01.全球定位思想

1957年10月4日，蘇聯(lián)成功發(fā)射世界上第一顆人造地球衛(wèi)星。遠在美國霍普金斯大學應用物理實驗室（APL）的兩位年輕學者，在接收該衛(wèi)星信號時，發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星與接收機之間形成了多普勒頻移效應。他們判斷，用類似的方法，可以在地球上進行位置確定和方向?qū)Ш?/span>。

在他們的建議下，美國在1964年建成了世界上第一個衛(wèi)星導航系統(tǒng)即“子午儀”（Transit），首顆“子午儀”試驗衛(wèi)星于1959年9月發(fā)射（失?。?。至1961年11月，陸續(xù)發(fā)射了6顆衛(wèi)星組成星座，用于海上軍用艦艇船舶的定位導航（因此又稱海軍導航衛(wèi)星系統(tǒng)）。1967年7月，“子午儀”系統(tǒng)解密并提供給民用。

02.各國導航星座

目前，太空中有多個全球性或區(qū)域性衛(wèi)星導航星座。包括，美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GLONASS）、中國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）、歐洲的伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)（Galileo）等4個全球系統(tǒng)。

以及日本準天頂衛(wèi)星系統(tǒng)（QZSS）和印度區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)（IRNSS）等2個區(qū)域系統(tǒng)，其中 IRNSS 也稱為印度星座導航（NavIC）。

03.中國的北斗

1983年，中國航天專家陳芳允提出使用兩顆靜止軌道通信衛(wèi)星，配合地面高度座標實現(xiàn)區(qū)域性的導航。1989年，中國使用通信衛(wèi)星先進行試驗，驗證了其可行性，之后的北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)即基于此方案。

期間的1986年3月，陳芳允先生，還與王大珩、楊嘉墀、王淦昌三位先生一起，提出了對中國高技術(shù)的發(fā)展有重要意義的建議，隨后在鄧小平同志批示下，制定了中國高技術(shù)發(fā)展的“863計劃”。

陳芳允先生在分析中國當時國情的情況下，認為按照當時的技術(shù)、經(jīng)濟狀況，發(fā)展類似美國的全球定位導航系統(tǒng)(GPS)難度較大。他提出了用兩顆同步定點衛(wèi)星對地球上的物體進行定位，并可同時進行通信的設(shè)想。

陳先生帶領(lǐng)課題組研制了“雙星定位通信系統(tǒng)”，并在1989年演示成功，實現(xiàn)了地面目標利用兩顆衛(wèi)星快速定位、通信和定時一體化，為我國研制、發(fā)展雙星導航定位系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，開創(chuàng)了我國的“北斗”導航衛(wèi)星事業(yè)。

04.北斗一號

1991年海灣戰(zhàn)爭中，美軍利用GPS導引炸彈的戰(zhàn)果令世界印象深刻，各國加速投入自建衛(wèi)星導航的規(guī)劃。三年后的1994年，中國正式開始北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)（北斗一號）的研制。2000年10月31日凌晨0時02分，中國自行研制的第一顆導航定位衛(wèi)星“北斗導航試驗衛(wèi)星”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空并準確進入預定軌道。

當年12月，中國發(fā)射了另一顆靜止軌道衛(wèi)星。兩顆衛(wèi)星分別定位在東經(jīng)140度和80度，實現(xiàn)了區(qū)域性的導航定位。自此，中國成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。

2003年，中國又發(fā)射了一顆定位在東經(jīng)110.5°同步軌道的備用衛(wèi)星，完成了北斗一號系統(tǒng)的組建。北斗一號服務(wù)范圍為東經(jīng)70°－140°，北緯5°－55°。

北斗一號為有源定位系統(tǒng)，需要向地面控制中心申請定位信號。定位精度為100米，使用地面參照站校準后為20米，與當時的GPS民用碼相當。用戶除了定位外，還能向外界報告自身位置和發(fā)送消息，系統(tǒng)授時精度20納秒，定位響應時間為1秒。

北斗一號衛(wèi)星設(shè)計壽命為8年，實際使用可達到10年以上。

05.北斗二號

2004年，中國啟動北斗二號系統(tǒng)工程建設(shè)。北斗二號英文簡稱BDS，曾用英文名COMPASS。北斗二號解決了北斗一號的有源定位等問題。實現(xiàn)了北斗一號不具備的測速功能，測速精度達到了0.2米/秒。

2011年，北斗二號開始對中國和周邊提供測試服務(wù)，2012年12月27日起正式提供衛(wèi)星導航服務(wù)，服務(wù)范圍涵蓋亞太大部分地區(qū)，包括南緯55度－北緯55度、東經(jīng)55度－東經(jīng)180度。

2012年4月30日，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號乙”運載火箭，成功發(fā)射兩顆北斗二號衛(wèi)星，衛(wèi)星順利進入預定轉(zhuǎn)移軌道。這是中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)首次采用“一箭雙星”方式發(fā)射導航衛(wèi)星。

北斗二號提供兩種服務(wù)方式，即開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。開放服務(wù)是在服務(wù)區(qū)向用戶免費提供定位、測速、授時服務(wù)。授權(quán)服務(wù)則是向特定用戶提供更高精度的定位服務(wù)。

北斗二號繼承了北斗一號的短信報文服務(wù)，用戶可以不依賴移動通信基站，通過衛(wèi)星進行短信接發(fā)。

06.北斗三號

由于北斗二號只能夠服務(wù)亞太地區(qū)，中國于2009年啟動了北斗三號建設(shè)。北斗三號系統(tǒng)繼承有源服務(wù)和無源服務(wù)兩種技術(shù)體制，為全球用戶提供定位導航授時、全球短報文通信和國際搜救服務(wù)，同時可為中國及周邊地區(qū)用戶提供星基增強、地基增強、精密單點定位和區(qū)域短報文通信等服務(wù)。

2017年11月5日19時45分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，以“一箭雙星”方式首次發(fā)射北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星。

2020年3月9日，第54顆北斗三號衛(wèi)星，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。今年6月，中國將發(fā)射最后一顆北斗組網(wǎng)衛(wèi)星，完成30顆衛(wèi)星組網(wǎng)，全面建成北斗三號系統(tǒng)。

07.世界的北斗

北斗系統(tǒng)提供服務(wù)以來，已在交通運輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象測報、通信授時、電力調(diào)度、救災減災、公共安全等領(lǐng)域得到廣泛應用。

2013年11月，高通公司攜手三星推出新一代智能手機GALAXY Note 3，該款手機成為首批支持北斗系統(tǒng)的智能機。

北斗系統(tǒng)與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)相比高軌衛(wèi)星更多，抗遮擋能力強，尤其在低緯度地區(qū)性能優(yōu)勢更為明顯。北斗提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務(wù)精度。

北斗創(chuàng)新融合了導航與通信功能，具備定位導航授時、星基增強、地基增強、精密單點定位、短報文通信和國際搜救等多種服務(wù)能力。

目前，全球半數(shù)以上國家在使用中國的北斗系統(tǒng)。北斗，是中國的北斗，也是世界的北斗。