北斗作为我国的一项大国重器，已经运行多年。它给我国带来的价值，不仅仅是民生导航，更体现在国防安全上面。
近期，随着最后两颗备份卫星的升空，整个北斗三号系统算是彻底完善了。而这项任务的成功，也预示着我国的导航卫星工程，进入到了一个新的阶段。
话说北斗卫星对我国到底有着怎样的意义？这些星罗棋布的卫星，究竟是如何组建起来的？
太空摆渡车
2024年9月19日，西昌卫星发射中心迎来了重要的一刻。长征三号乙运载火箭，搭载远征一号上面级，成功发射了第59颗、第60颗北斗导航卫星。
而这也是最后两颗北斗三号系统的备份卫星。它们的成功发射，为北斗三号系统的建设，画上了一个完美的句号。
说到这里可能很多人会问了，啥叫远征一号上面级？它跟长征三号乙运载火箭，又有着怎样的关系？
所谓的远征一号上面级，指的就是火箭上增加的独立一级飞行器。这种飞行器，一次性可以发射多颗航天器。
从运作原理上来看，火箭将其送到一定轨道以后，远征一号上面级就能点火启动，并自主飞行多次。期间，它会将一个或多个航天器，送入到不同的轨道空间。
由于其起到一个运输的作用，因此远征一号又被称为太空摆渡车。
卫星导航系统的心脏
继续回到北斗三号系统这边。根据相关负责人的说法，这次发射升空的两颗卫星，与前期的MEO组网卫星相比，升级了星载原子钟的配置，所以功能更为强大。
所谓的原子钟，指的就是卫星导航系统的心脏。就拿铷原子钟来说，它可以做到几十万年只差一秒。
靠着这逆天的精准度，铷原子钟能让卫星导航系统的定位偏差，控制在数米以内。
当然了，在整个原子钟界，精准度最高的莫过于光钟了。它运行300亿年，误差仅仅只有一秒。
按照科学家的说法，如果利用光钟去火星旅行，定位偏差几乎不会超过1米。可见，光钟的定位能力有多强。
至于原子钟是如何运行的？这里就不得不提到原子的能量跃迁了。所谓的原子能量跃迁，指的就是原子从一个能量态，跃迁到另一个能量态。
在此期间，原子还会发射和吸收大量光子。由于光子的发射、吸收频率为9.2千兆赫兹。因此在一秒时间内，原子可以发射、吸收900亿个光子能量。
有了这个标准以后，接下来就好办了。只需要测出跃迁的能量，就能获得跃迁的时间。如果应用在导航系统上，就是将光速乘以时间差，这样就可以得出目标的准确距离了。
换句话说，只需要在地球上打两束光，然后测一测来回的时间，就能知道目标所在地。这就是原子钟的妙处所在。
突破原子钟的枷锁
遥想当年，我国准备发射北斗二号导航卫星。期间，长征三号丙火箭已经准备就绪，卫星所在的轨道频率也已经申请到位。
然而，就在这个关键时刻，欧洲居然不给咱们的原子钟发货。
因为那时候欧洲的伽利略导航卫星，也需要用到这段频率。为此，欧洲还抛出一个理由，说是国际形势动荡，需要推迟18个月发货。
面对欧洲的刁难，负责有关项目的孙家栋院士，直接豁出去了。开始根据原有的原子钟系列，对新原子钟进行自研、升级、改造。
仅仅过去了3个月时间，孙家栋院士的团队就攻克这枚新原子钟。从测算结果来看，这套新原子钟的误差为300万年差一秒，比当时欧美各国的原子钟还要厉害一筹。
有了新原子钟以后，接下来一切就好办了。在2007年4月14日，也就是国际电信联盟规定的轨道频率有效期，我国成功将首颗北斗二号卫星发射升空。
这一刻，中国导航卫星的未来局面，变得豁然开朗。
北斗三步走战略
从当前的情况来看，北斗卫星一直遵循着三步走的发展战略。而这三步，指的就是北斗一号，北斗二号，以及北斗三号。
先说北斗一号系统，该系统于1994年启动，2003年正式收关。整个北斗一号系统，一共有3颗卫星，其中包括2颗工作卫星，以及1颗备用卫星。
北斗一号系统组建成功以后，它服务的范围，囊括东经70-140度，以及北纬5-55度。也就是说，在中国境内，北斗一号系统几乎可以全覆盖。
北斗一号建成以后，接下来就是北斗二号了。北斗二号的启动时间是2004年，项目竣工时间为2012年。
说起北斗二号的建设历程，可谓是坎坷至极。2002年，那时候的欧洲正准备发起伽利略计划，但缺乏研发资金。
与此同时，我国在北斗卫星的研制上，也遇到了技术瓶颈。于是乎，中欧双方决定合作，共创导航卫星大业。
这场合作历程，只持续了短短4年。4年后，中国便被排除到了项目之外。无论是资料还是技术，我国都无法浏览，就连最基本的决议，咱们也没法做主了。
既然欧洲诚意不足，那咱们也就只好独立研发了。就这样，在2004年9月，由我国自主主导的北斗二号项目，正式启动。
期间，咱们就经历了原子钟事件。好在有孙家栋等工程人员的突破，最终才化险为夷，将北斗二号卫星全部送上了天空。
从后面的发射结果来看，北斗二号系统一共包括了16颗卫星。其中包括5颗地球静止轨道卫星，5颗倾斜地球同步轨道卫星，以及6颗中圆地球轨道卫星。
这些大大小小的卫星，可在全球范围内提供定位、导航和授时服务。其定位精度，可以达到10米左右。放眼全球，也就只有GPS可以与之媲美了。
北斗二号建成以后，北斗三号也该登场了。严格来讲，从2009年开始，北斗三号项目就被提上了日程。一直到2020年，这个庞大的发射工程才宣告结束。
从发射结果来看，北斗三号系统一共有30颗卫星。一号、二号、三号，整个三套系统加起来，就是55颗卫星，这比GPS还要多31颗卫星。
至于2020年以后发射的几颗卫星，其实是北斗三号的备份卫星。比如今年9月发射的这两颗，就是备份卫星之一。
和一号、二号比起来，北斗三号最为显著的一项特征，就是性能被提升了。
在原子钟领域，北斗三号采用了性能更高的铷原子钟和氢原子钟，这就让北斗三号系统拥有了更强的心脏。
再叠加星间链路等新技术，可以让北斗三号的空间信号精度，达到0.5米。到了这时候，我国的北斗卫星导航系统，便开始大显神威了。
比如现在在外卖软件上察看外卖小哥的定位，就变得越来越准确了。他走到你家门口，距离你有几米，都能一一显示出来。
北斗的意义和价值
当然了，北斗工程的成功，不仅仅为了帮助外卖小哥送外卖而已。它如今的作用，堪称无所不能。覆盖范围从亚太地区，一直延伸到全球。
按照相关负责人的说法，目前国内有90%的手机，国外有50%的手机，都支持北斗信号。
比如在2022年的时候，我国就有2.6亿部手机，并入了北斗网络。这就相当于这些手机可以同时在北斗和GPS两者之间进行切换了，主打的就是一个随性。
除了手机定位以外，北斗还可用于轨道交通、国土测绘、航空航天、军事国防等领域。
根据有关数据来看，截至到2023年5月，北斗卫星导航系统，已经服务了790万辆道路营运车，10万台人机自动驾驶设备，4.7万艘船舶，以及4万辆邮政快递的干线车。
要知道，这些交通工具平时都行走在崇山峻岭和大洋航线当中。别说信号了，就连电源都不一定有。
而北斗的出现，则给他们带来了新的希望。让他们拥有精准的路线，可以直达目标，完成每一次惊险的任务。
北斗的未来展望
当然了，北斗卫星虽然已经全部升空，但我国的导航卫星研制工作，还远不止此。在未来，我国还将发射更多的导航卫星，将整个地球给包起来。
按照北斗工程总设计师杨长风的说法，北斗三号最后两颗备份卫星的入轨，既代表着一个终点，也代表着一个起点。
它们的升空、并网，就意味着下一代北斗项目即将登场。它也许是北斗四号，也许是其他系列的导航卫星。
总之，关于导航卫星这块，咱们要探索的领域仍旧深远。至少就目前的情况来看，我国还处于初步阶段。
等将来那些各式各样的导航系统，悉数就位的时候，咱们的生活就能变得更加高级了。
届时这些导航卫星，将用于救灾减灾、农林牧渔、物联网、人工智能等无穷领域，让人们多姿多彩的日常生活更上一层楼。
这就是北斗系列卫星所带来的终极价值。
还是那句话，北斗卫星的成功，不仅仅是一场技术赋能，它的成功更体现了中华民族不屈不饶、人定胜天的一股信念。
这股伟大的信念，支撑着中华民族继往开来，攻坚克难，最终走向胜利的彼岸。