北斗有35顆衛星,而GPS有24顆衛星,為什麼二者數量不同?

袁思怡

由於地球曲率的原因,軌道上每一顆導航衛星信號只能覆蓋地面一定區域。導航系統實現對地球任意地點、在任意時刻的信號全覆蓋,需要由眾多衛星按一定的方式配置組成一個衛星網,也就是“星座”。


不同的導航系統,功能指標不同,技術路徑不同,運行軌道不同,因此所需的衛星數量也有差異。

總的來說,現有四大導航系統,基本都運行在地球中軌道(MEO),軌道高度從高到低為:歐洲>中國>美國>俄羅斯。

美國GPS系統,共24顆衛星,6個軌道,每條軌道4顆衛星。

GPS需要24顆衛星只是最基本的數量。24顆衛星可以保證全球任何地方、任何時刻至少能看見4顆衛星,可以解算空間三維座標和時間四個變量。GPS系統的接收機採用無源定位方式,接收機不需要發送信號。

俄羅斯GLONASS系統,共24顆衛星(其中3顆備用),3個軌道,每條軌道8顆衛星。

歐洲Galileo系統,共30顆衛星(其中3顆備用),3個軌道,每條軌道10顆衛星。

左上:美國GPS系統; 右上:俄羅斯GLONASS系統;

左下:歐洲Galileo系統; 右下:中國北斗系統;

中國北斗導航系統,由於具備了更加獨特的能力,因而星座佈局比較複雜。系統由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成,30顆非靜止軌道衛星包括27顆中軌道衛星和3顆傾斜同步衛星。

27顆中軌道衛星,分佈在三個軌道面,每條軌道9顆衛星。這與歐洲Galileo系統非常相似。

3顆傾斜同步衛星,作用可能不太好理解。由於衛星導航系統配套完成周期較長,從發射第一顆到最後一顆的時間跨度會長達十幾年,為了讓系統儘快投入導航工作,就先發射3顆傾斜同步軌道衛星,這些衛星繞地球一週也是24小時,但是軌道與地球赤道面有個夾角。這3顆衛星雖然不是完全同地面靜止(從地面固定位置看,運行軌道類似於8),但是大部分時候中國境內仍然能看到。有了這3顆衛星的加盟,使得導航系統用不到10顆衛星就能覆蓋中國全境,

提供定位和短信服務,大大縮短了系統組網投用的時間。

另外5顆地球同步軌道衛星,主要應用於有源接收機(接收機主動發信號給衛星)和收發短報文(衛星短信)兩項功能。

同步靜止軌道一般是通訊衛星使用的軌道,因此這5顆衛星主要用途就是通訊中繼。我國與某強國面臨的情況不同,並沒有全球

分佈的衛星地面站系統,通過同步軌道衛星為其他衛星提供與地面站的通訊和信息中轉服務,能夠解決與地面進行實時通信的問題。另外,軌道高度足夠高(35860公里),因此也更安全,這點也很重要~

總的來說:為了能夠儘早發揮導航作用,北斗系統的三種衛星,實際上是按照地球同步軌道、地球傾斜軌道、中軌道的順序進行發射部署的(並不太嚴格),甚至傾斜同步軌道衛星發了4顆(規劃3顆)。從理論上來說,只要27顆中軌道衛星部署完成,就能實現全球任意地點、任意時刻的定位,但是地球同步軌道、地球傾斜軌道兩部分衛星主要覆蓋中國及周邊國家,對於提高國內的定位精度和提供特殊服務(如衛星短信)有重要作用。事實上,GPS當前在網的衛星不止24顆,而是32顆;而GLONASS實際上有29顆。這些多出來的星除了做備份,還可以增加系統精度。

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軍備解碼

衛星排布方式不同。

GPS是有6條軌道面,每條軌道有4顆衛星,所以共24顆。

俄羅斯的GOLONASS與美國的GPS排布類似。

歐洲的伽利略系統,是3條軌道面,每條軌道9顆衛星,所以是27顆衛星。

我們的北斗脫胎於歐洲的伽利略系統,所以也是27顆衛星。

我國考慮到北斗網需要一定時間建立(原來認為是20年),在初期組網不完整時,可能無法使用。所以設置了3顆過渡時期的衛星,這樣衛星數不夠時也能先服務我國的區域,一共不到10顆我國國土範圍就能有完整信號。這3顆過渡主要是用在斜向同步軌道上。

另外北斗不同於伽利略系統的是,增加一個地球同步軌道,這條軌道上設立了5顆衛星。北斗之所以要設這5顆衛星,則是因為增加了通訊功能,就是有應答機制。這樣北斗能讓不同目標間,相互通知對方自己的位置。

這個功能很重要,比如物流系統,很多貨櫃可能是被自動機械搬運,而操控人員在自己的車輛上巡檢。那麼如果系統都安裝北斗芯片,操控人員可以方便知道各貨櫃都在哪裡,都是怎麼個運動軌跡。GPS做不到,只能知道自己車輛的位置。

最後27+3+5=35顆。


海螺008

請教各位個問題,上週日出門旅遊,雲層很厚,結果北斗只搜到1星,GPS八九個,俄羅斯的3個。這說明什麼問題?難道是我手機支持北斗不好麼?但是天氣好的時候北斗數量還是挺多的。這是為什麼呢


雲73472368


我夢飛翔47

首先是發射和維護的費用不同,發射35顆星費用高45.8%

其次是可靠性低,假設每顆星在一定時間內的故障率是1%,那麼,24顆星全部正常的概率是78.57%,而35顆星全部正常的概率是70.34%


飝164079063

衛星和衛星不同,軌道和軌道不同,功能和功能不同,所以數量不盡相同。在佈局的要求也不,相同的情況下,因為美國的GPS是早於我國的北斗衛星,有些事情是後來者居上。我國的北斗衛星是後發,總結前面的經驗和後天的先進因素加入,衛星的數量自然有差別。


手機用戶71270200883

12+2(南北兩極)=14基,3*7(北斗七星)=21定,總共35星;GPS定位2*12(選)=24星,所以在GPS定位的時候有實時幾星,而北斗不需要;那麼GPS是針對定位控制信號,北斗是針對用戶(群)控制信號。


水中望月Y

這種也叫問題??

同一桌人吃飯,你吃兩碗。別人也得和你一樣吃兩碗???

兩個雖然都是導航類的衛星。但是其所分佈的軌道,分佈的數量,分佈方式不一樣。所以為什麼就要一樣。


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