害监测;铁轨沉降监测、桥梁形变监测;大型车辆定位监控,等等,都可以通过北斗导航系统来实现。

大家可以在手机上下载一个卫星定位的app(比如北斗伴),来查看当前所在位置上空的导航星有哪些,测试一下手机是否支持北斗系统(苹果手机暂不支持)。

来自北斗伴app,
图中不同导航系统卫星以国旗标识

 


热点之二

同样是在上个月,6月4日和6月13日,SpaceX使用猎鹰9 号火箭,成功将第8、9批60颗和58颗Starlink卫星送上太空,总计已发送538颗卫星。
Starlink是SpaceX的卫星互联网项目。根据SpaceX向美国联邦通信委员会(FCC)提交的文件,“星链”计划将在2027年之前部署1.2万颗卫星,提供覆盖全球的高速互联网接入服务。

据报道,今年下半年,SpaceX将进行5次发射,再发射300颗卫星。

这已经获批的1.2万颗,主要分三个阶段进行:
第一阶段,在550千米轨道部署1584颗卫星。
第二阶段,在1110-1325千米轨道部署2825颗卫星。
第三阶段,在340千米轨道部署7518颗卫星。

马斯克又向美国联邦通信委员会(FCC)申请了3万颗星。如果申请成功,未来,SpaceX将会有4.2万颗卫星升空。

 

卫星互联网
纳入“新基建”

 

今年4月20日,国家发改委表示,新基建中的“信息基础设施”主要是指基于新一代信息技术演化生成的基础设施,“包括以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施,以人工智能、云计算、区块链等为代表的新技术基础设施,以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施等”。
今年5月22日的两会上,雷军也提案建议加快发展卫星互联网,降低民营企业进入卫星互联网的门槛。

在国内,比较知名的星座计划是“鸿雁”星座和“虹云”工程。
鸿雁星座为中国 科技集团公司2016年11月公布的国内首套全球低轨卫星通信系统。
一期工程由 60 余颗骨干卫星构成,实现“一带一路”区域全覆盖;二期拓展为 300 余颗补网卫星,预计2025年将宽带业务拓展至全球。
2018 年12 月29 日,长征二号丁运载火箭成功将“鸿雁”星座首颗试验星送入预定轨道。
虹云工程是中国 科工集团五大商业 工程之一,计划发射156颗卫星,在距离地面1000公里的轨道上组网运行,提供全球无缝覆盖的宽带移动通信服务。2018年12月22日,长征十一号运载火箭,成功将虹云工程技术验证卫星送入预定轨道。

 

未来的卫星互联网可能不只是个通信平台,无人驾驶、无人机、机器人的发展有赖于它,还可能催生很多意想不到的妙用。
有人认为,马斯克的星链设计天生就跟区块链技术相吻合。
但现在大家确实都看的不够清楚。
不管怎样,从今年开始,要进入一个”撒豆子“式的卫星发射模式了。
如果马斯克的星链计划成功了,那么我们今年所经历和见证的,可能是卫星互联网元年正在发生的一切。

 


相关大事记


1945年,阿瑟·C·克拉克提出地球静止轨道上布置3颗通信卫星,即可实现全球通信。


1957年10月4日,前苏联发射了第一颗人造地球卫星。


50年代,美国开始着手卫星导航定位的研究。

1958年,美国发射广播实验卫星。

60年代,美国初建了“子午仪”第一代导航定位系统。

1962年7月,美国电报电话公司AT&T发射“电星一号”(Telestar-1)低轨道通信卫星,实现了横跨大西洋的电话、电视、传真、数据的传输。

1964年 8月19日,美国的辛康3号(Syncom3)上天,这是一颗地球同步轨道卫星,为北美地区实况转播了日本东京奥运会。


1965年4月,国际卫星通信组织发射了晨鸟1号,标志着卫星通信进入实用阶段。

1965年,苏联发射了闪电(MOLNIYA)同步卫星。


1970年4月,我国发射第一颗人造地球卫星“东方红一号”。

1984年4月,我国发射了试验用同步通信卫星“东方红二号“。

80年代,美国发展了GPS全球定位系统。

1987年,摩托罗拉启动铱星计划(Iridium)。

1994年,我国启动北斗一号系统工程建设

1998年,摩托罗拉的铱(Iridium) 系统成为首个支持手持终端的全球低轨卫星移动通信系统。

2004年,启动北斗二号系统工程建设。


2009年,启动北斗三号系统工程建设。

2015年1月,马斯克宣布SpaceX计划将约1.2万颗通信卫星发射到轨道。


2019年5月23日,美国太空探索技术公司利用猎鹰9号运载火箭成功将“星链”首批60颗卫星送入轨道。

2020年6月23日,北斗3号最后一颗导航卫星发射成功。

 

推荐书目

 


通俗科普


《人类找北史》
电子工业出版社
馆藏代码
TN967.1-49 ZB1
馆藏地
屏峰中文书库

 

《北斗导航 定位精准时空》
上海科学普及出版社
馆藏代码
P228.4 ZC8
馆藏地
莫干山中文书库
屏峰中文书库


经典教材

《卫星通信与卫星网络》
西安电子科大出版社

馆藏代码
TN927 ZL7
馆藏地
屏峰中文书库

 


《全球导航卫星系统原理》
电子工业出版社
馆藏代码
P228.4 ZX3.2
馆藏地
屏峰中文书库


国之重器出版工程


《卫星通信技术》
北京理工大学出版社
馆藏代码
TN967.1 ZX1.1
馆藏地
屏峰中文书库

《卫星导航技术》
北京理工大学出版社
馆藏代码
TN927 ZZ6.1
馆藏地
屏峰中文书库

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