我们最常见的问题是，打电话，我在哪儿？你在哪儿？我怎么去你那儿？遇到危险了，需要救援，我们怎么到你那儿？因此需要定向。北京西客站在什么地方？如果你的回答是在地球上，你是正确的，如果说在地球的什么地方，你说在中国，更正确了。在北京，又精确了一步。在北京什么地方？大概是北纬39度53分，东经116度19分。这时候还不知道在哪儿。我们不仅需要定位，还需要一个参照物，要引导，要参照，这才叫导航，不仅仅是定位。所以，导航和测绘是密不可分的。

当然，我们日常生活根本离不开导航，我们各位媒体朋友今天赶到科协会堂时，如果从西边过来，就会知道，当你过了八一大楼的时候，就知道大概还有一公里。如果不对再往前走一点，如果走过了，再往回走一点。大家可能不知道，你是用你的眼睛在导航，你的眼睛就是个传感器，就是个望远镜，和大脑里的地图做了一次匹配，没有匹配上，要进行一次返回。所以你每时每刻都在导航，当然睡觉时例外。

我们行人借助地图，飞机利用无线电、航标导航，舰船利用无线电、航标、天文进行导航，汽车利用各种卫星导航系统和地理信息系统导航。所以，我们的日常生活离不开导航。汽车变成我们的代步工具，当你到一个陌生的地方，不仅需要卫星的导航，可能还需要很多参照物。我们其他的载体，比如我们的飞机、导弹、坦克、火车、空中运载武器、舰船等等都需要导航。

我们生活在地球，大家知道，地形是极其不规则的，我们看到的地图又是极其规则、美丽的。从上面不规则的地图到底下的地图，我们最核心的一步是要定位，要做控制，否则这个地图是不精确的。我们定完位，把它移到一个球体上再到一个圆柱体上，然后再展开成一个平面，再做纠正，这样才能拿到我们手上的地图，所以关键环节是定位。

一个国家必须有自己独立的坐标系统，我们的卫星都在围绕地球运行，要确定这个坐标系统，卫星导航是最最重要的手段之一。我们生活在一个始终变化着的地球，日本刚刚发生过大的地震，可以说每时每刻我们脚踩着的地球都在变化，监测这个变化的手段就是卫星导航。我们每时每刻每秒都在观测，把这个数据处理完以后，我们就会给大家提供这样一张图出来，中国的地壳是这样运动的，这就是导航定位。

说到这个地方，给大家汇报一下导航的基本原理是什么。其实导航简单得不能再简单。古代，我们的猎人们根本没有什么知识，更没有导航知识，他走到森林里，他会做很多记号，这就是做导航，然后返程时通过记号回来。郑和下西洋，他用的是罗盘，也就是指南针，航海要进行导航。我们用地图、影像、地形做了这么多导航，还可以用星辰，我们看太阳，用脉冲星射线，还有无线电导航等等。

导航就这么简单。如果有两个观测者，他们两个人的坐标是知道的，距离也是知道的，测一角度，可以把位置点算下来，中学生大概都学过了。卫星导航怎么导呢？先是把卫星的位置测下来，把第二个、第三个卫星都测完，卫星的轨道就知道了。测第二个点、第三个点、第四个点，再把汽车给测下来了，导航就这么简单，就是个交汇。刚才孙家栋院士说卫星导航是极其复杂的工程，你这么一说就是一个交汇原理，不是的，原理即使简单，但是科学构成极其复杂。大家知道，卫星在我们大气层之上，无线电信号是要通过大气层的，你不得不考虑大气各种因素对信号的影响；人生活在地面上，可能还有楼房等固体物体遮盖；我们还生活在电磁场当中，还有很多高压线，都可能产生干扰，你就不得不考虑这么多障碍物的影响。此外，还要考虑频率问题、信号捕获问题、时钟精度和稳定性的问题，这是一个极其复杂的科学工程。

中国的北斗卫星导航实验系统，原理就是交汇，两个卫星的位置，测一个点测不下来，三维测不出来，我们就加上高程，我们的导航原理就这么简单。但是，我们这个试验系统应该说解决了国家当时的急需，解决了有无问题，为北斗卫星导航系统发展积累了经验，也为中国电子产业的发展注入了新的活力，为中国卫星导航争取了国际地位。

孙院士说，中国的北斗是世界的北斗，中国的北斗不仅为中国人作出贡献，也为世界人作出贡献。首先增加了北斗卫星，增加了几何上的冗余，增加了观测，同样也增加了系统冗余。什么叫系统冗余？不同“政权”掌握的导航系统，我们把它叫做系统冗余，这非常重要。几何冗余方面，我们增加了覆盖广度、增加了密度，增加了可视数量，而系统冗余更增加了安全保障。不同的星座、不同的观测，由此增加了容错能力，增加了系统误差的补偿能力，增加了异常误差的探测能力，增加了精度，提高了稳定性，提高了可靠性，这些都是有帮助的。已经有22颗GLONASS卫星，还有2颗实验的伽利略卫星，以及有我们的北斗，即使如此，群星璀璨的星空，北斗仍然会闪出它的光芒。

我们作出一个计算，在有GPS的情况下，中国北斗的贡献率大概占50%。假如有了GLONASS，假如有了伽利略，且不说伽利略已经落后了，即使伽利略和我们同步或者在我们前面，我们中国的北斗对全人类的贡献仍然达到25%。

结束我的讲话之前，我想给大家说几点感想。中国的北斗导航系统应该说是国家重大决策，是个复杂的科学工程，它将促进多学科的融合与发展。北斗工程是重大的基础设施工程，将服务于社会，服务于国家安全。同样，北斗工程也将会为国家的经济建设提供重要的支撑，为中国的电子信息产业的发展提供强有力的支持。北斗将源于测绘，服务于测绘，中国的北斗也是世界的北斗，尽管我们面临着很多困难，但是北斗卫星导航事业一定能够取得辉煌的成就！

杨元喜：中国的北斗 世界的北斗.pdf