美国那套GPS系统,起步可早了,上世纪70年代初就动起来了。那时候,他们国防部瞄准了军用需求,1973年正式批了项目,打算给部队提供准准的定位。
![]()
那年头航天技术还挺原始的,美国人一步步试,1978年2月才把第一颗卫星送上天。整个系统设计得挺聪明,用的是中地球轨道,高度两万公里出头,分成6个轨道平面,每个平面塞4颗卫星,总共24颗。轨道倾角定在55度,这样能保证地球上绝大部分地方都能看到至少4颗卫星信号。
![]()
为什么非得4颗呢?这跟定位原理脱不开关系。用户位置得靠经纬高三个坐标来定,加上时间偏差,总共四个未知数。三颗卫星能大致算出位置,但原子钟再准,也免不了微小的误差,光速传播下,一丁点偏差就可能拉大上百米的错位。
第四颗卫星就派上用场了,能多提供一个方程,帮着校准时钟差。实际运行中,系统还备了些额外卫星,现在在轨的达到31颗,包括备份的。要是哪颗出故障,替补马上顶上,保持覆盖不掉线。
![]()
美国人占了个大便宜,早早抢了低轨道的黄金位子。太空资源有限,先到先得,他们的卫星信号衰减小,传播稳,24颗就够铺开全球网。1993年初步组网,1995年全面投用。
那时候,中国和其他国家都得借用他们的民用信号,军用版他们自己独享,精度高得多。和平期大家用着还行,可一到关键时候,美国就能关信号或加干扰,别人就傻眼了。
![]()
中国搞北斗系统,起因说来挺窝火的。1996年台海那边形势紧,解放军搞军演,往东海预定水域打导弹。第一发准准砸中目标,可后两发突然偏了,事后查明,可能是美国断了区域GPS信号。
导弹没了准头,美军航母编队还晃荡在那,中国舰艇难锁定位置。这事儿让高层意识到,导航命脉得攥在自己手里,靠别人等于把安全拱手让人。从那以后,自建导航系统成了当务之急。
![]()
其实,早几年中国就用美国GPS撑着,但这回铁了心独立。1994年北斗一号项目上马,那时条件苦,技术底子薄,但一步步来。
2000年10月31日,第一颗静止轨道卫星上天,12月21日第二颗跟上,北斗一号初步建成,用两颗GEO卫星加一颗备份,覆盖国内,提供有源定位。成了世界上第三个有导航系统的国家,虽说只是区域的,但从无到有,跨了大步。
![]()
北斗二号2004年推进,目标是亚太覆盖。2007年4月,第一颗中圆轨道卫星发射,2011年多箭一发技术熟了,一次能送两颗。2012年系统组网,16颗卫星(6GEO、6IGSO、4MEO)在轨,服务亚太。信号强度比GPS强,用户在山区或城市里接收更稳。
![]()
北斗三号2015年起步,试验卫星3月上天。2017年11月,双星发射,2018年一年10箭18星,创纪录。2019年继续,2020年6月最后一颗入轨,系统全球覆盖。
为什么用39颗?不是技术落后堆数量,早年低轨道好位子被美国和俄罗斯占了,中国起步晚,只能选更高轨道,如静止和倾斜同步。
这些轨道信号传远,衰减厉害,要想全球覆盖和精度不掉队,就得多放卫星补偿。北斗用混合星座:24颗MEO管全球,3颗GEO盯中国,3颗IGSO强亚太,总39颗包括备份,确保冗余。
![]()
多出的卫星不是白费,帮着提升亚太信号强度,高出GPS 30%。精度实测2-3米,用星基增强能到厘米级。系统还能自主跑60天,不用地面站天天管,战时抗毁强。
![]()
北斗三号2020年7月31日正式开通,在轨卫星45颗,包括老二号的15颗和新三号的30颗。全球用户超200国,精度全球3.6米,亚太2.6米。
![]()
国际上,北斗进联合国GNSS,提供兼容服务。跟其他系统互操作,资源共享。备份卫星继续发,提升稳健性。北斗成国家名片,推动经济,服务全球。不是跟美国比高低,而是实打实帮用户解决问题。
![]()
总的来说,美国GPS靠早起步和纯中轨设计,24颗就行。中国北斗因历史和资源限,选混合路子,多用15颗卫星,但换来区域强、功能多、可靠高。卫星导航这领域,各有各的招,用户得益最大。想想手机地图准不准,北斗功劳不小。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.