0 1 从GPS产生说起

1957年10月4日，苏联发射了全世界第一颗人造地球卫星，开创了人类的空间世纪。美国对此密切关注，有一位名叫比尔.盖伊的数学家和一位叫乔治.威芬巴赫的物理学家，他们发现这颗卫星的频率出现了偏移，经研究发现是相对运动引起的多普勒频移效应。

这两位科学家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信号的不同频差推算出这个卫星的具体位置，他们很高兴地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苏联卫星的多普勒定位跟踪。

GPS接收器

弗兰克主任当时在做海军的一项研究，研究内容是五角大楼如何知道茫茫大海中军舰的具体位置，听到两位科学家的汇报后他眼前一亮，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，海军军舰定位的问题有思路了！

GPS系统就按这种思路启动了，方案中需要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，发射成本比较低，精度比较高，但若覆盖全球的话则需要200颗卫星，这样浩大工程实在是负担不起。

如果采用高轨道，理论上三颗卫星就能覆盖全球，但除了高轨道卫星的发射难度大之外，更主要的是定位精度会很低，原因有两个：一是轨道太高会导致测量误差大，二是静止轨道与地面物体的相对速度很小，不利于使用多普勒频移的解算方法。

中轨道是比较折衷的方案，覆盖全球只需要24-36颗卫星，由于轨道是运动的，即使地面的物体不动，但相对卫星的速度也很大，这就可以充分利用多普勒频移方法了。

基于以上综合考虑，美国选择了24颗卫星的中轨道星座，1978年发射了第一颗，全系统在1995年投入运行，现有卫星30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。

0 2“北斗”的立项

GPS对人们生活品质的提升相当大，例如汽车和手机导航就非常重要，人们告别了在纸制地图上找路的历史。GPS对于探险航海就更重要了，关键时刻可以救命。这么好的东西，如果免费，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，同时会形成一股强大的国家软实力。

而对于他国而言，在军备方面绝不能使用美国的GPS，一旦形成依赖就会像吸毒者一样无法自拔，必须要发展本国的定位导航系统。

中国在定位导航卫星这事上从上个世纪70年代就已经开始闹心了，七五规划中提出了“新四星”计划，随后提出过单星、双星、三星、三到五颗星的区域性系统方案，以及多星的全球系统设想。研究、论证、再研究、再论证……从来就没有停止过。

1993年银河号事件，美国关闭了船上的GPS导航信号，使我民用商船迷航；1996年台海危机，美国关闭了亚太地区的GPS导航系统，导致我们发出去的导弹从系统中消失。

这两件事情，给中国人民留下了巨大的伤痛，也刺激着军方和中央领导。北斗系统的立项，向着不惧封锁、不畏艰难，坚持走自主研发的道路踏出了坚实的一步。

0 3抢占频段——一场没有硝烟的战争

2000年，我国成功发射的两颗“北斗一号”导航卫星，由于这两颗星的轨道很高，导致了地面被测物体与卫星的相对速度很低，于是多普勒效应就不明显，其定位精度自然远远比不过GPS。

此时，欧洲伽利略计划正寻求他国的合作，中国也正为北斗一代的技术问题纠结，于是双方一拍即合，中国加入了伽利略计划。但其后却发现欧洲不仅没有对中国开放技术，反而希望中国当“冤大头”提供资金支持，于是中国毅然退出合作。

靠山山倒，靠人人走。在国际的舞台上，能依靠的唯有强大的的自身力量。

北斗二代计划在2020年前发射35颗卫星，形成全球性的定位导航系统，比GPS还多5颗。申请的轨道和频率与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问题。卫星轨道和空间频率是人类共有的资源，那该如何分配呢？国际规则是既不按国家来分，也不按人口来分，而是谁先占了算谁的。

2005年伽利略计划的第一颗卫星上天了，但并没有开通，只是占了轨道但没占频率，为啥没开通呢？原因是没钱，开通需要花钱的，欧洲手头有点紧。而中国北斗二代的第一颗星在2007年上天而且立即开通了，这下就把轨道和频率都占上了。

在这过程中，还发生过一段惊心动魄的故事。80后中科院导航系统科学家徐颖曾经在一段演讲中将北斗系统的故事娓娓道来。

技术封锁？封着封着我们就习惯了。

中国科学家从来不畏惧任何困难，在技术封锁下，航天科工依旧将东风导弹打上了天，从此“东风快递，使命必达”；在技术封锁下，中国铁建硬是从设计图纸开始，造出了中国的盾构机；在技术封锁下，设计师们15年磨一剑，建出了世界上最长的跨海大桥——港珠澳大桥。这一次，中国科学家依旧不负我们的期待，将一颗颗北斗卫星送上了苍穹。

0 4北斗，拥抱全球！

中国是继美国、俄罗斯之后世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。如今，北斗三号基本系统完成建设，迈入全球时代，将会成为中国军队的“战力倍增器”，也将为国内广大的民用市场提供服务。

但其实，除了苹果手机外，小米、华为、魅族等品牌的部分系列均早已支持北斗导航系统，只是名称为“GPS”而已。

目前，自主北斗芯片跨入28纳米工艺时代，我国卫星导航专利申请累计5.4万件，居全球第一。应用领域也在不断的拓展当中，全国已有617万辆道路营运车辆，3.56万辆邮政和快递车辆，36个中心城市8万辆公交车，3230座内河导航设施，2960座海上导航设施，使用北斗。港珠澳大桥采用北斗高精度形变监测系统，保障安全运行。

在国际上，北斗已服务于俄罗斯、缅甸、老挝、柬埔寨、泰国、印度尼西亚、巴基斯坦、科威特、阿尔及利亚、乌干达等国家，收获良好口碑。北斗已加入民航、海事、移动通信等国际组织，国际民航组织批准北斗星基增强服务商标识号和标准时间标识号，国际搜救卫星组织将北斗纳入全球卫星搜救系统计划。

曾经，我们将天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光合称北斗七星。

如今，无论你身在世界的哪一个角落，抬头看看，祖国的北斗正为你而闪耀。