想象这样一个场景，你身处于茫茫大海上，目之所及都是一片汪洋，没有任何可以参照的物体。这时候，你会如何确定自己的方位呢？答案很简单，抬头寻找北斗七星，北斗七星所指向的北极星的方位就是北方。

约两千多年前起，中国人就开始利用北斗七星的“勺子柄”的指向和北极星的方位来找“北”定位，四季轮回、斗转星移，古人通过肉眼或专用测量工具“望筒”等，很早就发现了“北极星位置基本不变”的现象。古人没有网络也没有铁路，长途跋涉时只能依靠车马或者步行，依靠观察北斗七星来寻找方位便逐渐成为古代人们的常识，融入了日常生活当中。可以说，从人们依靠天上的北斗七星判断方位时起，时空信息就已经在人们日常生产生活以及国家安全方面展现出了重要的作用。

图一 北斗七星示意图

现代社会，人们逐渐不再只依赖于天上的北斗七星进行定位与导航。科学技术的不断发展，推动了北斗卫星导航系统的诞生。今日的我们抬头仰望，无尽夜空中不仅有着远方的北斗七星，还有着属于北斗卫星导航系统的人造卫星。

打开手机上的地图软件，你的位置清晰可见，这都是依靠卫星导航系统所达成的。那么，人造卫星是如何对用户进行定位的呢？根据几何学原理，在三维空间中要想确定某个点的空间坐标，需要确定这个点到三个已知点的距离。因此，理论上来说，已知三颗人造卫星的空间坐标，并且知道其与用户之间的距离，就能通过定位解算得到接收机的位置。这么说来，我们打开地图软件后看到自己的位置，背后是手机上的导航定位模块接收到来自多个卫星的信号进行解算的结果。

从前文看，你可能觉得卫星导航从原理上看不过如此。但实际上，即使在科技如此发达的当今时代，实现高精度卫星导航定位仍是一件难事。前面我们提到的只是最简单的模型，实际上，考虑用户位置的动态变化，考虑地球自转，考虑用户接收机与卫星时钟的偏差，考虑电磁波传播过程中的多路径效应、电离层及对流层延时等等因素，对于位置的解算将变得十分复杂。

北斗导航定位系统通过自主研发的卫星无线电测定业务（RDSS）双星定位系统，克服了以上困难，实现了高精度定位技术突破。北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风介绍说，北斗导航定位系统目前公布的全球范围定位精度是优于10米，实测的定位精度2~3米。配合更强大的地基增强系统，可以提供毫米级、厘米级服务。

图二 RDSS双星定位示意图

看了上面这些介绍，你可能会有疑问，高精度的导航信息获取有什么用呢？有必要花这么大代价自主研发出一套系统吗？

事实上，现代社会中，导航定位信息的应用几乎无处不在。回想我们的日常生活：去一个陌生的地点，打开导航软件，可以看到自己的位置与规划出的路线；扫一辆共享单车，共享单车软件中给出周围自行车的位置；点一份外卖，外面软件给出配送员的实时所在；查看一个快递包裹状态，物流软件给出包裹当前所在的环节以及预计抵达的时间；就是在运动场上跑两圈，运动软件也能给出跑步路线图和配速报告。这一切都离不开卫星导航系统。

图三 美团共享单车定位地图

除了客户端，导航定位信息在第一和第二产业也有广泛应用。农业生产方面，可以利用北斗卫星导航系统定位技术操控无人机喷洒农药，实现对播散面积和范围的精准控制，大大提高生产效率，减少劳动力消耗，使农药与化肥的施用更加精准、均匀。在林业方面，北斗卫星导航系统和技术主要运用于森林资源管理、森林火灾的预防、自然保护区的监管和造林规划等方面。森林面积广大，人力监管耗时大，难以覆盖全面，人力监管极为不便，困难重重，森林火灾对森林资源的危害极大，需要及时发现，及时处理。利用北斗卫星导航系统定位技术，可以操控无人机对植物和害虫进行精准定位，实时采集数据并预警病虫害。也可以及时定位着火隐患或起火点，进行预警报告，对起火隐患进行排查，或者及时判断处理方法，减少森林火灾的受灾面积。我国自然保护区面积广大，并且分布散乱，野生动物活动范围大，人为监管不便，利用北斗卫星导航系统定位技术，定位野生动物身上的脚环，可以划定动物的活动范围和迁徙路线，降低管理难度。北斗卫星导航系统定位技术也可以服务于自然保护区旅游业的发展，为游客提供电子地图、定位器等，避免游客在保护区中迷路，也有助于当游客遇到危险时，能及时锁定游客位置，及时进行救援。

导航定位信息对于科技产业更是至关重要。任何自动驾驶都离不开高精度的导航定位信息。智能网联汽车“Robotaxi”就是通过融合北斗卫星导航系统定位技术，实现对车辆进行高精度厘米级的定位，自动避让行人车辆、保持车距，为车辆的自动驾驶保驾护航。

百度Robotaxi无人出租车

除此之外，北斗卫星导航系统也为生产活动以及重大事件的处理提供了巨大帮助，在交通、海洋、水文、气象、森林防火、通信、电力调度、防灾减灾等重要领域提供了相应的导航、定位、授时和短报文通信服务。例如，北斗卫星高精度地质灾害监测预警系统，可以提前预警山体滑坡等地质灾害，减少损失；2008年汶川大地震，救援队伍带着北斗终端，把当时灾区的情况实时地报告给指挥中心，为灾区的人民打开了生命的通道；海上的渔民到了远海，可以通过北斗跟家人报平安。

总而言之，卫星导航系统服务于众多国民经济领域，可以带来巨大的经济效益，卫星导航产业也已成为继移动通信和互联网之后，全球第三个发展最快的电子信息产业，正在带来巨大的经济价值。

曾经，我国的卫星定位导航主要依赖于美国的全球定位系统GPS，在中国国内导航市场，GPS占据了百分之九十五以上的市场份额。而今，北斗卫星导航系统的成功建成，改变了我国导航与定位技术受制于人的局面。卫星导航系统应用于众多民事与军事活动当中，具有至关重要的作用。试想一下，如果在军事活动中或者重大事件面前，拥有卫星定位导航系统的国家关闭系统，或者有选择地屏蔽信号，那么一切依赖于定位导航的活动都将停摆，这样的后果不堪设想。

因此，北斗的成功，不仅是我国科学技术领域上的一次重大突破，更是我国综合国力的一次巨大提升，在经济、国防等领域，都能产生巨大的效益。大到国家世界，小到个体人民，北斗的建成，都具有划时代的意义。

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