改變世界的中國科技力量--衛星導航

這本書比較清楚地介紹了人類定位和導航需求的起源與發展，不過對衛星導航技術原理的講解相對簡略。 早期人類主要依靠山川、河流、道路和聚落等地面參照物確定位置，並通過太陽、月亮和星辰判斷方向。人們也積累了通過植被、生物活動和環境特徵輔助辨別方向的經驗，但這些方法容易受到地區、氣候和環境條件影響，只能作爲參考。 隨着人們認識到磁石與地球磁場之間的關係，指南針和羅盤逐漸出現，並被應用於陸地測向和海上航行。指南針、航海星盤、象限儀和橫杆儀等工具支持了早期遠洋探索；18世紀出現的六分儀和高精度航海鍾，又進一步提高了海上緯度和經度測量的精度。這些技術都是人類在實際需求驅動下，結合各個時代的科技條件解決定位和導航問題的成果。 進入近現代以後，無線電技術推動了地面無線電導航系統的發展，陀螺儀和加速度計的發展則促成了慣性導航系統。隨着航天、原子鐘、無線電測距和計算機技術成熟，人類進一步建立了衛星導航系統。衛星導航能夠向大範圍乃至全球用戶提供全天候、全天時的定位、導航和授時服務。 衛星定位通常需要同時接收至少四顆衛星的信號。接收機需要求解經度、緯度、高度所對應的三維位置，以及接收機自身的時鐘偏差，共四個未知量。衛星通過原子鐘提供高穩定度的時間基準，並廣播信號發射時間、軌道參數和時鐘修正信息。接收機測量信號傳播時間，估算自己到多顆衛星的僞距，再通過空間交會計算位置。地面控制系統則持續監測和修正衛星的軌道與時鐘誤差。 導航衛星並不都是固定在地球某個位置上空。GPS等全球導航系統的主體通常是不斷繞地球運行的中圓地球軌道衛星。北斗則採用了由地球靜止軌道衛星、傾斜地球同步軌道衛星和中圓地球軌道衛星組成的混合星座。 北斗系統按照“三步走”戰略建設。北斗一號是試驗性區域系統；北斗二號主要面向中國及亞太地區提供服務；北斗三號則完成了全球衛星導航系統建設。 北斗三號基本星座由3顆地球靜止軌道衛星、3顆傾斜地球同步軌道衛星和24顆中圓地球軌道衛星組成。地球靜止軌道衛星和傾斜地球同步軌道衛星主要增強中國及亞太地區的覆蓋和定位性能；24顆中軌衛星分佈在3個具有一定軌道傾角的軌道面內，承擔全球範圍的主要導航覆蓋任務。 北斗三號還採用星間鏈路，使衛星能夠進行相互測距、時間同步和數據傳輸，提高全球星座的自主運行與管理能力。如今，北斗已經成爲世界主要全球衛星導航系統之一，能夠提供完整的全球定位、導航和授時服務，並具有混合星座、短報文通信和星間鏈路等特色。