谁来呵护北斗导航系统安全?西瓜视频探秘:北斗卫星如何高效工作

随着第54颗北斗卫星已经并网使用,最后一颗北斗三号卫星也即将发射,至此北斗三号导航系统全面组网。我国的北斗三号卫星自从2018年12月27日为全球服务到现在已经一年半的时间了。那么一个问题值得考虑:全面组网后,假如有一颗北斗卫星被恶意击落,北斗导航还能正常工作吗?和我一起来看这段西瓜视频探秘吧。三问三答解决我们的疑惑。

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能击落一颗卫星吗?

答案是:可以的,主要大国都有反卫星武器,比如PL国就用导弹击落了一颗坏掉的军事卫星,再比如俄罗斯也多次试射过反卫星导弹。

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北斗卫星的轨道高度很高,它一部分运行在中地球轨道,距离地面2万多公里,另一部分运行在3万多公里。

目前试射过的反卫星武器,打的都是近地轨道卫星400公里左右,还没有谁做过击毁中地球轨道卫星的实验。

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有必要击落卫星吗?

击落卫星可能是最麻烦的破坏一个导航系统的方法了,最简单的方法是:进行干扰。

因为导航卫星距离地面很远,导航信号功率不大,这样微弱的信号很容易进行干扰。西瓜视频创作人解释到。

其实也有干扰导航系统的先例,例如PL国就曾演习过区域干扰。但干扰也不是万能的,也面临以下问题:

1. 局部干扰比较容易,但没有办法让一个导航系统在全国甚至全世界范围内瘫痪,毕竟不可能有覆盖全球的干扰设备。

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2. 干扰别人还不能干扰到自己,全球主流的4套卫星导航系统,载波频率相差不多,想干扰伽利略导航系统的信号就有可能干扰到自己系统。

据说伽利略在决定工作频率的时候,就受到了PL国的多次阻挠,而其最新一代GPS卫星已经增加了在局部区域增强信号功率的功能。

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假设真的打掉一颗北斗卫星,那么导航还能正常工作吗?

这需要看它打掉的是哪个系统北斗卫星,我国的北斗系统分为北斗2号和北斗3号。

北斗2号在2012年就已投入使用,系统当时包含了5颗地球同步轨道卫星,5颗地球静止轨道卫星和4颗中地球轨道卫星。

为了方便理解,西瓜视频创作人把视角固定在中国,5个静止轨道卫星一直覆盖中国的精度范围,5个同步轨道卫星的星下点形成1个"8"字,让北斗在维度上覆盖中国全境。

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我们一般认为如果一个用户能看到4颗导航卫星,就能比较准确的计算出自己的位置。而北斗二号精心设计的星座结构,可以让用户在中国境内大部分地区看到8颗以上的卫星,所以如果有人破坏了其中一颗,也不会影响导航系统的工作。

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北斗3号是一个覆盖全球的导航系统,它包括至少24颗中地球轨道卫星,覆盖世界的每个角落,还有3颗地球同步轨道卫星和3颗地球静止轨道卫星,如果打掉一颗中地球轨道卫星,那么北斗的全球覆盖可能会受轻微影响。

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北斗卫星是有备份卫星的,在设计领域叫做:冗余备份设计。例如我国对北斗2号就发射了多颗备份星,和正常卫星同轨同时展开工作,如果打掉了北斗3号的地球静止轨道卫星,这三颗卫星的作用是实现星级增强。

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你可能要问:星级增强是什么东西?

导航定位会有多种误差来源,例如时钟不准确导致定位偏差,卫星轨道不准确导致定位偏差,大气层对导航信号产生延迟定位偏差,而星基增强首先在全国地面站搜集导航数据汇总以后计算出偏差,并将修正信息上传到卫星,再由三颗卫星广播给用户。

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信号修正以后,定位精度可以由普通的10米以内增强到1米以内,甚至是厘米级别的,这三颗卫星的作用是相同的,覆盖区域也有所重叠,所以如果打掉其中一颗,并不会对星级增强的功能有太多影响。

所以我国的北斗导航系统不但自主可控,还是十分安全的系统,随着越来越普及的嵌入到生产、生活中的设备中,扮演者重要的角色。

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可能你又要问了:北斗导航都商用一年多了,我的手机上怎么还是GPS服务呢?

这个问题我们下次再说,剧透下,这只是名称的叫法,其实我们已经在使用北斗导航系统了,如果你是用华为、小米、VIVO等品牌的手机的话。

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页面更新:2024-05-24

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