定位导航、授时、短报文“撑起”北斗应用

定位和导航：高精度信号已公开发布

提及北斗的功能，“定位导航”经常并提。但二者的概念其实并不相同。定位是导航的基础，导航是定位的应用；定位是“告诉你在哪”，导航是“告诉你如何从现在所处的位置，去你想要去的地方”。

简单来说，导航需要定位后，再结合地图和算法来规划到达目的地的路线。

以定位为例，大型的基建工程，例如高铁、大桥、机场的建设以及后期我的变形监测等，都需要卫星定位。

例如，桥梁建成后由于行车荷载、风力、温度自然灾害等外界因素，以及混凝土收缩徐变、老化碳化、钢筋松弛锈蚀、墩台基础沉降等内在因素的影响，不可避免地将产生几何变化、内力变化和索力变化等各种效应。如果这些变化过大，超过了桥梁能够承受的安全范围，将会产生灾难性的后果。为了确保桥梁运营安全，必须对桥梁的变形状况长期监测。北斗卫星导航系统，可以实现这种长期监测。一旦变形量指标超标，可马上发出警报。

精度能够达到多少？在全球范围内，北斗的定位精度达到水平10米、高程10米；测速精度为0.2米每秒。亚太地区，定位精度水平5米、高程5米（以上均为95%置信度）。实测结果表明，北斗系统服务能力全面达到并优于上述指标。

此外，北斗在地基增强服务方面，结合交通、测绘、地震、气象、国土等行业监测站网资源，已建成2000多个基准站，提供实时米级、分米级、厘米级等增强定位精度服务；已经在国土测绘、形变监测、精准农业、车道级导航等应用领域开始规模化应用。厘米级和毫米级的高精度服务，会带来定位应用方面多大的变化，比如说车道级导航，甚至楼房的形变监测等方面都会有很好的应用。

授时：从电网到股市，北斗能提供“纳秒级时钟

“授时，就是给出准确的时间，对一些仪器设备来说就是进行时间的校准。北斗如何提供授时？北斗卫星上一般搭载3到4台高精度（约0.3纳秒级）原子钟作为基准时间源。卫星播发的电文中含有轨道坐标和卫星时间，结合接收机的空间坐标，通过求解方程组，就能够实现授时功能。“北斗授时精度可达到10纳秒级，这一精度与GPS相当。

时间基准有多重要？一条100公里的500千伏输电线路，如果两端电压相量测量的时间基准差0.1毫秒，就可能产生27万千瓦的功率差异，相当于30多万户城镇三口之家的平均用电；电力系统故障分析时，要求变电站时间同步精度优于1微秒，否则可能导致错误的故障原因分析结果。

短报文：用导航卫星“发短信”

“短报文”服务是国外其他卫星导航系统均不具备的，堪称北斗特色。简单地说，GPS等系统对于用户来说，只能接收卫星发出的信号，但无法向卫星发信息。而北斗的短报文功能可以实现双向通信，以类似于手机短信的形式，只要在服务范围，就能够将“短信”发到卫星上。

在手机短信都使用越来越少的今天，为什么北斗的短报文功能被如此看重？显然，短报文服务并不是面向城市普通用户“上网聊天”的。它主要面向普通移动通信信号不能覆盖的地区（如无人区，荒漠，海洋，极地等）或通信基站遭受破坏的情况（如地震，洪水，台风等）。

渔业是北斗短报文应用的重要领域。在没有移动通信信号的海域，使用北斗系统短报文功能，渔民能够通过北斗终端向家人报平安，有力保障了渔民生命安全、国家海洋经济安全、海洋资源保护和海上主权维护。2019年的中国卫星导航年会上，冉承其提到，全国7万余艘渔船和执法船安装北斗终端，累计救助1万余人。