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百问不厌-北斗导航科普知识系列（一）

2019/10/31 09:48

现在天上工作的导航卫星知多少？ “星儿空中辨江树，北斗天际识归舟”。在我们使用的智能手机上（例如华为mate-10或mate-20）打开“北斗伴”App，很快卫星天空图上就锁定了25-30颗左右的卫星。有BDS(北斗卫星导航系统)、GPS（全球定位系统）、GLONASS(格洛纳斯)和Galileo(伽利略导航系统)的卫星，它们分别用其所属国家的国旗缩略图表示。尤其是BDS鲜红底色衬托出的一大四小五颗金星，鲜艳夺目。 接收到的卫星天空分布图实例 到2020年，各大卫星导航系统全部部署完毕后，估计有140余颗卫星在轨。那时，我们打开卫星导航接收机，一下子就可以收到三、四十颗卫星信号，并将获得质量非常高的定位、导航和授时服务。 全球在轨GNSS卫星总数量和工作导航卫星总数一览 GNSS（全球导航卫星系统）究竟有多少种？天上工作的导航卫星到底有多少颗？卫星三维定位为什么至少需要四颗卫星？卫星导航定位怎样实现高精度？卫星导航应用真的是无处不在、无时不在、无所不在、用户无限吗？怎么能够做到的啊？北斗与其它卫星导航系统存在什么样的差异性？这些问题总是困扰着大家，而且卫星导航系统的名称和提法也各不相同，林林总总。接下来，我们给大家一一解答。 我国的卫星导航系统为什么叫做“北斗”？ 北斗是BDS(北斗卫星导航系统)的中文简称。“大河向东流，天上的星星参北斗”，自古以来，人类就非常崇拜日月星辰，华夏祖先对于北斗星更是有着高山仰止般的敬畏。北极星，更是功能神奇，因为找到了北斗星，就可以在群星灿烂的夜空中找到永远在正北方向的北极星，也就实现了定向导航。所以，将我国的卫星导航系统取名“北斗”，既有鲜明的中国特色，又彰显华夏悠久的历史文化和渊源，让人浮想联翩。 北斗七星的“魁”与“斗柄” 天空中北斗星指极方向示意图 北斗星自古以来一直是人们用来指明方向的重要手段之一。无论是在前不着村、后不着店的荒漠，宽阔的草原，茂密的山林，还是一望无际的海上，或是月明星稀的夜晚，没有参照系辨别方向是非常困难的。古人经过长期的观察实践，渐渐发现北斗星是一种非常有效的辨别方向的办法。 其实，人们真正用来指示方向，实现导航应用的星星，叫北极星。它是位于北天极附近的一颗星，由于它几乎在地球的自转轴的延长线方向上，所以我们北半球的人常年能看到它在北方的天空，人们可以利用它来指明方向。 以它作为参考点，通过六分仪等仪器，还可以确定纬度。在繁星满天的夜空中如何找到北极星？最简单的方法就是通过北斗七星。将北斗七星斗魁（杓）上的外侧第二星（天璇），向斗魁外侧第一星（天枢）的连接线向外延伸约5倍距离，就能看到一颗明亮的星星，它就是北极星。

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