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“北斗”系统“三步走”发展历程的前世今生
6月23日，我国北斗三号最后一颗全球组网卫星发射任务顺利完成，这意味着北斗将进入服务全球、造福人类的新时代。北斗系统是着眼于国家安全和经济 社会 发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统。
1957年10月4日，苏联发射了全世界第一颗人造地球卫星，开创了人类的空间纪元。 美国对此密切关注，数学家威廉盖伊和物理学家乔治威芬巴赫在霍普金斯大学应用物理实验室里面发现了一个现象：苏联发射的这颗卫星的频率会出现一定程度的汪模偏移。经过研究他们最终发现这是相对运动所引起的多普勒频移效应。随后，这两位科学家们对此进行了实验研究， 发现如果在地面上架设多部接收机，就可以根据接收到的不同频差信号来推算出这个卫星的具体位置。 他们很高兴的把这个研究成果告诉了实验室主任弗兰克麦克卢尔，说他们已经实现了对于苏联卫星的多普勒定位跟踪。
弗兰克主任当时在做海军的一项研究，其研究内容就是如困升缓何在茫茫大海中定位军舰的具体位置。听到这两位科学家汇报以后，他眼前一亮：既然你们能够发现卫星在哪里，如果把问题反过来，卫星就能发现你们在哪里。这就为他当时研究海军军舰的定位问题开辟了思路。GPS系统就是按照这种思路开始启动。
在GPS项目推动中亟需解决的第一个问题就是卫星该采用低、中、高哪种轨道？ 如果采用低轨道的话：精度比较高，但是要覆盖全球就需要二百颗卫星，这样浩大工程实在是负担不起。那如果采用高轨道，理论上三颗卫星就能覆盖全球了。但是除了高轨道卫星的发射难度大之外，更主要是定位精度会低很多。所以中轨道就是一个比较折中的方案，覆盖全球只需要24到36颗卫星。但由于轨道是运动的，即使地面的物体不动，它相对卫星的速度也是很大的，这样就可以充分利用多普勒频移的方法。基于以上的综合考虑， 美国选择了24颗卫星的中轨道方案，1978年发射第一颗，全系统在1995年投入运行，现在有卫星三十颗，分为军用和民用两种定位模式，其中民用方式向全球开放。
值得注意的是， 利用多普勒效应进行定位是早期的做法，现在的主要方法是用极其精确的原子钟 。通过测量信号，从卫星到物体的时间来确定它们之间的距离。通过三个或者更多这样的距离来确定物体的位置。而多普勒效应现在只是用作一个辅助手段。
美国投入巨资打造的GPS系统对全世界是免费使用的。这是因为免费的GPS系统一定会在全球形成巨大的市场，依托这套系统会产生新的国际性产业，同时也会形成一股强大的国家软实力。 所以说GPS免费才是符合美国国家利益的。
GPS免费对于全世界的民生来说是个福利，但是在军事方面却是一种挑战。 对于美国敌对的国家，它的军机和战舰上面当笑禅然也可以安装GPS系统，当然他们安装的GPS只是民用系统，它的精度比美国军方使用的系统差了十倍。更加重要的是，万一哪天这个国家跟美国打仗，美国把GPS系统给你停下，这时候自己就会变成瞎子，搞不清方向和目标；更可怕的是如果美国给你发个欺骗码，那你瞄准美国的导弹就可能飞到自己的身体上。所以说，其他国家军备绝对不能使用美国的GPS，一旦形成依赖，后果就不堪设想。
所以必须要发展本国的定位导航系统，当然发展本国的定位导航系统只是少数大国的权利。因为全球的定位导航系统实在是太浩大了。综合国力微弱的小国家根本就造不起。
实际上从上个世纪七十年代开始， 中国就提出了“新四星”计划。到了八十年代初期，以两弹一星的元勋陈芳允院士为首的专家团体提出了双星定位方案，这是当时公认的最优方案。 但是由于经济条件等原因耽搁了十年。直到1991年，海湾战争把中国人给打醒了，美国的GPS系统在作战中应用非常成功，当时决策层就深刻地意识到以后的战争必须要依靠这种技术。所以被搁置十年的双星定位方案就马上启动了。
自上世纪九十年代开始，北斗系统启动研制，按三步走发展战略：先有源后无源。先区域后全球。先后建成了北斗1号，北斗2号，北斗3号系统，走出一条中国特色的卫星导航系统建设道路。北斗系统建设的三步走是结合我国在不同阶段技术经济发展实际提出的发展路线。
第一步建设北斗一号系统又叫北斗卫星导航试验系统，实现卫星导航从无到有。 1994年，北斗一号系统建设正式启动，2000年发射两颗地球静止轨道卫星北斗一号系统建成并投入使用。2003年又发射了第三颗地球静止轨道卫星，进一步增强系统性能。 北斗一号系统的建成迈出了 探索 性的第一步，初步满足了中国及周边区域的定位、导航和授时需求。 当时采用的是有源定位体制，也就是说用户需要发射信号系统才能对其定位。这个过程要依赖卫星转发器，所以有时间延迟且容量有限，满足不了高动态的需求。
当时官方宣称北斗一号具有既能通信又能定位的独特优势，但是它的通信功能比国际海事卫星差得多，而定位功能也比GPS差得多。 尽管如此，北斗一号已经达到了设计指标，在工程上是非常成功的。假如没有国际海事卫星和GPS系统的话，那么既能定位又能通信的北斗一号简直就是光芒四射。但是问题是北斗一代问世的时候，这两种卫星系统已经相当成熟了。在他们的对比之下，北斗一号的使用体验比较差，那么往下该怎么走的？
这个时候，中国看上了欧洲的伽利略计划，这个是欧洲国家联合搞的一个全球定位导航卫星系统计划，当时欧洲有技术，但是缺钱。而中国正因为北斗一号系统不够给力在发愁，那自然两家就一拍即合。据报道中国加入伽利略计划的时候很大方地直接交了两亿欧元的入伙费。但是交完钱后中国觉得越来越不对劲，欧洲居然把日本和印度也都拉入伙了，他们出的钱少，但是权力并不少。多出点钱倒也不是什么大问题， 关键在于这两个国家本来就是我们在军事上要防备的，难道我们要跟他们在军事上使用相同的系统吗？中国发现苗头不对后就下定决心退出了。退出以后自己单干，开始发展北斗二号。
北斗二号系统，从有源定位到无源定位，区域导航服务亚太。2004年北斗二号系统建设启动。北斗二号创新构建了中高轨混合 星座 架构，到2012年完成了14颗卫星的发射组网。 北斗二号系统在兼容北斗一号有源定位体制的基础上，增加了无源定位体制。也就是说，用户不用自己发射信号，仅靠接收信号就能定位解决了用户容量限制，满足了高动态需求。北斗二号系统的建成不仅服务中国，还可为亚太地区用户提供定位、测速、授时和短报文通信服务。
当时北斗二号申请的轨道和频率跟欧洲伽利略比较一致。这就不可避免地遇到了卫星轨道和频率争夺的位置。 卫星轨道和空间频率是人类共有的资源，那该如何分配呢？国际规则是既不是按国家来分，也不是按人口来分， 而是谁先占了算谁的 。2005年12月，伽利略计划的第一颗卫星上天了，但并没有开通，只是占了轨道，但是没占频率。没开通频率的主要原因是欧洲手头比较紧，没钱开通。随后，中国的北斗二号的卫星也上天了，而且一上去就开通了频率，这下子就把轨道和频率都给占了。 欧洲的伽利略那边慢悠悠地捣鼓，而中国的北斗却一个接一个不停地发射卫星，后来还搞起了一箭双星。 而伽利略和北斗二代有些频率是重合的，双方都在国际电信联盟组织备案了。谁先占上就算谁的。中国的快节奏把欧洲搞得急眼了，本想通过美国给中国施加压力，要求中国放慢脚步等等欧洲的人民。中国当然不理会欧美的抗议，按照既定的节奏继续发射卫星。
第三步建设北斗三号系统，架设星间链路，实现全球组网。 2009年北斗三号系统建设启动，到2020年完成三十颗卫星发射组网全面建成北斗三号系统。最近发射的卫星就是北斗全球卫星导航系统 星座 部署的收官卫星。北斗三号在北斗二号的基础上进一步提升性能，扩展功能，为全球用户提供定位导航授时、全球短报文通信和国际搜救等服务。同时， 在中国及周边地区提供星基增强、地基增强、精密单点定位和区域短报文通信服务。目前，北斗的服务由北斗二号系统和北斗三号系统共同提供，2020年后将平稳过渡到以北斗三号系统为主提供。
北斗卫星导航系统的发展历程是怎么样的？
中国高度重视北斗系统建设发展，自20世纪80年代开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路，形慎陆成了“三步走”发展战略：
第一步，建设北斗一号系统。1994年，启动北斗一号系统工程建设；2000年，发射2颗地球静止轨道卫星，建成系统并投入使用，采用有源定位体制，为中国用户提供定位、授时、广域差分和短报文通信服务；2003年，发射第3颗地球静止轨道卫星，进一步增强系统性能。
第二步，建设北斗二号系统。2004年，启动北斗二号系统工程建设；2012年年底，完成14颗卫星（5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星）发射组网。北斗二号系统在兼容北斗一号系统技术体制基础上，增加无源定位体制，为亚太地区用户提供定位、测速、授时和短报文通信服务。
第三步，建设北斗三号系统。2009年，启动北斗三号系统建设；2018年年底，完成19颗卫星发射组网，完成基本系统建设，向全球提供服务；计划2020年年底前，完成30颗卫星发射组网，全面建成北斗三号系统。
扩展资料：
5月21日下午，在全仿念国政协十三届三次会议首场“委员通道”上，全国政协委员、中国北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风介绍，今年是北斗全球系统的收官之年，最后一颗北斗组网卫星已运抵西昌卫星发射中心，各项准备工作正在有序推进，计划6月份择机发射。届时，北斗系统部署将圆满完成。
杨长风介绍，北斗系统是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、性能要求最高最复杂的巨型航天系统。杨长风说：“我们用20多年时间走过了国外卫星导航40年的发展路程，特别是北斗全球系统的建设，用两年时间实现了17颗卫星、17个运载、29颗星的高密度发射组网，而且连战连捷宽大顷，创造了世界卫星导航的一个奇迹，被称之为中国速度。”
参考资料来源：百度百科-北斗系统
参考资料来源：东方财富网-北斗全球系统最后一颗组网卫星6月发射
中国北斗定位导航系统的发展历程!
2000年，首先建成北斗导航试验系统，使中国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版1.0正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、轿槐银授时服务。
2019年4月20日，第44颗北斗导航卫星发射成功。2019年5月17日23 时48分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射了第四十五颗北斗导航卫星。
扩展资料
在现代化高速发展的中国，不仅是军事用途明燃中，需要强大的导航系统，即使是在民用上，同样也不会例外。尤其是对于沿海地区的渔民而言，导航系统更是意义非凡。“北斗”系统的全面发展与普及，将为中国带来更加强大的民用导航体系。
在经济社会中，不仅是在渔业中需要使用到导航系统。在人们的日常生活中，需要使用到导航系统的时候，也并不算少。从目前的一些相关资料上来看，中国导航系统的需求闭宴异常强大。“北斗”系统全面普及之后，必将促进中国经济的进一步发展。
参考资料来源：百度百科—北斗导航定位卫星系统
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