距离北斗三号成功组网的历史一刻越来越近，或许是巧合，我们发现，北斗与数字“三”有着命中注定的缘分。在北斗建设的历史中，可以发现数字“三”涵盖了北斗系统的发展战略、系统架构、星座配置、工作原理、信号体制、服务规划、未来愿景等。

01“三步走”战略

我们国家很早就非常重视导航卫星系统的建设，并提出了分三个阶段实施的计划。即先建造有源区域卫星导航系统，再建造无源与有源相结合的区域卫星导航系统，最终建造无源与有源相结合的全球卫星导航系统。

第一步，北斗卫星导航试验系统(1994-2003)，又称北斗一号，形成区域有源服务能力。

第二步，北斗区域卫星导航系统(2004-2012)，又称北斗二号，形成区域无源服务能力。

第三步，北斗全球卫星导航系统(2013-2020)，又称北斗三号，形成全球无源服务能力。

02“三部分”构成

实际上，GNSS系统都是由空间段、地面段以及用户段三部分组成的。而北斗卫星导航系统也不例外，北斗系统是复杂完备的软硬件体系，包括空间段、地面段和用户段三部分。

空间段：近年来，北斗卫星密集发射升空，形成了中国航天壮观的景象。北斗三号的空间段由30颗卫星组成，截至目前，已经成功发射组网29颗，即将迎来发射收官战。

地面段：包括基准站、主控站、时间同步/注入站和监测站等。此外，对导航卫星之间进行星间链路运行管理的设施也是地面段的一部分。

用户段：包括北斗及兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品，以及终端设备、应用系统与应用服务等。它们中有很多是消费者直接购买使用的终端产品，为人们所熟知。

03“三轨道”混合

北斗卫星导航系统是由地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和地球中圆轨道卫星三种轨道卫星组成的混合导航星座。

地球静止轨道卫星：运行轨道高度约3.6万公里，其轨道面与地球赤道面之间的夹角为0度，单星覆盖区域较大，3颗卫星可覆盖亚太大部分地区。

倾斜地球同步轨道卫星：轨道高度与地球静止轨道卫星相同，其轨道面与地球赤道面之间的夹角为55度，星下点轨迹为“8”字，始终聚焦亚太地区。

地球中圆轨道卫星：轨道高度约2.15万公里，其轨道面与地球赤道面之间的夹角为55度，绕地球旋转运行，通过多颗卫星组网可实现全球覆盖，北斗地球中圆轨道卫星星座回归特性为7天13圈。

北斗独创的三轨混合星座设计，既能实现全球覆盖、全球服务，又可为亚太大部分地区用户提供更高性能的定位导航授时服务。

04“三球交汇”定位

三球定位的原理是：卫星发射测距信号和导航电文以及位置信息，用户接收机在某一时刻同时接收三颗以上卫星信号，测量出用户接收机至三颗卫星的距离，通过星历解算出的卫星的空间坐标，再利用距离交会法就解算出用户接收机的位置。

具体流程是，北斗用户接收机同时测量自身到至少三颗卫星的距离；各卫星的位置通过导航电文播发给用户；以卫星为球心，距离为半径画球面；三个球面相交的两个点，根据地理常识排除一个不合理点即得用户位置。

05“三要素”服务

定位或者提供位置信息是北斗卫星导航系统主要服务之一，此外，北斗的速度和时间信息也是其两大功能。

位置信息：北斗卫星导航系统提供的位置信息服务输出结果为“经度、纬度、高程”或者“x，y，z”，不管哪种输出形式，恰好都是“三个参量”。北斗可向全球提供优于10米的定位服务，某些区域比如亚太地区定位精度更高，达到5米。同时，通过精密单点定位、星基增强、地基增强等方式，“北斗”定位精度可提高到米级、分米级乃至厘米级。

速度信息：北斗卫星导航系统提供的测速精度能力优于0.2米/秒。

时间信息：北斗卫星导航系统可为用户提供优于20纳秒的授时服务，在此基础上利用差分授时、双向比对等技术手段，可进一步提升授时精度。

06“东三B”平台

北斗卫星导航系统的优异性能在很大程度上源于卫星的研制平台，东方红三号B平台，简称“东三B”平台。

北斗三号导航卫星的地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星就是基于“东三B”平台研制而成。这是中国自主研制的新一代高轨导航卫星平台，采用了综合电子、高效能源和热控、锂离子蓄电池、FDIR（故障检测、隔离和系统重构）等先进技术，为有效载荷提供了更大空间。“东三B” 平台助力卫星减重增寿，使导航卫星重量进一步降低，设计寿命可达12年，为其配置了多种载荷，提供包括卫星无线电导航系统、区域短报文通信、星基增强、精密单点定位等多种服务，功能更强大、集成度更高。

07“长征三号”专列

长征三号系列火箭，又被称作为北斗卫星的专属火箭。

长征三号是在长征二号的基础上发展起来的三级火箭，具有入轨精度高、轨道选择多、适应能力强等特点。12年间，长征三号系列火箭承担了近40次北斗卫星发射任务，成功将50多颗北斗导航卫星精确送入预定轨道。

第55颗北斗卫星即北斗三号最后一颗组网卫星的发射任务仍然由长征三号系列中乙型火箭担纲完成。

08“三特色”鲜明

一是空间段采用三种轨道卫星组成混合星座，与其它卫星导航系统相比高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其在低纬度地区性能优势更为明显。

二是提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。

三是创新融合了导航与通信功能，具备基本导航、短报文通信、国际搜救、星基增强和精密单点定位等多种服务能力，系统功能高度集成，实现了集约高效。

北斗特色彰显其服务优势，表明其是具有世界一流水平的太空基础设施，能够为国际社会提供优质的全球公共服务产品。北斗因此受到了世界各国民众的热烈欢迎和青睐，北斗的全球应用也得到了顺利的推广。

来源：人民日报