北斗成網，作用幾何？

陳文英

7月7日，各地高考作文題目相繼出爐，引起廣大“吃瓜群眾”的圍觀——“上海卷的題目有哲理”“江蘇卷依舊是風花雪月”“天津的作文題很新穎”……

如果讓你寫，你打算寫哪個題目呢？我當然選北京卷了！以下是2020年高考北京卷作文題：

“2020年6月23日，北斗三號的最后一顆衛星成功發射，標志著我國自主建設、獨立運行的北斗衛星導航系統完成全球組網部署。整個系統由55顆衛星構成，每一顆都有自己的功用，它們共同織成一張‘天網，可服務全球。材料中“每一顆都有自己的功用”，引發了你怎樣的聯想和思考？請聯系現實生活，自選角度，自擬題目，寫一篇議論文。”

看完題目，躍躍欲試！鋪開卷子，北斗的功用信手拈來。大到國家戰略、產業布局，小到你一天的吃喝玩樂，“看不見”的北斗都參與其中。

一箭穿云，星耀全球

北斗衛星導航系統（以下簡稱“北斗系統”）是中國自主建設、獨立運行，與世界其他衛星導航系統兼容共用的全球衛星導航系統，可在全球范圍，全天候、全天時，為各類用戶提供實時導航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通信等服務。

相較于我們所熟悉的美國GPS全球衛星導航定位系統以及俄羅斯的格洛納斯系統和歐盟的伽利略系統，我國的北斗系統在多方面進行了創新。

首先是星座架構不一樣，北斗系統空間段采用地球靜止軌道衛星（MEO）、傾斜地球同步軌道衛星（GEO）和中圓地球軌道衛星（IGSO）等三種不同軌道的衛星組成的混合星座，與其他衛星導航系統相比，高軌衛星更多，抗遮擋能力更強，尤其在低緯度地區性能優勢更為明顯。隨著北斗三號最后一顆全球組網衛星發射成功，北斗三號 30 顆組網衛星全部到位，包括 24 顆 MEO 衛星、3 顆 IGSO 衛星和 3 顆 GEO 衛星。

其次是所有星座之間都有星間鏈路，實現星星互聯、星地互聯，衛星之間可以進行互相測量、通信，一旦地面基站出現問題，衛星仍能正常運行。

三是北斗系統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精度。

四是北斗系統創新融合了導航與通信能力，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能力，可實現實時米級、分米級、厘米級的導航定位增強服務，全球定位服務精度優于10米，測速精度優于0.2米/秒，授時精度優于20納秒。

此外，北斗系統可容納的最大用戶數為540000戶/小時，這意味著即使很多人同時在線，系統也不會崩潰壞死。

北斗系統的增強系統包括地基增強系統與星基增強系統。

地基增強系統是北斗衛星導航系統的重要組成部分，按照“統一規劃、統一標準、共建共享”的原則，建立以北斗為主，兼容其他衛星導航系統的高精度衛星導航服務體系。利用北斗/GNSS高精度接收機，通過地面基準站網，利用衛星、移動通信、數字廣播等播發手段，在服務區域內提供1～2米、分米級和厘米級實時高精度導航定位服務。

星基增強系統是北斗衛星導航系統的重要組成部分，通過地球靜止軌道衛星搭載衛星導航增強信號轉發器，可以向用戶播發星歷誤差、衛星鐘差、電離層延遲等多種修正信息，實現對于原有衛星導航系統定位精度的改進。

這些技術創新使北斗系統擁有三個全球獨一無二的功能：一鍵報警求救功能，毫米級超高精度定位功能以及千字報文功能。

高精尖的技術創新再加上衛星導航芯片、模塊、天線、板卡等基礎產品，北斗系統系列產品實現了自主可控，形成了完整的產業鏈，逐漸應用到了國計民生的方方面面。

上天下海，無所不能

作為一種重要的時空基礎設施，北斗和我們的生活息息相關。由于終端芯片更便宜，定位誤差更小，精度更高，支持短報文、無源定位等功能，目前已有70%的國產智能手機以及大部分運營車輛及漁業、海事、移動通信、民航等終端設備采用北斗系統。據不完全統計，目前已有650萬輛運營車輛及7萬多艘漁船和執法船安裝了北斗終端。基于北斗系統的導航服務已被電子商務、移動智能終端制造、位置服務等廠商采用，廣泛進入我國大眾消費、共享經濟和民生領域，深刻改變著人們的生產生活方式，同時也產生了顯著的經濟和社會效益。

自系統提供服務以來，北斗已在社會治安、疫情防控、交通運輸、農林牧漁、防災減災、應急搜救、科學考察、氣象測報、通信授時、電力調度等領域提供廣泛應用，服務國家基礎設施，堪稱上天下海，無所不能。

社會治安

社會治安關系每個人的福祉，北斗在該領域的公安執法、特殊人群保護等方面，為社會大眾增加了安全感。反恐、維穩、警衛、安保等具有高度敏感性和保密性的公安業務，容不得半點差錯。北斗系統在公安信息化系統建設，警力資源動態調度、一體化指揮等方面發揮了重要作用，提高了公安執法的響應速度與執行效率，具體包括公安車輛指揮調度、民警現場執法、應急事件信息傳輸、公安授時服務等。其中，應急事件信息傳輸使用了北斗特有的短報文功能。

北斗系統的導航、定位、短報文等功能，為老人、兒童、殘疾人等特殊人群提供了電子圍欄、緊急呼救等應用，其中電子圍欄實現了相關人群走出設定的電子圍欄范圍，設置人手機就能收到及時提醒的功能，保障了弱勢群體的安全。

疫情防控

疫情初期，中國曾以“十天建成一座醫院”的速度震驚了世界。當時北斗高精度定位設備火速馳援武漢火神山、雷神山醫院建設，確保工地大部分放線測量一次性完成，實現高精度定位、精確標繪。

此外，基于北斗的醫療廢物監管平臺，實現了武漢市對醫療廢物的實時監管。智能監管平臺形成了在線監測和追溯留痕的接軌，讓每一件醫療垃圾都登記在冊、有據可查，為杜絕二次污染提供了精準的數據支持和信息化支撐。

交通運輸

在交通運輸領域，北斗系統的功能應用可謂海陸空“三管齊下”。陸地上，可實現高速無障礙收費、智能高鐵、車輛自主導航、車輛跟蹤監控、車輛智能信息系統、車聯網應用、鐵路運營監控等功能。

江西省就通過依托北斗自由流收費技術（BTC），實現了車輛無需停車即可自動繳費等一系列應用。世界上第一條最高設計時速350千米/小時的高寒、大風沙高速鐵路京張高鐵的建設、運營、調度、維護、應急等就是基于北斗衛星系統所提供的全流程智能化服務，因此京張高鐵也被稱為“智能化高速鐵路”。

航海上，北斗可實現遠洋運輸、內河航運、船舶停泊與入塢等指導。航空領域可實現航路導航、機場場面監控、精密進近等功能。有了北斗的高精度定位，飛機失聯的事故就不會再發生了。

目前，北斗系統已經成為助力實現交通運輸信息化和現代化的重要工具，在建立暢通、高效、安全、綠色的現代化交通運輸體系方面大有作為。

農林牧漁

結合遙感、地理信息等技術，北斗衛星導航技術使農林牧漁等產業快速發展，顯著降低了生產成本，提升了勞動生產率，提高了勞動收益。

在農業方面，北斗系統可實現精準播種、農田信息采集、土壤養分及分布調查、農作物施肥、農作物病蟲害防治、特種作物種植區監控以及農業機械無人駕駛、農田起壟播種、無人機植保等應用，使傳統農業加速向智慧農業發展。目前，農業機械無人駕駛、農田起壟播種、無人機植保等應用對高精度的北斗服務需求強烈。

在內蒙古自治區巴彥淖爾市，基于北斗系統的無人駕駛導航播種機，能實現每千米播種作業偏差不超過2厘米，每天可完成100畝的播種工作量。精準科學的種植方式使土地利用率提高了10%，農作物增產達15%以上。

在國家森林資源普查中，北斗衛星導航技術結合遙感等技術，發揮了重要作用。而在日常的林地管理與巡查等方面，北斗的運用則大大降低了管理成本，提升了林業管理部門的工作效率。主要應用包括林區面積測算、木材量估算、巡林員巡林、森林防火、測定地區界線等。其中，巡林員巡林、森林防火等使用了短報文功能。而隨著中國林區實行集體林權改革，北斗系統在勘界確權上也得到了廣泛應用。

人在家中坐，牛在山上跑。這種看似“荒誕”的劇情在北斗的加持下，早已成為可能。2014年10月，北斗系統開始在青海省牧區試點建設北斗衛星放牧信息化指導系統，依靠牧區放牧智能指導系統管理平臺、牧民專用北斗智能終端和牧場數據采集自動站，實現數據信息傳輸，并通過北斗地面站及北斗星群中轉、中繼處理，實現對草場牧草、牛羊的動態監控。因此，牛羊的一舉一動都逃不過“你的眼睛”，更不會再發生“牛羊不見了”的事情。2015年夏季，試點牧區的牧民已經開始使用專用北斗智能終端設備來指導放牧，效果毋庸置疑。

我國是漁業大國，海洋漁業水域面積達300多萬平方公里，從事海洋漁業的漁民眾多。在漁業方面，北斗系統主要在漁船出海導航、漁政監管、漁船出入港管理、海洋災害預警、漁民短報文通信等方面發揮作用。其中，最重要的也是最常用的功能莫過于短報文通信了。浩瀚的汪洋大海無法建設移動基站，導致所有通信設備都沒有信號，這時候北斗就成了海上的“保護神”，漁民可通過其終端發送短報文向家人報平安。因此，不少漁民深愛北斗，民間也有了“一拜媽祖，二拜北斗”的說法。

目前，我國東南沿海50海里以外的中遠海運船舶均安裝了基于北斗的海上通信設備，為漁業管理部門建立了超過1300個船位監控系統。截至2018年底，已發展入網用戶近7萬個，日均提供位置數據800萬條，近3年累計救助漁船210余艘，挽回經濟損失超過10億元。

除了保障船舶的安全，北斗還保障了水質環境的健康。江蘇首套智能北斗船舶生活污水接收裝置2019年建成投用，該裝置結合北斗物聯傳感技術，實現了全過程閉環監測和環保大數據監控，有效避免港內作業船舶污水偷排漏排。

防災減災

災害無情，但北斗“有愛”。在防災減災領域，北斗系統通過短報文與位置報告功能，可實現災害預警速報、災情上報、救災指揮調度、快速應急通信等，極大提高了災害應急救援反應速度和決策效率。其中，救災指揮、災情通信使用的仍是北斗特有的短報文功能。在災害中，我們還可以使用北斗的高精度服務對樓宇橋梁水庫等進行監測。

12年前，5·12汶川地震發生后，災區所有通信全部中斷，如何與災區民眾取得聯系成了難題。當時的北斗二號系統通過短報文等功能，在抗震救災過程中發揮了重要作用。地震發生僅僅5個小時，首批武警官兵到達地震重災區，通過北斗衛星導航用戶終端機為災區發出了第一束急救電波。5月13日，一支攜帶了北斗終端機的部隊，從12：00開始，沿著馬爾康、黑水、理縣到汶川的317國道，以6km/h速度急行軍，進入汶川境內，一路將偵測到的災情準確發回了總部。諸如此類，北斗系統在黃金救援的72小時里，架起了救災現場和后方指揮部間的“生命連線”，助力救援隊從死神手中搶人。

除了地震，其他地質災害在我國也時有發生。北斗系統在地質災害監測方面同樣很強大，通過發現地質災害隱患點， 避免了不少災害的發生，貴州就是一個很好的例子。

貴州利用已有地質災害監測預警與應急指揮成果，結合省內地質環境與氣候環境特點，研制了一系列基于北斗的經濟實用型地質災害一體化智能監測設備，搭建了北斗地質災害預報預防平臺。平臺應用以來，已成功預警多次滑坡、崩塌等地質災害。

日常生活

雖然人們經常說看不見北斗衛星在哪里，但其實北斗早已走進千家萬戶，牢牢占領了我們的生活。手機、車載導航設備、可穿戴設備，旅游、購物，等等，早已成了北斗系統的“新領地”。通過與5G、物聯網、大數據、云計算等技術的深度融合，北斗實現了包括手機導航、路線規劃等眾多位置服務功能。

我們日常最喜歡的“買買買”，沒有北斗系統提供精準的配送方案也是不行的。國內有電商平臺研制出了“北斗”智能車載終端及人員佩戴式手環設備等產品，并接入物流云平臺進行有效運轉，能實時掌握和調度車輛、人員位置、狀態和載貨信息，為客戶提供最適合的配送方案，并根據需求變化迅速調整。

在旅游方面，北斗系統也很貼心。泰山景區就打造了基于北斗的智慧泰山綜合管理體系，以防火智能調度、旅游智慧服務等為核心，涵蓋景區保護、管理等層面。景區通過26部北斗智能終端等的建設，實現泰山2.0升級版云直播平臺創新應用，讓游客足不出戶就能欣賞到泰山的壯美景觀。這種“云旅游”方式，大大滿足了疫情期間無法出門遠游的人們的需求。

金融、電力

金融涉及國家政治經濟民生等方方面面，而時間就是金融行業的命脈，差之毫厘，可能動輒就是幾千萬、上億的損失。這時候北斗的授時功能就顯得尤為重要。通過使用北斗授時功能，可實現金融計算機網絡時間基準統一，保障金融系統安全穩定運行。

電力傳輸同樣涉及國家經濟民生的安全，時間同步一樣重要。電力管理部門通過使用北斗系統的授時功能，在電網時間基準統一、電站環境監測、電力車輛監控等方面開展應用，保障電網安全穩定運行。其中，電網時間基準統一等迫切需要高精度的北斗服務。

應急搜救

北斗系統是全球第一個實現三頻發播的衛星導航系統，這使北斗可以更準確地掌握地面終端的位置信息，在海洋、沙漠和野外等沒有網絡的地方，只要裝有北斗系統終端的手機、車船等就可定位自己的位置，并向外界發布短報文信息。再加上可對運動目標進行定位導航、為縮短反應時間的武器載具發射位置快速定位等功能，北斗在人員搜救、水上排雷等操作上具有很大的優勢。

目前，北斗系統已經廣泛應用于沙漠、山區、海洋等人煙稀少地區的搜索救援，通過衛星導航終端設備可及時報告被困人員所處位置和現實情況，有效縮短救援搜尋時間。這對于“路癡”來說絕對是一個福音，再也不用擔心“爬山”風險了。

科學考察

5月27日，2020珠峰高程測量登山隊成功登頂世界第一高峰珠穆朗瑪峰，此次珠峰測高全面應用了北斗衛星導航系統，這也是北斗系統在珠峰高程測量項目中的首次應用。

在峰頂，全球導航衛星系統GNSS接收機能通過衛星獲取平面位置、峰頂雪面大地高等信息，而大地高與海拔之間有一定換算關系。

2005年，GNSS衛星測量主要依賴GPS系統。今年，我們同時參考了美國的GPS、歐洲的伽利略、俄羅斯的格洛納斯和我國自己的北斗系統，并以北斗的數據為主。登頂測量時，頂峰的GNSS接收機依托北斗系統和珠峰地區以及外圍的GNSS監測網聯機同步觀測，同時還監測了相關地區的地殼運動。

北斗系統的作用還有很多很多……總之，每一顆星都有用。當下，“北斗+”和“+北斗”已經成為潮流，隨著北斗系統和新基建的深度融合，更多應用場景正在呈現。拭目以待吧，未來的北斗將更有用！