都是導航系統,爲何美國GPS僅需24顆衛星,中國北鬥卻需56顆?

一菲說軍史 2024-05-02 13:49:58

衆所周知,全球衛星導航系統在現代社會中發揮著重要的作用,爲人們提供准確的定位和導航服務,助力了現代社會的快速發展,無比便捷了人們的生活。而美國的全球定位系統(GPS)和中國的北鬥衛星導航系統,是兩個具有代表性的衛星導航系統。然而,有人或許好奇了,爲什麽美國的GPS系統只需要24顆衛星就能覆蓋全球,而中國的北鬥系統卻需要56顆才能完成組網。

衛星導航系統的發展源于蘇聯冷戰時期的軍事需求,但隨著科技的進步,這一技術逐漸也應用于民用領域。衛星導航系統通過將多顆衛星分布在軌道上,發射精確的信號,實現對地面目標的定位和導航。這項技術應用廣泛,包括航空航天、陸地交通、軍事作戰等領域。

而GPS是最早和目前最完善的衛星導航系統之一。于上世紀70年代開始研發,曆經20年,耗費200億美元,在1994年完工,在2007年進行了升級,抗幹擾性得到增強,它由24顆工作衛星和幾顆備用衛星組成。這些衛星分布在不同近地6條軌道上,每顆距離地面大約1.7萬千米,確保全球幾乎任何地方都能接收到信號。GPS提供高精度的定位和導航服務,並廣泛應用于民用和軍事領域。

如今的GPS系統在技術和運營方面,經過了多年的改進和優化,具有相當高的可靠性和精確性。雖然只有24顆衛星,但由于距離地面較近,所以覆蓋範圍早已是全球各地。其用戶也達上百個國家,包括軍用、民用等。GPS系統不僅提供定位和導航服務,還可以用于時間同步、氣象預測等領域。

中國的北鬥衛星導航系統,也是一個全球性的衛星導航系統。北鬥系統包括不同類型的衛星,如導航衛星、信號衛星和通信衛星,以滿足不同應用需求。其于2020年正式開通,在2023年5月成功發射第56顆衛星。目前,北鬥系統已建成了全球覆蓋網絡,提供高精度的定位和導航服務,並具備授時能力,定位精度也達到厘米級別。當前已經有137國和我們建立了合格關系。

北鬥系統完全由中國自主研發和運營,反映了中國在衛星導航領域的技術實力和自主創新能力。其建設旨在爲全球用戶提供定位和導航服務,覆蓋範圍包括中國國內以及全球其他地區。它具有廣泛的應用領域,包括陸地交通、漁業、航空航天等。那爲何中國北鬥需要發射56顆人造衛星,而美國GPS只需要24顆呢?

首先是衛星的分布不是雜亂無章的,不能隨便發射一個位置就行,它們有自己的專門軌道,這樣運行時就不會發射碰撞,減少了汙染太空的可能。而且太空領域,也講究先來後到,先發射的占據了先天優勢,美國最早發射人造衛星,所以距離地面最近的近地軌道早已被美國占用了。之後是俄羅斯,歐盟相繼發射衛星,到最後留給我們的軌道距離地面很遠,只能靠近太空發射了。

而美國有6條近地軌道,每一條上發射4枚,就能完全滿足覆蓋全球的需求。北鬥衛星因爲距離地面較遠,軌道周長太長,要想達到覆蓋全球信號的目的,只能多發射一些衛星,所以需要的衛星數量達到了56枚。其實,我們只需要35枚就夠了。但考慮到未來衛星系統的升級,故障等問題,所以要都准備幾枚。

再加上兩者布局也不一樣,美國的GPS全部都是動態的衛星組成,中國北鬥則分爲運動狀態,和非運動狀態。這樣布局的優勢,就是抗幹擾性更強一些,應用上更靈活。

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