出品："SELF格致论道讲坛"大众号（ID：SELFtalks）
以下内容为我国科学院空天信息研究院徐颖讲演实录：
咱们好，今日特别侥幸来到上海，应战一个曾经从来没有应战过的范畴。我常常给咱们做科普陈述，但做脱口秀是第一次。
首要为咱们介绍一下自己，我叫徐颖，来自我国科学院空天信息研究院，今日来给咱们讲讲导航。
关于导航
说到导航，其实咱们都十分了解。关于很多人来讲，导航基本上等于咱们手机上的地图软件。方才在后台咱们还在聊，咱们今日是怎样到浦东图书馆的？有说打车的，有说开车的，有说坐公交车的，有说骑自行车的，还有开坦克来的。对，那位小朋友，把你手中的玩具坦克放下，不要再玩了，咱们开端听脱口秀。
其实，这是一个误解，导航是一个系统化的科学，并不彻底等价于咱们手中的地图软件。今日为咱们解说导航，首要要给咱们介绍一个数字，这个数字是多少呢？这个数字是3。
为什么说这个数字是3？《道德经》中讲到，终身二，二生三，三生三世十里桃花。所以咱们只要把“3”这个问题说清楚了，咱们也就了解了导航傍边的科学。
首要，导航不只仅等于咱们的地图，作为一个系统化的科学，导航包括三个基本要素：一个是时刻，一个是方位，一个是引导咱们从一个方位抵达另一个方位的精准操控的进程，这个三位一体的系统咱们才叫做导航。
基本原理
接下来，咱们要说的是导航的基本原理。咱们至少需求几颗卫星才干完结定位？三颗。由于咱们每一个人的方位都包括经度、纬度和高度三个不知道数。咱们需求三颗卫星得到三个丈量值，列出三个方程，才干够求解出方才的三个不知道数。
当然一般来讲，咱们至少需求四颗卫星，由于还有时刻的问题。所以，四颗卫星是卫星导航定位的基本原理。
三大要素
那么是不是有了四颗卫星就处理了导航的一切问题呢？当然不是，俗话说一个好汉三个帮，一个篱笆三个桩，咱们要处理导航问题也需求讲到三大要素。一个是卫星，一个是地上监测站，还有一个是用户终端。
卫星首要用来发射信号，地上站首要用来监测信号，而咱们的终端便是跟咱们触摸最多的了，比方咱们常常用的手机便是一个终端。
当然除了手机之外，斗极还有各式各样的终端，比方说咱们的高动态、高精度、高灵敏度、抗搅扰、反诈骗、小型化、低功耗、手持型、车载型、船载型、弹载型、星载型、机载型，还有咱们的斗极手表、斗极鞋、斗极卡。各式各样，包罗万象。走过路过不要错失，全场两元，全场两元，两元钱你买不了吃亏也买不了受骗，请进来看一看。
当然咱们的斗极产品便是这么全，但是有一个斗极产品真的没有，便是前一阵咱们刚刚驳斥谣言的斗极地图APP，它真的不等于斗极卫星导航定位系统，这个咱们真没有。
三大问题
那么是不是有了卫星、地上段和终端，咱们就感觉自己能够出任CEO，迎娶高富帅，从此走上人生巅峰，踏上不再迷路的斗极之路了呢？当然不是，咱们还需求处理三个重大问题。
第一个问题是时刻的问题。咱们会觉得时刻有什么关系？我面前有一个计时器告诉我现在的时刻，假定今日的脱口秀是下午四点开端，您四点零一分到现场，我想作业人员也必定会让您进来。那么咱们为什么需求一个十分精准的时刻呢？
这是由于在卫星导航傍边，咱们是经过时刻乘以斗极信号的传达速度来丈量间隔的。斗极信号的传达速度是光速，跟惊讶队长的飞行速度相同，所以假如时刻相差一秒，那么间隔就会差出去3后边8个0这么大的间隔。就像你原本要去丽江成果给你定位到了西藏，这时导航就没有用了，还不如问百度。
所以咱们要感谢物理学家，物理学家发明晰原子钟，把精度做到了10的负13次方这样的量级。
这个精度意味着什么？意味着大约曩昔几千万年，时刻的差错才会曩昔1秒。也就意味着假如现在咱们面前有一台这个精度的原子钟，那么当它回溯到上一秒发作差错的时刻，我信任坐在台下的必定不是你们，而是恐龙了。
第二个问题是方位的问题。有了时刻后，咱们还需求一个精确的卫星的方位。这个问题的处理要感谢天主，天主扔了一个苹果，启迪了夏娃，又扔了一个苹果，启迪了牛顿，所以咱们有了牛顿三大规律和开普勒规律，咱们能够开端算卫星的轨迹，才有了卫星的精确方位。
处理了时刻和方位的问题，咱们还需求处理第三个问题，即怎样让系统共存，怎样让系统正常运转？斗极三号估计30颗卫星掩盖全球，GPS24颗卫星掩盖全球，当时咱们能够用的卫星数量现已超过了100颗。怎样让这么多的卫星在天上作业，而相互之间不相互搅扰呢？就像现场一起有100个人说话，咱们怎样才干分辨出每一个人，而不让他被其他人的说话声响所搅扰呢？
咱们有三种处理方案。第一种叫做时分技能，也叫作TDMA，也便是说咱们有100个人说话，但别离在各自对应的时刻，在1到100不同的时刻段说话，这样咱们就能辨明相互说话的时刻。
第二种叫做频分技能，也叫作FDMA，也便是说让每颗卫星发送的信号在不同的频率，比如把人分隔关在不同的小黑屋子里说话，小黑屋阻隔作用好，那天然也就不相互影响了。
第三种叫做码分技能，也叫CDMA，咱们在不同的卫星上调制不同的码元，给它附加特性来区别每一颗卫星的信号，比如让不同的人用不同的言语说话，有的说英语，有的说普通话，有的说四川话，然后别离再找只能听懂英语、普通话和四川话的人来听他们说话，这样也能区别不同卫星的信号。
处理完时刻、方位和不同的发播方法这些问题之后，咱们是不是总算能建成咱们的卫星导航定位系统了呢？这个答案是必定的。
斗极卫星导航系统
咱们国家的卫星导航定位系统叫做斗极，它是全球掩盖的卫星导航定位系统，除了我国的斗极，全世界还有其他三个凶猛的小伙伴，别离是美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统和欧盟的GALILEO系统。
除了这四大卫星导航定位系统外，其它的无论是日本建的仍是印度建的，都归于区域掩盖，不能叫作全球定位系统。
斗极系统的制作不是一蹴即至，毕其功于一役的，斗极系统的制作也分为三个阶段：第一个阶段是2000年左右建成斗极双星系统，也叫作斗极一号系统；第二个阶段是2012年左右建成斗极二号系统，也叫作斗极区域系统，从有源定位系统变成无源定位的系统；第三个阶段是到2020年左右要建成斗极三号系统，也叫作斗极全球系统，斗极全球系统在2018年现已完结了基本制作，也完结了对一带一路区域的掩盖。
有了这么多卫星，有了斗极系统之后，斗极系统究竟能为咱们供给什么功用？总的来说，斗极系统的功用可概括为三种，第一种是能够供给一个十分精确的方位，就像今日咱们在这里假如翻开手机上的斗极系统，你就会发现你的方位是在浦东图书馆。
第二种是能供给一个十分精确的时刻，由于它本身的时刻很准，所以也能够给咱们做一个十分精准的授时。在我国的电力、金融系统中使用广泛。
第三种是斗极系统所特有的通讯功用。斗极系统是全世界仅有一个具有通讯功用的卫星导航定位系统。
所以，斗极系统作为一个根底的时空系统，为咱们供给了全方位的无处不在的时空服务。2018年我国的航天事业取得了巨大打破，一共完结39次火箭发射，第一次到达世界第一发射数量，其间斗极完结了18颗卫星的发射。咱们不只具有我国精度，咱们也具有我国速度。
作为一个航天人，咱们为祖国骄傲，也为我国航天骄傲，在不知道的大航天年代面前，充满了无限种或许，从太空旅游到太空殡葬，从太空发电到太空采矿，人类在用想象力和技能力应战着广袤无垠的宇宙空间。
尽管前路漫漫艰难险阻，但咱们只能一往无前，无问西东。谢谢！
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