25.北斗在天心有乾坤
“初夜电光摇北斗”、“北斗阑干南斗斜”优美诗句体现华夏先人对北斗七星的钟爱,我国自主研发卫星导航系统取名北斗卫星导航系统更是具有深远的意义。2020年6月23号9点43分,长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星暨北斗三号最后一颗全球组网卫星。至此,北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。
北斗卫星导航系统是中国版GPS,路痴者的福音,捉迷藏的终结者,徒步者的救命符,对失联者的定位精确度可以大幅提高。北斗卫星导航系统如何做到精确定位的呢?首先,失联者身上需要携带有可以接收卫星讯号的电子设备,如手机、手表等。一颗卫星收到手机信号后,以失联者到卫星的距离确定一个球面,而另一颗卫星亦可以用同样的方式确定另一个球面,失联者必然在两个球面相交的弧线上,当再有第3颗卫星以同样的方式确定一个球面时,即可通过三个球而的交点确定失联者电子设备的准确位置。
那么卫星如何知道电子设备与它的距离呢?卫星信号实际上就是电磁波,它在真空中的传播速度是3×10
8m/s,卫星发出的信号被地面电子设备接收再返回,利用来回的时间差和波速即可确定电子设备与卫星的距离。然而由于现实情况中电磁波的传播速度会受到大气密度等因素的影响,这个距离会存在不小的误差,因此,除了上文提到的3颗卫星外,还至少需要第4颗卫星提供的数据来修正距离计算中存在的误差,且电子设备可以接收到信号的卫星数量越多,就可以越精确地确定这个电子设备在地面的位置。
如图所示,北斗三号系统由24颗中远地球轨道、3颗地球静止轨道和3颗倾斜地球同步轨道,共30颗卫星组成。这套卫星系统可以保证我们在中国境内,甚至在中亚、西亚地区都能实现平均可见北斗卫星颗数在8颗以上,在全球范围内95%的地区其定位精度可达10米,在亚太地区可以缩小到5米。
北斗系统不仅具有高精度定位的能力,它还创新融合了导航与通信能力,具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。随着5G商用时代的到来,北斗正在工业互联网、物联网、车联网等新兴应用领域,自动驾驶、自动泊车、自动物流等创新应用层出不穷。北斗与交通运输、农林牧渔、电力能源等传统应用领域业务融合,为我国的经济和社会发展提供更大便利,带来更多可能。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)某一卫星从发出信号到接收到地面某一电子设备返回的信号共经过0.14s,则理论上这颗卫星到这个电子设备的距离是
m,考虑到地球大气层的存在,实际的距离比这个理论值偏
(选填“大”或“小”)。
(2)我自行研制北斗卫星定位系统除了具有定位功能,还具有
功能(请至少填写一项)。
(3)电磁波被广泛应用于现代生活的各个方面,除本文中提及的电磁波的应用以外,请再举一例电磁波的应用。