科学小课堂 · 归纳思维
卫星是
怎么定位的？
从「找朋友」到「北斗卫星」
一起破解定位的秘密
主讲人：杜峥兴
定位，就在我们身边
地图导航
找到位置，规划路线
跑步轨迹
记录跑过的每一段路
外卖小哥
实时看到他到哪了
定位，到底是怎么实现的？
先想想：我们是怎么给朋友指路的？
好朋友第一次来我家玩，我这样告诉他 👇
坐地铁到梅岭北路站
➜
从 3 号口出来
➜
看见大商场信泰中心
➜
商场正北约 100 米
信泰中心 —— 显眼、容易找到参照物
正北 100 米到参照物的距离
定位的两个基本要素
找参照物
显眼、容易看到的东西
确定距离
我离参照物有多远
方法：在地图上「画圆找交点」
📞 打电话问朋友：你到哪了？
🗿离纪念碑 300米
圆上哪个点都有可能…范围太大
🏛️离大会堂 200米
两个圆的交点：缩小到 2 个点
🏯离城楼 500米
🎯 三个圆唯一的交点
= 朋友的位置！
定位方法 · 四步走
1
📍
找多个参照物
➜
2
📏
确定距离
➜
3
⭕
以距离为半径画圆
➜
4
🎯
找圆的交点
参照物越多，范围越小，位置越准
手机是怎么定位的？认识「基站」
- 户外高高的铁塔上的设备，就是基站
- 手机通过向基站发送信号来联网
- 基站以自己为中心，向四周发信号
覆盖到的地方都有信号 📶 - 基站定位，用的还是「画圆找交点」
参照物 = 基站
距离怎么量？——用时间！
时间×速度=距离
信号跑得飞快（和光一样，每秒约 30 万公里），只要记下时间，就能算出距离
基站定位：三个圆找交点
基站A：200米
基站B：300米
基站C：150米
🎯 三个圆的交点
就是手机的位置
💡 同时连接的基站越多
定位就越准确
基站也有搞不定的时候
覆盖不到
深山、荒野、海上，信号到不了
基站太少
只有一个参照物，定不准
地形复杂
信号被高楼挡住、反射
山城重庆：别的城市，十楼在你头顶；在重庆，十楼可能在你脚下！
👉 不光要知道在哪，还要知道有多高
卫星定位：把参照物搬到太空 🚀
| 基站定位 | 卫星定位 | |
|---|---|---|
| 参照物 | 地面的基站 | 太空的卫星 🛰️ |
| 距离 | 时间 × 速度 | 时间 × 速度 |
| 找位置 | 画圆找交点 | 画 ？ 找交点 |
立体世界：画的不是圆，是「球」
1 颗在一个球面上，范围很大
2 颗两球相交 → 一个圆圈
3 颗再相交 → 只剩 2 个点
4 颗唯一交点 → 精准位置！
划重点
至少 ?4 颗卫星
同时连接，才能得到精准的位置 + 高度
卫星定位，本领可不止「找位置」
出行导航
打开软件输入目的地
位置和路线马上就有
航班实时追踪
以前只知道起飞、降落时间
现在随时知道飞到哪了
海上搜救
轮船遇风浪失联
卫星自动搜索、自动跟踪
全球四大卫星导航系统
🇺🇸
GPS
美国
🇷🇺
GLONASS
俄罗斯 · 格洛纳斯
🇪🇺
Galileo
欧盟 · 伽利略
🇨🇳
北斗 BDS
中国 · 自主研发
北斗：名字来自「北斗七星」✨
- 古人顺着北斗七星找到北极星，辨别方向
- 寓意：像北斗七星一样
一直为人们指引方向 - 2020 年北斗正式覆盖全球 🌏
- 国内约 98% 的智能手机支持北斗
截至 2025 年底 · 中国卫星导航定位协会
北斗就在我们身边
森林防火
以前目测误差 300~500 米
现在 24 小时监测
测量珠峰
不用人人爬上山顶
精准测出 8848.86 米
智慧农业
机器在北斗指引下
自动精准种地、浇水
🚀 未来北斗还能做什么？就等你们去实现！
归纳思维三种定位，同一个套路
| 参照物 | 距离从哪来 | 画什么 | 找什么 | |
|---|---|---|---|---|
| 🗺️ 地图找人 | 纪念碑、大会堂… | 问朋友 | 平面的圆 | 交点 |
| 🗼 基站定位 | 基站 | 时间 × 速度 | 平面的圆 | |
| 🛰️ 卫星定位 | 卫星（至少4颗） | 时间 × 速度 | 立体的球 |
🔍 定位模式 = 找多个条件的交集，一步步缩小范围
定位模式猜猜他是谁？
0
他是我们班的一个同学谁都有可能
16 人1
他戴眼镜像第 1 颗卫星：一个球面
8 人2
他穿红衣服像第 2 颗卫星：一个圆圈
4 人3
他戴帽子像第 3 颗卫星：两个点
2 人4
他背蓝色书包像第 4 颗卫星：唯一位置
1 人条件越多，范围越小
答案越准！
答案越准！
定位模式网上买一双鞋
鞋
品牌 A
跑步鞋
白色
39 码
① 品牌品牌 A品牌 B品牌 C品牌 D
② 类型跑步鞋篮球鞋板鞋凉鞋
③ 颜色白色黑色红色灰色
④ 尺码37383940
全部鞋
10000+
+ 品牌 A
1200
+ 跑步鞋
150
+ 白色
20
+ 39 码有货
3 双
条件越多，范围越小，结果越准！
今天我们学会了 🎓
- 定位两要素：参照物 + 距离
- 方法：以参照物为圆心、距离为半径
画圆，找交点 - 基站、卫星都靠 时间 × 速度 算距离
- 卫星画的是球，至少要 4 颗
- 我们有自己的 北斗 系统 🇨🇳
- 定位模式：找交集，缩小范围
思考题
生活中还有哪些事情
也用到了「定位模式」？