都是导航系统,为何美国GPS仅需24颗卫星,中国北斗却需56颗?

一菲说军史 2024-05-02 13:49:58

众所周知,全球卫星导航系统在现代社会中发挥着重要的作用,为人们提供准确的定位和导航服务,助力了现代社会的快速发展,无比便捷了人们的生活。而美国的全球定位系统(GPS)和中国的北斗卫星导航系统,是两个具有代表性的卫星导航系统。然而,有人或许好奇了,为什么美国的GPS系统只需要24颗卫星就能覆盖全球,而中国的北斗系统却需要56颗才能完成组网。

卫星导航系统的发展源于苏联冷战时期的军事需求,但随着科技的进步,这一技术逐渐也应用于民用领域。卫星导航系统通过将多颗卫星分布在轨道上,发射精确的信号,实现对地面目标的定位和导航。这项技术应用广泛,包括航空航天、陆地交通、军事作战等领域。

而GPS是最早和目前最完善的卫星导航系统之一。于上世纪70年代开始研发,历经20年,耗费200亿美元,在1994年完工,在2007年进行了升级,抗干扰性得到增强,它由24颗工作卫星和几颗备用卫星组成。这些卫星分布在不同近地6条轨道上,每颗距离地面大约1.7万千米,确保全球几乎任何地方都能接收到信号。GPS提供高精度的定位和导航服务,并广泛应用于民用和军事领域。

如今的GPS系统在技术和运营方面,经过了多年的改进和优化,具有相当高的可靠性和精确性。虽然只有24颗卫星,但由于距离地面较近,所以覆盖范围早已是全球各地。其用户也达上百个国家,包括军用、民用等。GPS系统不仅提供定位和导航服务,还可以用于时间同步、气象预测等领域。

中国的北斗卫星导航系统,也是一个全球性的卫星导航系统。北斗系统包括不同类型的卫星,如导航卫星、信号卫星和通信卫星,以满足不同应用需求。其于2020年正式开通,在2023年5月成功发射第56颗卫星。目前,北斗系统已建成了全球覆盖网络,提供高精度的定位和导航服务,并具备授时能力,定位精度也达到厘米级别。当前已经有137国和我们建立了合格关系。

北斗系统完全由中国自主研发和运营,反映了中国在卫星导航领域的技术实力和自主创新能力。其建设旨在为全球用户提供定位和导航服务,覆盖范围包括中国国内以及全球其他地区。它具有广泛的应用领域,包括陆地交通、渔业、航空航天等。那为何中国北斗需要发射56颗人造卫星,而美国GPS只需要24颗呢?

首先是卫星的分布不是杂乱无章的,不能随便发射一个位置就行,它们有自己的专门轨道,这样运行时就不会发射碰撞,减少了污染太空的可能。而且太空领域,也讲究先来后到,先发射的占据了先天优势,美国最早发射人造卫星,所以距离地面最近的近地轨道早已被美国占用了。之后是俄罗斯,欧盟相继发射卫星,到最后留给我们的轨道距离地面很远,只能靠近太空发射了。

而美国有6条近地轨道,每一条上发射4枚,就能完全满足覆盖全球的需求。北斗卫星因为距离地面较远,轨道周长太长,要想达到覆盖全球信号的目的,只能多发射一些卫星,所以需要的卫星数量达到了56枚。其实,我们只需要35枚就够了。但考虑到未来卫星系统的升级,故障等问题,所以要都准备几枚。

再加上两者布局也不一样,美国的GPS全部都是动态的卫星组成,中国北斗则分为运动状态,和非运动状态。这样布局的优势,就是抗干扰性更强一些,应用上更灵活。

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