各位朋友们大家好！今天和大家分享关于北斗导航的那些事。
首先，让我们回溯时光，看看古人是怎么知道时间和位置。在远古时代“观察”是人类最原始的时空获取方法。日升月落，斗转星移，人类通过观测太阳、月亮和星星来获取大概的时间和位置的。
随着科技的进步，古人发明了日晷和司南等工具得到了更为准确的时间和位置。当人类的活动区域日益扩大，古代科学家绘制出了地图，纸质地图是最原始的导航工具之一，不知道大家现在还见过售卖的纸质地图吗？
指南针是我国的四大发明之一。我们知道中国是最早认识和利用磁铁的国家，最早记述见于战国末的《韩非子？有度》。这是“司南”二字第一次出现在中国的文字记载中。司南是指南针问世之前最古老的磁性指向器，也是最早的电磁计量仪器。
早在春秋战国时期中国古人就已发现磁石的指南功能，并且发明出了“司南”。这种由天然磁石加工而成的测向器并不适合在波涛汹涌的海洋上应用，转眼时间，来到宋朝，“司南”演变成了“罗盘针”，并且开始广泛用于航海。罗盘针的应用在航海史上是一件划时代的大事。
（来源：中国船谱）
郑和下西洋是明代永乐、宣德年间的一场海上远航活动，首次航行始于永乐三年（1405年），末次航行结束于宣德八年（1433年），共计七次。指南针在郑和七下西洋的航海中发挥了重要的作用。大家有没看过电影《加勒比海盗》，电影主人公杰克船长随身携带的一件宝贝还记得吗？对了，就是指南针，如果时空可以穿越的话，那你可以自豪地说，你那已经out了，我都在用北斗卫星导航了。
从司南到卫星导航，几千前来，人类不断在探索，直到二十世纪中叶，人造卫星的出现，让精准定位这件事变的更简单和便捷。我想很多朋友们都应该有这种体验，那时候出远门，应该都会随身带一份地图，或者乘坐公交车、汽车、火车都得事先查好路线并把它记下来。那现在很多朋友们可能说走就走，想去哪就去哪，你只要带着手机就行，因为手机随时随地都可以导航。听起来是不是很酷？
刚才讲到的手机导航，这里面很大一部分就有卫星导航的功劳。其实卫星导航系统最核心的功能是定位、导航和授时。那什么是定位呢？就是获取当前准确的位置。通过卫星导航系统，我们可以获取到精确的经度、纬度和高度信息。目前用于特定领域的定位设备，最高定位精度可达毫米级别。
朋友们，那什么是导航呢？导航就是引导物体沿一定航线从一点运动到另一点的方法。首先确定行动的目的地，然后规划导航路线。在行进的过程中，接收机通过接收导航卫星的信号并不断分析计算，将定位信息、航向信息、行进速度等信息告知我们，方便我们更好的到达目标的过程，这就是导航。
授时，顾名思义，就是接收机通过卫星发送的数据，得到精确时间的过程。有了卫星授时，我们随时随地都可以获取到来自太空的精确的时间。目前，卫星导航系统提供的授时精度，可以达到纳秒级别。
提到导航，距离大众最近的可能就是手机了。一个耳熟能详的场景是地图软件中提示“GPS信号弱”云云，虽然跟美国全球卫星导航系统GPS撞了名，但实际上今天应用到手机中的GPS已是“全球定位系统”的简称，是已经融合了全球四大卫星导航系统综合性判断的产物。
目前，四大全球卫星导航系统分别是美国的GPS，俄罗斯的格洛纳斯，中国的北斗和欧盟的伽利略。中国是世界上第三个拥有全球卫星导航系统的国家。北斗卫星导航系统是国之重器，是我国科技领域重大专项之一，曾荣获国家科学技术进步奖特等奖。应该说，北斗卫星导航系统凝聚了我国几代科学家们数十年的心血，我们应该向前辈们致以崇高的敬意。
那有些朋友们会问，我国的卫星导航系统为什么叫做“北斗”？正如有首歌唱的“大河向东流，天上的星星参北斗”，自古以来，人类就非常崇拜日月星辰，华夏祖先对于北斗星更是有着高山仰止般的敬畏。北极星，更是功能神奇，因为找到了北斗星，就可以在群星灿烂的夜空中找到永远在正北方向的北极星，也就实现了定向导航。所以，将我国的卫星导航系统取名“北斗”，既有鲜明的中国特色，又彰显华夏悠久的历史文化和渊源，让人浮想联翩。
朋友们，刚才讲到了卫星导航系统最核心的功能之一是定位，那么我们是如何利用卫星导航系统获取精确的位置呢？
首先我们思考一个普通的定位问题：假如你在教室里，那你是如何知道你在教室的位置呢？我们可以先找到几个已知的参考点，比如选取室内屋顶的四个角作为已知的参考点，这些已知点我们称之为信标节点，然后测量出你相对于这些信标节点的方位和距离，最后通过数学计算就得出了你的位置。
那用电磁波是不是也可以测量距离呢？答案是肯定的。卫星在太空中以电磁波的形式广播信号，卫星广播的信号中包含了信号发射的时间和当前时刻卫星的位置。通过测量接收卫星信号所用的时间就可以计算接收机与卫星之间的距离（s=v*t，速度v为30万千米每秒），再通过简单的数学方法就可以计算出接收机所在的位置了。计算出位置后再结合电子地图就可以实现导航了。是不是很神奇！
朋友们，北斗卫星导航系统（BDS）是国家着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。下一期我们将聊一聊“北斗卫星系统”的艰难建设历程。敬请期待。
供稿人：上海分社 倪智勇 李晨浩
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