本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛。

在2012年时，我国卫星导航系统的负责人就介绍说，北斗系统是面向全球，免费提供定位、测速，以及授时服务，其中定位的精度在20米左右，测速的精度在0.2米/秒，而授时的精度在10纳秒。

可能很多人不太了解， 为什么已经有了GPS，我国还要开发自己的北斗系统，而且开发出北斗系统究竟有什么用，为什么要向全球免费提供以上三种服务，今天我们就了解一下。

为什么要开发北斗系统？

提到导航，在古时候没有手机，也没有GPS，他们日常出门时不得不采用一些标志性建筑、河流、山川等作为参照物。在大航海时，人们又开始使用天上的星星以及指南针等工具来寻找方向。但这种导航非常粗糙，以至于我们无法准确知道自己应该走哪条路更近，以及距离目的地还有多远。

后来，人造卫星的出现解决了人们的出行问题，当人造卫星与地球轨道同步运转时，此时向地球发射信号，当遇到山川河流时，此时信号又会反射回天空中被人造卫星捕捉。而人造卫星只需要计算信号来回的时间，再加上信号传播的速度就可以测量出与地面的距离，这样就会得到精确度较高的地球地图。当然实际上要比这个更复杂，这里只简单说一下。

最开始，人们并不知道导航系统的作用，直到海湾战争的爆发。美国参加海湾战争时，用极少的代价就取得了决定性胜利，而这种胜利的背后，是导航系统发挥出的巨大优越性。

首先，导航系统可以精确判断敌方的位置，对敌方实行精准打击。再者，导航可以避开所有己方人员，不会在战争中造成无谓的伤亡。

最后，导航系统使得战争并不存在明显的后方或者前方，改变了传统的作战模式。

由于导航系统在海湾战争中发挥出的巨大作用，因此有能力的国家都决定建立自己的导航系统，比如：俄罗斯建立了自己的格洛纳斯系统，欧盟建立了伽利略系统，而我国也紧随其后建立了北斗系统。

在最开始，由于美国投入的人力物力精力较多，所以美国的GPS系统一度全球领先，但我国作为后起之秀，拥有着后发优势，我国的北斗系统在美国的GPS系统上又增加了一些新功能，比如：通讯功能，精确度更高等。

北斗系统有什么用？

毫无疑问的是，各国建立导航系统都是为了增强国防实力，但除了军事领域外，导航系统还可以应用在很多领域，比如：环保。

科学家们曾经把北斗系统的接收装置放置在藏羚羊的身上，我们知道，藏羚羊生活在我国的无人区，而且胆子非常小，想要观察它们的习性和迁徙特点在过去非常困难。

但有了北斗系统，我们可以实时地看出藏羚羊的活动状态，迁徙到了那里等，可以说北斗系统就相当于我们的千里眼有助于我们了解更多野生动物的习性，让我们能够更好地保护它们。

除此之外，北斗系统还可以应用在农业上，在农田周围安装上北斗装置之后，就可以通过北斗系统来分析土壤中的水分，微量元素的含量，以及检测未来天气，植物的生长状态等，能够帮助农民更好地管理农田，提高亩产量。

再者，北斗系统是多个人造卫星组件成的星座，这对时间的精确度要求极高，一般的钟表根本无法做到，只有原子钟才可以，原子钟是利用原子吸收或者释放能量时发出的电磁波来计时的，这种波非常稳定，所以原子钟的精确度非常高，大约每2000万年才会误差1秒。

虽然我们日常生活中用不到这么精确的时间，但在航海、天文以及自动驾驶领域等，精确的时间能够提升它们的工作准确度，降低失误率。

为什么要免费供全世界使用？

很多人可能会疑惑，我国辛辛苦苦开发出的北斗系统，为什么要免费提供给全世界人民使用。

其实原因很简单，那就是大国责任，要知道开发一个导航系统动辄需要几百亿甚至几千亿美元，这并不是每个国家都能够承担的，然而这项技术一旦开发出来，无论是1个人使用，还是1亿人甚至全球人使用，总成本并没有上升很多。而且，北斗系统还能够为全球带来可观的经济效益，比如：使用精确度更高的北斗系统，印度也可以发展现代化农业。

除此之外，我国免费提供的北斗功能都是民用功能，军事领域并不开放，或者是有条件的开放，也就是说最核心的功能我们并没有开放给全世界使用。