北斗导航怎么样好用吗（北斗导航系统有多厉害）

根据俄罗斯卫星通讯社2月4日消息 ，俄罗斯和中国签署了确保格洛纳斯和北斗在系统时间标度方面相互补充领域的合作协议。

时间标度互相补充，就意味着两国的卫星导航系统，可通过内部信号连接，基础资源共享。

▍当今世界，有四大全球卫星导航系统。

4个系统分别是：美国的GPS、中国的北斗、俄罗斯的格洛纳斯，以及欧盟的伽利略系统。

美国的GPS是从上世纪70年代开始发展起来的，在天空中一共有24颗卫星。

俄罗斯的格罗纳斯导航系统实际上是从前苏联就在做，由俄罗斯继承，并且在2013年全部完成，一共24颗卫星。

中国的北斗导航定位卫星经历了北斗一代，北斗二代现在已经建成了北斗三代，在空中一共有55颗导航定位卫星，是全球导航定位系统中卫星最多的。

而且北斗卫星吸取了美国GPS卫星的经验，具有双向通信功能，也就是说从地面设备可以向卫星发送短信息，并且经过卫星，把这个短信息发送给另外一个接收端。

这个功能在遇难遇险人员手持终端上面特别有意义，所以最开始我国政府是把这个功能分配给海上打渔的渔船。

这里面第4名建成的就是欧盟的伽利略系统，共有30颗卫星在天上。实际上它的规划还比中国的北斗导航系统要早一些，但是由于内部扯皮比较多，而且顾及美国的考虑，最晚才建成。

现在，导航定位卫星系统看起比较多，所以大家感觉到它的技术含量不高，实际上它的门槛是相当高的，这里面最重要的就是高精度的原子钟。

仅从字面意义上来说，导航定位卫星，主要是标定地球上某一个点的经纬度以及高程，但是实际上它最重要的一个功能是授时。

因为，用光的速度乘以时间就能够算出距离。光的速度已经被测了几百年了，非常精确，所以现在的核心任务是如何把时间计算的精确。

▍星载时钟的精度问题。

因为钟是计量时间的，它是一种度量衡，但是和我们测量长度的尺子又不一样，因为时间是看不见的。

人类测量时间都需要某一个事件经历一个过程，做最基本的标尺。

像以前的原始机械钟表，用一个摆的摆动时间Δt，来作为一个基本测量单位，累加这个测量单位Δt若干次，然后就变成T。

机械的钟表摆动一次，测量最高精度是一天误差10秒以内。这样的精度用来跟光速30万公里每秒钟一乘，精度就会差的离谱。

所以，导航卫星上面要使用原子震荡，作为最基本的时间单位，这就是所谓的原子钟。

在原子核外面围绕着电子，电子在不同的层上运行。如果电子吸收了一个能量，就会跳到另外一层，然后又会跳回来，并且把吸收的能量释放出去。这个时候，就完成了一个振动的过程。

这个振动过程的时间间隔Δt是固定的，这就可以作为一个最基本的时间测量单位。

如果把能量连续的注入原子，电子就会不停的从一个能级跳到另外一个能级，然后再跳过来，形成连续的震荡。这种震荡的精度极高，几十万年、几百万年才会误差一秒钟，所以原子钟的精度极高。

但是在实际工程制造上，又会面临着如何向原子输入能量的问题，同时如何计算众多原子产生的滴答声。

所以，原子钟也分很多种。常见的有光谱灯铷原子钟、光谱灯铯原子钟、磁选态铯原子钟、激光铯原子钟、激光冷却原子钟、脉冲积分球原子钟等。

而且，原子钟最原始的输出信号还是要经过分析跟筛选过的，这里面又涉及到电路问题。

▍中国已摆脱原子钟卡脖子问题，俄罗斯还没有。

上世纪50年代，美国科学家制造出了世界上第1台原子钟，这个原子钟的体积非常大，相当于一个房间，没办法搬运。后来慢慢缩小，但是也有几百公斤，体积相当于一个180升的冰箱。

上世纪70年代，美国一家公司把原子钟的体积缩小到一个立方分米，重量只有一公斤多。这样才激发了美国军方想把原子钟装在卫星上建立GPS系统的欲望，所以才在1978年发射了第1颗GPS卫星。

现在，在地面上的原子钟一般可以准确到2000万年误差一秒，美国制造的铝离子光钟可以精确到30亿年误差一秒。

由于体积限制，放在GPS卫星上面的原子钟采取一系列折中方案。第2代GPS原子钟的精度是500万年误差一秒。

第3代GPS原子钟的精度可以达到2000万年误差一秒，这个要2030年才能建成。

俄罗斯格罗纳斯原子钟的精度是200万年误差一秒。因为俄罗斯面临着电子系统小型化问题，只能在外面买原子钟，但买不到最好的。

中国北斗系统最开始的原子钟也是外面买来的，所以精度也不是很高，但是最新建成的第3代北斗导航系统上面的星载原子钟是我国自行研制的氢原子钟，误差是1000万年误差一秒。

从目前来讲，中国北斗的定位精度是最高的。

▍格洛纳斯系统接入北斗系统的重要意义。

格洛纳斯系统设备的自主能力只有45%左右，另外55%都要从外部购买，当然主要是从西方国家购买。

但是由于西方对俄罗斯的持续制裁，使得俄罗斯的导航系统没有备份，现在它上面的24个卫星已经有好几个卫星不能工作了。

而且俄罗斯由于经济持续的低迷，没有更多的资金来启动新的研发。

格洛纳斯系统接入北斗系统，就意味着俄罗斯的导航系统将和北斗完全兼容。

格洛纳斯使用了北斗的信号以后，精度将大幅度提高，可以达到跟北斗完全一样的水平。对于俄罗斯来说，等于不花钱，或者少花钱，提高了自己的导航定位水平。

同时，对于两国的导航定位卫星来说，属于相互备份。这有特殊的战略意义。