讲 述 人:初二7班 李春颖 赵俊伯
指导教师:王绚 刘念
后 期:高二5班 袁楚霄
疫情期间,无人机空中“喊话”成了一道亮丽的风景线。但你知道吗,警方使用的很多无人机并非是警察叔叔拿着遥控板控制的,而是通过北斗导航系统进行远程操控喊话。防控范围更广、精准度更高,还能避免人与人之间的密切接触,这都要归功于北斗的高精度定位功能。
在抗击新冠肺炎病毒的战斗中,北斗的贡献不单单这一条。北斗卫星导航系统作为国之重器,在疫情初期便快速、全面地融入了防控主战场。
北斗是如何利用自身功能为抗疫做贡献的呢?这就要先从它的功能说起。总的说来,北斗导航有三项基本功能。
第一种功能是提供准确的时间。在通讯领域,通讯基站对时间同步有很高要求,一秒的误差足以使通讯中断。尤其在即将来临的5G时代,这一要求将更加严格。北斗的精准授时功能将提供极为精准的时间。
第二种功能是北斗的独门绝活——短报文系统。简而言之就是通过卫星实现天地双向通信,就像人们平时用的“短信”,既能够定位,又能显示发布者的位置。这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。在汶川地震通讯中断的头几天,救灾部队就是靠北斗RDSS收集灾情进行救助的。
第三种功能是可以提供高精准的定位。北斗的精度在一定条件下甚至可以达到厘米级。利用北斗高精度定位导航的各类无人机,通过精准定位在全国各地开展了消毒防疫任务;抗疫一线紧缺的物资,在北斗的引导下一路绿灯,精准送达;基于北斗的公益服务平台,利用北斗定位、大数据,为抗疫物资供需信息搭建起高效的“数字桥梁”;工地大部分放线测量利用北斗高精度定位一次完成,为武汉火神山、雷神山医院的建设争取了宝贵时间,使“中国速度”再一次惊艳世界。
北斗应用“疫”不容辞,全力保障抗疫一线,像一个守护者,默默地为国家经济、社会发展和人民平安保驾护航。
在北斗还未研发之时,美国军方研制的全天候、全球性的GPS卫星通信系统在通讯和目标搜索方面一度领先全球,呈垄断态势。那么,在已经有了GPS卫星导航系统的情况下,我国为什么要大费周章地研发“北斗”呢?
这还要从一个事件说起。1993年,美国指控中国"银河号"货轮向伊朗运输制造化学武器的原料,并关闭了该船所在海区的GPS导航服务,迫使“银河号”因缺少导航系统支持而停止航行。"银河号"在印度洋的国际公海海域上被美军军舰截停并扣留长达三周之久。我们可以试想,如果继续沿用GPS系统,美国在关键时刻将其关闭,那造成的后果将不堪设想。
“银河号”事件使我们清楚地意识到:卫星导航,我们一定要自己研制出来!在军事用途上绝不能依赖他国,发展自己的卫星导航系统刻不容缓!1970年,我国开始研究卫星导航系统的技术和方案,在1994年正式启动了北斗卫星导航系统的建设。其建设分为三个阶段,被称为三步走策略:第一阶段是2000年左右建成北斗双星系统,也叫作北斗一号系统,向中国提供服务;第二阶段是2012年左右建成北斗区域系统,也叫作北斗二号系统,从有源定位系统变成无源定位系统,向亚太地区提供服务;第三阶段是到今年要完成建设的北斗全球系统,也叫作北斗三号系统,向全球提供服务。
回首研制首颗北斗二号卫星的那段时光,令北斗人记忆深刻。根据国际电联的规则,2000年4月18日我国在国际电联组织争取到了轨道位置和频率资源,但这不是永久的,必须要在7年的有效期内发射卫星并成功收到信号,才算是真正占有这块“太空国土”。
频率资源是有时限的,时间不等人!为此,北斗人只能背水一战。他们倒排工期,努力缩短研制周期,到2007年2月底,提前完成了全部研制工作。但是,又出现了让北斗团队猝不及防的新问题。2007年4月,北斗二号的第一颗卫星即将发射。在进行第三次总检查中,工作人员发现卫星应答机突然异常,信号很不稳定。应答机是天上、地下信号联通的关键,确保拿到频率资源,必须要有这个信号。此时,运载火箭已经上了发射塔架。
为了确保万无一失,不带任何一个微小的问题上天,大家决定对卫星“开膛破肚”。北斗团队人员爬上塔架,打开火箭,开启卫星,取出有问题的应答机设备,从西昌赶到成都进行检验测试。此时,留给工程师们紧急修复的时间只剩下3天。三天三夜的检测,北斗人最终把这个问题找出来并解决了。4月14日载有北斗首颗导航卫星的长征三号火箭发射成功。2007年4月17日20时许,在成功发射的三天后,北京从飞行试验星获得清晰信号,“太空国土”保住了,此时距离空间频率失效仅剩下不到4个小时。
目前,三步走战略中的前两步已实现,北斗全球系统在2018年已经完成了基本建设,也实现了对一带一路地区的覆盖。在2019年12月16日,北斗三号面向全球导航服务的最后一组MEO卫星——第52、53颗北斗导航卫星发射成功,标志着全球系统核心星座部署完成。今年3月9日,在西昌卫星发射中心,成功用长征三号乙运载火箭发射了北斗系统的第54颗卫星。这是北斗三号系统共计发射的第29颗卫星,距离建成仅差一步。根据北斗官方通告,5月将发射最后一颗卫星,届时北斗卫星导航系统将全面建成,为全球用户提供性能优异的导航服务,以及全球短报文通信、国际搜救等特色服务。计划到2035年,将建成以北斗系统为核心,更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系,进一步提升时空信息服务能力,实现北斗高质量建设发展。
"河汉纵且横,北斗横复直。"在夜间,"北斗星"因易于辨认而成为人们指引方向的坐标。我国的卫星导航系统取名“北斗”,是因为“北斗”包含了航天人愿为国家安全、民族振兴而不懈奋斗的初心。
自2000年10月31日第一颗北斗试验导航卫星发射,到现在北斗卫星导航系统即将点亮全球,中国的北斗在发展的道路上不忘初心,一步步地发展壮大,为中国航天助力。在无上光荣的背后,是无数科学家和工作人员的默默付出。让我们致敬航天人!致敬,中国航天!
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文章来源:海淀进修实验学校公众号
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