来源:封面新闻

封面新闻记者 田之路

三年前,北斗三号最后一颗全球组网卫星顺利进入预定轨道,北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。

大家知道北斗卫星究竟是如何定位的吗?封面新闻记者采访了该领域的专家,解读卫星行为的奥秘。

一组数据

北斗卫星日均使用量超3600亿次

近日,中国卫星导航定位协会首次发布《中国北斗产业发展指数报告》,这是北斗领域第一份关于产业发展指数的研究报告,用指数的形式客观、全面、综合、细致地展示了我国北斗产业发展的各方面情况。

截至今年上半年,我国各类北斗终端设备应用总量近2300万台/套。

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图据四川省地质局

北斗系统赋能测绘、交通、林业、渔业等诸多领域。它的大众应用深度融入百姓生活,定位服务日均使用量超过3600亿次。比如在电力系统,它对自主可靠的定位、授时有着很高的需求。目前国内电力系统已推广应用北斗定位、授时、短报文通信等各类终端超过38万台/套。

如何定位?

原理是卫星坐标算出距离公式

四川省第六地质大队杨雅棋讲到了北斗卫星的原理。

在空间直角坐标系中,任何一点位置都可以通过坐标X、Y、Z来确定。北斗卫星系统在太空中建立了卫星网络,通过对卫星轨道分布的合理设计,用户在地球上任何位置可以接收至少三颗卫星的信号,要想得到卫星到用户的距离,用卫星发出信号到用户接收信号的时间差,乘以信号的传播速度(也就是光速)。

现在,已知卫星的坐标以及用户到卫星的距离。假设用户的坐标为Xu、Yu、Zu,根据两点间的距离计算公式,就能得到这样一个三元二次方程组,就可以解出用户的坐标了。

但是这样得到的坐标精度很低,因为信号在穿过对流层、电离层等介质时并不是直线传播,因此会产生误差。要想提高定位精度,则需要辅助装置来修正误差。在地基增强系统中,有一个重要组成部分,它就是连续运行参考站。

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参考站连续24小时运行并且坐标明确。它每分每秒都在获取北斗卫星的信号,从而给自己定位,定位得到的坐标同样是有误差的。

因为已经提前精确知道参考站的坐标,那么可以得到此时此刻误差的精确数值。参考站把误差值发送给数据中心,数据中心又通过移动网络将误差值发送给用户,于是用户的设备修正误差,得到更为精确的坐标。