具有定位和授時(shí)功能的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信已成為21世紀(jì)信息技術(shù)領(lǐng)域的三大技術(shù)之一,是當(dāng)今社會(huì)重要的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段、用戶段三部分組成。其中空間段由分布在不同軌道的14顆衛(wèi)星組成,即由5顆地球靜止軌道衛(wèi)星、5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和4顆中圓地球軌道衛(wèi)星組成“北斗”區(qū)域性導(dǎo)航衛(wèi)星星座。在這個(gè)星座中,5顆地球靜止軌道衛(wèi)星+5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星是核心,一旦有衛(wèi)星失效或者處于在軌維修狀態(tài),4顆中圓軌道衛(wèi)星可以起到部分替代作用。地面段則由主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站組成。而用戶段由北斗用戶終端以及與其它導(dǎo)航系統(tǒng)相互兼容的終端組成。
“北斗”區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的主要功能是:定位、測(cè)速、單雙向授時(shí)、短報(bào)文通信;服務(wù)區(qū)域?yàn)橹袊安糠謥喬貐^(qū);定位精度優(yōu)于10米;測(cè)速精度優(yōu)于0.2米/秒;授時(shí)精度50納秒;短報(bào)文通信120個(gè)漢字/次。2012年12月27日北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式向亞太地區(qū)提供區(qū)域服務(wù)。
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)分有源和無源兩種,區(qū)別在于前者的用戶端需主動(dòng)發(fā)出信號(hào),而后者的用戶端只需被動(dòng)接收信號(hào)。
衛(wèi)星導(dǎo)航的精度是由衛(wèi)星的數(shù)量決定的,高精度定位要導(dǎo)航對(duì)象同時(shí)觀測(cè)到4顆衛(wèi)星。根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航原理,最基本的全球?qū)Ш骄W(wǎng)至少需要18顆衛(wèi)星來維持,再加上必要的候補(bǔ)衛(wèi)星,同時(shí)要有近30顆衛(wèi)星在軌,才能可靠地對(duì)全球99%以上的地區(qū)提供導(dǎo)航信號(hào)。
衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)是預(yù)先設(shè)定好的,但也在緩慢變動(dòng),所以,任何一個(gè)時(shí)刻衛(wèi)星的位置也是個(gè)變量。衛(wèi)星本身不具備計(jì)算能力,所以分布在全球的測(cè)控站必須隨時(shí)監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的運(yùn)行,根據(jù)各種環(huán)境的微小變化來計(jì)算軌道,再把軌道信息傳遞給衛(wèi)星,由衛(wèi)星傳送給用戶。在計(jì)算中,地球各部分引力的微小變化、太陽活動(dòng)對(duì)電離層的影響,甚至衛(wèi)星高速運(yùn)動(dòng)帶來的相對(duì)論效應(yīng)都必須納入考慮。如果沒有豐富的地球物理數(shù)據(jù)以及強(qiáng)大的計(jì)算、通訊能力,衛(wèi)星導(dǎo)航的數(shù)據(jù)很快就會(huì)被誤差淹沒。
由此可見,建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不僅需要具備衛(wèi)星組批生產(chǎn)、發(fā)射,更需要具備多方面的技術(shù)做后盾,同時(shí)還需要足夠的資金來保證。因此,能夠建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家鳳毛麟角。
中國的“北斗”是世界上首個(gè)集定位、授時(shí)和短報(bào)文通信為一體的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。發(fā)送短報(bào)文是“北斗”獨(dú)有的一種重要功能,短短的120個(gè)字在很多時(shí)候是“救命”的法寶。通過GPS,用戶只能知道“自己在哪”;但是通過“北斗”,用戶還能讓別人知道“自己在哪”。把導(dǎo)航與通信緊密結(jié)合起來,很適用于交通運(yùn)輸、調(diào)度指揮、搜索營救等需要把導(dǎo)航與移動(dòng)數(shù)據(jù)通信相結(jié)合的用戶。
“北斗”的另一大特點(diǎn)是它與別的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之間具有兼容與互操作性。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有其脆弱性,單一的導(dǎo)航系統(tǒng)易被干擾、遮蔽,采用GPS+“北斗”的雙衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的可用性和導(dǎo)航精度。據(jù)介紹,GPS在亞太地區(qū)的覆蓋率一般只能達(dá)到60%~70%,如果加上“北斗”后覆蓋率可以達(dá)到80%,從而能提高衛(wèi)星導(dǎo)航的可用性,并使導(dǎo)航精度提高20%左右,比如,在GPS導(dǎo)航精度1米的地方,同時(shí)融合“北斗”的數(shù)據(jù)后,導(dǎo)航精度能達(dá)到0.8米。與GPS相比,“北斗”的首次定位速度和授時(shí)精度都表現(xiàn)出更好的優(yōu)越性!氨倍贰毙l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)網(wǎng)完成后,系統(tǒng)用戶定位,電文通信和位置報(bào)告只需要幾秒鐘,而GPS首次定位卻需要1至3分鐘。
到2020年,在全球性無源衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中,“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將與美國的GPS、俄羅斯的Glonass、歐洲的Galileo呈現(xiàn)“四足鼎立”的局面。
1.下列關(guān)于“衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”的表述,不正確的一項(xiàng)是(3分)
A.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是當(dāng)今社會(huì)重要的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施,由空間段、地面段、用戶段三 部分組成,分有源和無源兩種。
B.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)集定位、測(cè)速、單雙向授時(shí)、短報(bào)文通信等功能于一體,具有導(dǎo)航和 通信相結(jié)合的特色,其應(yīng)用為人們的生活提供了便利。
C.建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)需要投入大量的財(cái)力和物力,需要具備多方面的技術(shù)做后盾,因此并不是任何一個(gè)國家都能夠建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的。
D.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有其脆弱性,單一的導(dǎo)航系統(tǒng)易被干擾、遮蔽,而采用雙衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以提高衛(wèi)星導(dǎo)航的可用性和導(dǎo)航精度。
2.下列理解和分析,不符合原文意思的一項(xiàng)是(3分)
A.“北斗”區(qū)域性導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)由5顆地球靜止軌道衛(wèi)星、5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和4顆中圓地球軌道衛(wèi)星組成。
B.計(jì)算衛(wèi)星軌道極其復(fù)雜精細(xì),地球各部分引力的微小變化、太陽活動(dòng)對(duì)電離層的影響,甚至衛(wèi)星高速運(yùn)動(dòng)帶來的相對(duì)論效應(yīng)都必須考慮在內(nèi)。
C.雖然衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)是預(yù)先設(shè)定好的,但是衛(wèi)星的位置始終是個(gè)變量,因此,地面測(cè)控站必須隨時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的運(yùn)行,關(guān)注軌道數(shù)據(jù)的變化。
D.“北斗”在導(dǎo)航精度上并不遜于歐美,而且發(fā)送短報(bào)文是“北斗”獨(dú)有的功能,這解決了何人、何地的問題,在遇險(xiǎn)救助中“北斗”可幫助人們定位通信。
3.根據(jù)原文內(nèi)容,下列理解和分析不正確的一項(xiàng)是(3分)
A.衛(wèi)星導(dǎo)航的精度是由衛(wèi)星的數(shù)量決定的,衛(wèi)星的數(shù)量越少,導(dǎo)航的精度也就越低,產(chǎn)生誤差的可能性就越大。
B.“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與GPS等系統(tǒng)兼容,對(duì)用戶來講,由于“北斗”系統(tǒng)的加入將可享受到更優(yōu)質(zhì)的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)。
C.“北斗”現(xiàn)已具備覆蓋中國及部分亞太地區(qū)的服務(wù)能力,其發(fā)展?jié)摿薮,但北斗?dǎo)航還處于起步階段,不會(huì)取代GPS,而是與之互補(bǔ),共同服務(wù)于全球用戶。
D.與GPS相比,“北斗”表現(xiàn)出了更好的優(yōu)越性,作為一個(gè)航天大國,我國已在四足鼎立的全球性無源衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中,占有了一席之地。
參考答案:
1.B 2.A 3.D