摘要：在现代科技飞速发展的时代，通信技术如同一座无形的桥梁，连接着世界的每一个角落。然而，在一些偏远地区，如广袤无垠的沙漠、波涛汹涌的海洋深处、崇山峻岭的腹地，以及在遭遇重大自然灾害导致地面通信网络瘫痪的紧急时刻，传统的通信手段往往会陷入“无能为力”的困境。此时，一

一、引言

在现代科技飞速发展的时代，通信技术如同一座无形的桥梁，连接着世界的每一个角落。然而，在一些偏远地区，如广袤无垠的沙漠、波涛汹涌的海洋深处、崇山峻岭的腹地，以及在遭遇重大自然灾害导致地面通信网络瘫痪的紧急时刻，传统的通信手段往往会陷入“无能为力”的困境。此时，一种能够突破地理限制、在极端环境下依然保持通信畅通的技术显得尤为重要，而北斗短报文功能便应运而生，成为了保障通信的“生命线”。

北斗短报文功能并非一蹴而就，它伴随着我国北斗卫星导航系统的发展而逐步成长，经历了无数科研人员的不懈努力与探索。从最初的设想萌芽，到艰难的技术攻关，再到如今广泛应用于各个领域，为人们的生活、生产以及国家的安全和发展提供了强有力的支持，其发展历程充满了挑战与突破，蕴含着无数令人振奋的故事。深入了解北斗短报文功能的发展历史，不仅有助于我们认识这项技术的巨大价值，更能让我们体会到我国在卫星导航通信领域从追赶到超越的艰辛与辉煌。

二、北斗卫星导航系统的起源与发展背景

2.1全球卫星导航系统的发展浪潮

2.1.1美国——GPS

20世纪后半叶，随着航天技术的飞速进步，全球卫星导航系统的发展成为了各国竞相角逐的科技高地。美国率先开启了这一领域的探索，于1973年启动了全球定位系统（GPS）的研制计划。

经过多年的努力，耗费了大量的人力、物力和财力，GPS系统在1994年全面建成并投入使用，实现了全球范围内的高精度定位、导航和授时服务，彻底改变了人们的生活和生产方式，在军事、交通、测绘、农业等众多领域得到了广泛应用，成为了现代社会不可或缺的基础设施之一。

2.1.2苏联——GLONASS

几乎与此同时，苏联也在积极发展自己的卫星导航系统——格洛纳斯（GLONASS）。GLONASS项目于1976年正式启动，旨在建立一个覆盖全球的卫星导航网络，为苏联及其盟友提供独立的导航定位服务。

虽然在发展过程中受到了苏联解体等因素的影响，导致系统建设一度陷入困境，但俄罗斯继承了GLONASS项目，并在后续的岁月里不断对其进行修复和完善，使其逐渐恢复生机，在俄罗斯国内以及部分国际市场上发挥着重要作用。

2.1.3欧盟——Galileo

欧洲在卫星导航领域的起步相对较晚，但也意识到了这一技术的战略重要性。为了减少对美国GPS和俄罗斯GLONASS系统的依赖，欧洲联盟于1999年正式推出了伽利略（Galileo）卫星导航计划。

该计划旨在建设一个由欧洲自主控制的高精度、高可靠性的全球卫星导航系统，为欧洲乃至全球用户提供优质的导航定位服务。经过多年的研发和建设，伽利略系统逐步取得了重要进展，虽然在发展过程中也面临着一些技术难题和资金问题，但如今已成为全球卫星导航领域的重要参与者之一。

2.2中国对自主卫星导航系统的迫切需求

在全球卫星导航系统蓬勃发展的大背景下，中国却面临着严峻的挑战。由于缺乏自主可控的卫星导航系统，我国在诸多领域不得不依赖国外的卫星导航服务，这不仅在经济上带来了高昂的成本，更在国家安全方面埋下了巨大的隐患。

在一些关键领域，如军事作战、战略物资运输、重要基础设施的运行监控等，一旦国外的卫星导航系统出现故障、遭受攻击或者对我国实施信号封锁，我国的相关活动将陷入极大的混乱，甚至可能危及国家主权和安全。

以1993年的“银河号”事件为例，当时我国的“银河号”货轮在正常行驶过程中，突然失去了GPS导航信号，导致船只在茫茫大海上迷失方向，无法正常航行。

这一事件让中国深刻认识到，卫星导航系统关乎国家的核心利益，拥有自主可控的卫星导航系统是实现国家经济社会可持续发展、保障国家安全的必然要求。因此，我国下定决心，要依靠自身的力量，研发出属于自己的卫星导航系统，打破国外的技术垄断，掌握卫星导航领域的主动权。

三、北斗一号：短报文功能的萌芽

3.1艰难起步：解决有无问题

1994年，我国正式启动北斗卫星导航系统的研制工作，北斗一号系统作为我国卫星导航事业的开篇之作，承载着无数科研人员的期望与梦想，踏上了艰难的探索之路。

在当时，我国的航天技术和电子信息技术虽然取得了一定的发展，但与欧美发达国家相比仍存在较大差距，而且研发资金相对有限，这给北斗一号系统的研制带来了诸多困难。

然而，科研人员们并没有被困难吓倒，他们凭借着坚定的信念和顽强的毅力，从最基础的理论研究开始，一步一个脚印地向前推进。在系统设计阶段，考虑到我国当时的实际需求和技术水平，北斗一号系统采用了有源定位体制。

这种体制与GPS的无源定位体制不同，地面上的用户机不仅需要接收卫星信号，还需要向卫星发送请求信号，才能解算出自身的坐标位置。

虽然有源定位体制在定位精度上相对较低，只能达到100米以内，但它却具有一个独特的优势——定位速度非常快，只需两三秒即可完成定位，而GPS定位则通常需要30秒以上的时间。

更为重要的是，基于这种有源定位机制，北斗一号卫星具备了卫星通信的功能，为北斗短报文功能的实现奠定了基础。

3.2北斗一号的短报文功能实现原理

北斗一号系统的短报文通信功能基于其有源定位体制实现。

具体来说，当用户需要发送短报文时，首先将包含接收方ID号和通讯内容的通讯申请信号进行加密处理，然后通过卫星转发入站。

地面中心站接收到通讯申请信号后，对其进行脱密和再加密操作，并将其加入持续广播的出站广播电文中，经卫星广播给用户。

接收方用户机接收出站信号，解调解密出站电文，从而完成一次通讯过程。整个通讯过程的传输时延约为0.5秒，通讯频度为1秒1次。

这种通信方式类似于早期的对讲机通信，需要通过一个中间节点（地面中心站）进行信号的中转和协调。虽然与现代的移动通信技术相比，显得相对简单和原始，但在当时的技术条件下，能够实现这样的短报文通信功能已经是一项了不起的成就。它为我国在偏远地区、通信基础设施薄弱地区以及应急通信等场景下提供了一种可行的通信解决方案，填补了我国在这方面的技术空白。

3.3早期应用：在特定领域初露锋芒

2003年，北斗一号系统正式建成并投入使用，其短报文功能开始在一些特定领域发挥作用。

在交通运输领域，尤其是在长途货运和内河航运方面，北斗一号短报文功能为车辆和船舶提供了一种可靠的通信手段。司机和船员们可以通过北斗终端设备向调度中心发送位置信息、行驶状态以及货物运输情况等短报文，调度中心也能够及时向他们发送调度指令和路况、水情信息，有效地提高了交通运输的管理效率和安全性。

在海洋渔业领域，北斗一号短报文功能更是成为了渔民们的“海上生命线”。我国拥有广阔的海洋渔场，许多渔船在远离海岸线的深海区域作业，传统的移动通信网络无法覆盖这些区域，渔民们与外界的通信面临着极大的困难。

而北斗一号短报文功能的出现，让渔民们能够在海上与陆地保持联系。他们可以向岸上的渔业管理部门报告渔船的位置、渔获情况，接收天气预警信息，在遇到紧急情况时还能够及时发出求救信号。这不仅保障了渔民的生命财产安全，也为渔业资源的合理开发和管理提供了有力支持。

此外，在地质勘探、森林防火等领域，北斗一号短报文功能也得到了应用，为这些艰苦偏远地区的工作人员提供了基本的通信保障，为相关工作的顺利开展发挥了重要作用。

虽然北斗一号短报文功能在应用初期还存在着一些局限性，如覆盖范围有限（主要覆盖中国及周边地区）、通信容量较小、终端设备体积大且功耗高等，但它的出现标志着我国在卫星导航通信领域迈出了坚实的第一步，为后续的技术发展积累了宝贵的经验。

3.4汶川地震中的关键作用

3.4.1震后困境

2008年5月12日，一场突如其来的8.0级特大地震袭击了我国四川省汶川县，瞬间，山崩地裂，房屋倒塌，大量人员被埋在废墟之下，灾区的通信、电力、交通等基础设施遭到了毁灭性的破坏。在震后的最初几个小时里，灾区与外界完全失去了联系，救援工作陷入了极度困境，外界无法得知灾区的具体情况，救援队伍也难以快速准确地确定救援方向和重点区域。

3.4.2短报文架起通信生命线

就在这万分危急的时刻，北斗卫星导航系统挺身而出，发挥了至关重要的作用。由于地面通信网络全面瘫痪，传统的通信手段无法使用，而北斗一号系统的短报文通信功能成为了灾区与外界沟通的唯一“生命线”。

救援部队迅速携带千余部“北斗一号”用户机进入震中区域，通过这些设备，他们将灾区的地理位置、受灾情况、人员伤亡等关键信息以短报文的形式源源不断地发送出去，为后方指挥中心制定救援方案提供了第一手资料。

同时，后方指挥中心也能够通过北斗短报文向灾区救援人员发送救援指令和物资调配信息，实现了对救援行动的有效指挥和协调。

3.4.3推动北斗发展

在整个抗震救灾过程中，北斗短报文通信功能累计发送了数万条信息，为救援工作的顺利开展提供了有力的通信保障，为挽救无数生命赢得了宝贵的时间。

这次地震救援行动让北斗短报文通信功能走进了大众的视野，其在极端情况下保障通信畅通的强大能力得到了国家和全社会的高度重视，也进一步推动了我国北斗卫星导航系统的发展和应用推广。

此后，国家加大了对北斗系统建设的投入力度，科研人员们也更加坚定了攻克技术难题、提升系统性能的决心，为北斗系统的后续发展注入了强大的动力。

四、北斗二号：短报文功能的发展

4.1技术升级：从区域走向更广阔天地

随着时代的发展和应用需求的不断增长，北斗一号系统的局限性逐渐显现出来。为了满足我国日益增长的对高精度、广覆盖卫星导航通信服务的需求，我国于2004年启动了北斗二号卫星导航系统的建设。北斗二号系统在继承北斗一号系统成功经验的基础上，进行了全面的技术升级和创新，致力于实现从区域导航通信系统向全球导航通信系统的跨越。

在卫星星座设计方面，北斗二号系统采用了更为复杂和先进的混合星座架构，由5颗地球静止轨道（GEO）卫星、5颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星和4颗中地球轨道（MEO）卫星组成。这种星座设计使得北斗二号系统的覆盖范围得到了大幅扩展，不仅能够为中国及周边地区提供更加稳定、高效的导航定位和短报文通信服务，还开始向亚太地区乃至全球部分地区延伸服务触角。

在信号体制方面，北斗二号系统对短报文通信信号进行了优化设计，采用了更加先进的编码和调制技术，提高了信号的抗干扰能力和传输效率。同时，通过增加卫星数量和优化地面站布局，北斗二号系统的通信容量得到了显著提升，能够满足更多用户同时进行短报文通信的需求。

4.2短报文功能的优化与扩展

在短报文功能方面，北斗二号系统在保留北斗一号系统短报文通信基本原理的基础上，进行了一系列的优化和扩展。首先，北斗二号系统将短报文的单次通信容量从北斗一号的几十字节提升到了36个汉字（对于申请核准的用户，可传送120个汉字），这使得用户能够在一次短报文中传递更多的信息，大大提高了通信效率。

其次，北斗二号系统加强了对短报文通信的安全防护能力。采用了更加先进的加密算法和身份认证机制，确保短报文在传输过程中的安全性和保密性，防止信息被窃取或篡改。这对于一些对信息安全要求较高的应用场景，如军事通信、金融信息传输等具有重要意义。

此外，北斗二号系统还基于短报文实现了用户快速跟踪与遇险救援报警功能。当用户遇到紧急情况时，只需按下北斗终端设备上的求救按钮，系统便能迅速将用户的位置信息和求救信号发送给救援中心，同时救援中心也能够通过短报文与遇险用户保持实时联系，为救援行动提供精准的信息支持，大大提高了应急救援的效率和成功率。

五、北斗三号：短报文功能的重大突破

5.1全球组网：开启短报文新篇章

2009年，我国正式启动北斗三号全球卫星导航系统的建设工程，这是我国北斗卫星导航系统发展历程中的又一个重要里程碑。经过多年的艰苦努力，2020年7月，北斗三号全球卫星导航系统正式建成并向全球开放服务，标志着我国在卫星导航领域取得了重大突破，成为了世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家。

北斗三号系统的全球组网成功，为北斗短报文功能带来了质的飞跃。

在卫星星座方面，北斗三号系统由3颗地球静止轨道（GEO）卫星、3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星和24颗中地球轨道（MEO）卫星组成，形成了一个更加庞大、稳定且覆盖全球的卫星网络。这使得北斗短报文通信服务的覆盖范围从之前的区域覆盖扩展到了全球范围，无论用户身处地球的哪个角落，只要在北斗卫星信号的覆盖范围内，都能够享受到北斗短报文通信服务。

在技术性能方面，北斗三号系统采用了一系列先进的技术，如星间链路技术、高精度原子钟技术、新型导航信号体制等，极大地提升了系统的整体性能。其中，星间链路技术的应用使得卫星之间能够实现相互通信和数据传输，减少了对地面站的依赖，提高了系统的自主性和可靠性；高精度原子钟技术则为系统提供了更加精确的时间基准，从而提高了定位和授时精度，也间接提升了短报文通信的准确性和稳定性；新型导航信号体制的采用提高了信号的抗干扰能力和兼容性，使得北斗三号系统能够更好地适应复杂的电磁环境，与其他卫星导航系统实现兼容与互操作。

5.2短报文性能的飞跃提升

随着北斗三号系统的建成，北斗短报文功能在性能上实现了全方位的飞跃。首先，在通信容量方面，北斗三号短报文系统的容量大幅提升，可达1800万次/小时，相比北斗二号系统有了数量级的增长，能够满足全球范围内大量用户同时进行短报文通信的需求。这为北斗短报文在全球范围内的大规模应用推广奠定了坚实的基础。

其次，在单次通信长度上，北斗三号短报文取得了重大突破，单次最长可报文1000个汉字，这使得用户能够在一次短报文中传递更加丰富、详细的信息。无论是在应急救援中报告复杂的受灾情况，还是在远洋航行中发送详细的船舶航行计划，北斗三号短报文都能够轻松胜任。

此外，北斗三号短报文还具备了更强的多媒体信息传输能力，不仅可以传输文字，还可实现语音、图片乃至小视频等内容的信息传输。由中山大学电子与通信工程学院CPNT Lab朱祥维教授牵头国内多家单位承担的中国卫星导航系统第二代北斗重大专项，在国内外首次实现（国家认证），并进一步产学研合作，协作广州磐钴智能科技有限公司进行大规模推广应用，相关技术在不断优化迭代中，并形成专利族。

这一功能的实现进一步拓展了北斗短报文的应用场景，例如在新闻报道中，基于低码率语音压缩算法和渐进式图像压缩算法，记者可以通过北斗短报文将现场拍摄的图片和语音报道及时发送回编辑部；在户外探险中，探险队员可以通过发送语音短报文与队友或后方指挥中心进行实时沟通，分享探险经历和遇到的情况。

以下是北斗终端内置低码率语音压缩算法和渐进式图像压缩算法发送北斗语音/图片消息的通信工作流程：

北斗终端发送北斗语音消息通信链路

北斗终端发送北斗图片消息通信链路

在通信可靠性方面，北斗三号系统通过采用先进的纠错编码技术、信号增强技术以及多星冗余备份机制等，大大提高了短报文通信的可靠性和稳定性。即使在信号较弱或受到干扰的情况下，也能够确保短报文的准确传输，为用户提供更加可靠的通信保障。

5.3全球短报文与区域短报文服务

为了更好地满足不同用户的需求，北斗三号系统提供了全球短报文（GSMC）和区域短报文（RSMC）两种服务。

全球短报文服务利用14颗中地球轨道（MEO）卫星，向位于地表及其以上1000千米空间的特许用户提供全球随遇接入服务，最大单次报文长度为560bit（40个汉字）。这种服务主要面向一些对全球通信有需求的用户，如国际远洋船舶、全球飞行的飞机、跨国探险队等，为他们在全球范围内提供了一种便捷的通信手段，使其能够在任何地方与外界保持联系。

区域短报文服务则通过3颗地球静止轨道（GEO）卫星，为中国及周边地区（东经50°~160°，北纬0°~60°）用户提供服务，最大单次报文长度为14000bit（1000个汉字）。区域短报文服务在覆盖区域内具有更高的通信容量和更强的通信性能，能够更好地满足我国及周边地区用户在各种场景下的通信需求，如国内的应急救援、交通运输、农林渔业、地质监测等领域。

5.4大众消费级市场的开拓

在北斗三号系统之前，北斗短报文功能主要应用于专业领域，普通大众对其了解甚少。然而，随着北斗三号系统的技术成熟和性能提升，以及国家对北斗应用推广的大力支持，北斗短报文开始逐渐走进大众消费级市场。2022年9月，华为推出首款支持北斗卫星消息的大众智能手机Mate50，这一举措标志着北斗短报文正式进入大众消费领域，引发了市场的强烈反响。

此后，越来越多的手机厂商开始关注并加入到支持北斗短报文功能的行列中来，智能手表、智能手环等穿戴式设备也纷纷搭载北斗短报文功能。

在第57届世界电信日到来前夕，5月15日，由中国卫星网络集团有限公司和河北雄安新区管理委员会主办的2025雄安北斗生态合作大会在雄安新区举行，中国卫星网络集团有限公司总经理、党组副书记梁宝俊出席活动并致辞。

梁宝俊在致辞中指出，推动卫星互联网与北斗协同发展，是中国星网的责任所在，也是优势所在。当前，我们正全力推进卫星互联网事业发展，同时着眼长远加速技术演进迭代，5月5日，通过新技术试验卫星实现全球首次基于5G NTN标准的手机直连宽带视频通话，天地融合网络体制等得到有效验证。面向未来，我们将着力推动科技创新与产业创新融合发展，持续深化卫星互联网与北斗协同发展，促进新质生产力加速生成。

北斗短报文的未来将让普通用户在日常生活中也能够享受到北斗短报文带来的便捷通信服务。

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来源：教育指南社