圖 /IC Photo
文/DoNews 李昊原
責編/楊博丞
高考語文150，作文獨占60分。每逢高考前，聯系時事押題就是語文老師們必做的一件事，不過今年北京卷的時事的確有點偏，避開疫情、兩會等話題而談起北斗衛星，不知有多少人提前想到了?
對于DoNews這樣科技人文雙開花的新媒體，我們對該題也有自己的看法，因此也一同寫作出以下角度的作文一篇，以此致敬拼搏的考生們。
《每一顆北斗衛星都不白給》
太空中的衛星能夠告訴地球上的人，他在什么位置，去目的地要怎么走，這就是衛星導航，也是現代社會的一項基礎技術。
1999年，印度和巴基斯坦之間爆發了卡吉爾之戰，在雙方飛機導彈你來我往之時，美國關停了戰區的GPS服務，于是尷尬的一幕發生了——拿著先進武器的印巴在沒有位置信息的情況下，打了一場低水平卻依舊損失慘重的戰爭。
GPS(Global Positioning System，全球定位系統)隸屬于美國軍方，即使在全球范圍內被廣泛民用，也有隨時被關停的可能。出于擔憂，蘇聯/俄羅斯做了一套自己的衛星導航系統，叫做格洛納斯(GLONASS)，歐洲也研發了伽利略(Galileo)系統，而被涮了一把的印度，默默地放棄了原本依賴GPS的衛星導航系統，研發了自己的導航系統，叫做IRNSS。
值得一提的是，最初GPS系統會主動干擾民用信號，導致定位精準度并不準確，后來為了應對GLONASS的競爭，才取消了干擾。歷史證明，靠山山倒，靠人人跑，在關鍵技術上，還是要靠自己。
這個道理我們要比印度更早認識到。1994年，我國開始啟動北斗一號系統工程建設，不過困難也是極大的——沒有技術，實力也不允許。
確定地球上的一個位置到底需要幾顆衛星?衛星導航的基本原理是測出衛星和接收機之間的距離，這就像是用半徑不同的球體來尋找唯一的交集點，至少要3顆衛星才能做到，現實中一般是4顆，而為了保證全球覆蓋，GPS常年保持32顆衛星在軌運行。
當時，我國窘迫到連4顆衛星都難以發射。這里要感謝著名電子學家陳芳允，他創造性地提出了雙星定位系統，只需2顆衛星就能實現定位。2000年，我國發射了2顆北斗衛星，這就是北斗一號，信號足以覆蓋中國。當然，北斗一號有很多缺陷，覆蓋面積小、定位精度差、延遲時間長，只能支持150個用戶在線，軍用都很勉強，更不用談民用。
不過北斗的研發建設并未止步，而是在前后8萬多工作人員、300多家研發單位20年的不懈努力下，逐漸后來居上。2012年，我國建成北斗二號系統，可以向亞太地區提供服務，2020年6月23日，我國第55顆北斗衛星發射成功，北斗三號建成，北斗衛星導航系統完成了全球組網部署。
為什么說每一顆衛星都有自己的功用呢?前文說到確定一個位置，至少需要3到4顆衛星，而為了覆蓋全球任何一個時間，任何一個位置，這個數量還要翻上數倍。并且中國的北斗和文中提到的其他4家衛星導航系統有所不同，北斗系統分為空間段、地面段和用戶段三部分，空間段由地球靜止軌道衛星、傾斜地球同步軌道衛星和中圓地球軌道衛星等組成，相比之下其他4家系統主要由中圓地球軌道衛星組成。
左邊為GPS衛星布局，右邊為北斗衛星布局，能看到存在明顯差異
采用三種軌道衛星組成的混合衛星布局方式，是我國首創，這有早期我國發射技術有限的歷史原因，現在三軌上數量更多的衛星也能提供更高的精度，以及定位導航授時、星基增強、地基增強、精密單點定位、短報文通信和國際搜救等多種服務能力。
目前北斗系統定位導航授時服務全球精度達到水平10米，高程10米，測速精度0.2 米每秒，授時精度20 納秒。在亞太地區，定位精度水平和高程都達到了 5 米，性能上可以說已經足以比肩GPS。這樣的成就離不開每一顆北斗衛星，以及為北斗奉獻的每一個人。
當然，要達到GPS那樣的影響力和商業化還需要時間，這就需要不僅僅是我國航天系統，還有整個中國各行各業的參與。
截至2019年底，國產北斗導航型芯片模塊出貨量已超 1 億片，國內超過 650 萬輛營運車輛、4 萬輛郵政和快遞車輛，36 個中心城市約 8萬輛公交車、3200 余座內河導航設施、2900 余座海上導航設施都已應用北斗系統。對了，現在我們身邊常見的哈啰單車，以及絕大多數的國產手機，都已可以應用北斗導航了。
DoNews整理了北斗衛星發射的統計，可以看出，近年來隨著我國國力增強，北斗衛星也以“下餃子”般的速度上空組網，在我們看不見的太空，為我們指明方向。
未來北斗系統還將推動我國工業、農業的智能化轉型，在國際貿易、電子商務、智能手機、可穿戴設備等更多領域發會作用，能傳播的不只是北斗的信號，還有北斗為全世界帶來的價值。
也許有一天，北斗的應用會像今天的GPS一般在全球普及，就如歌詞唱的那樣：“天上的星星參北斗啊，你有我有全都有啊!”
參考資料：
北斗衛星導航系統：《北斗衛星導航系統發展報告(4.0版)》
星球研究所：《為全球導航，中國如何做到的?》
