GPS全球定位系統需要24顆衛星,可是北斗系統陸陸續續發射了遠不止24顆了,這是為什麼?

追尋jjk


說起GPS,恐怕沒有多少人不知道,如今,全球大部分國家都在使用美國提供的定位服務,在我國自己的系統沒研發出來以前,可謂吃盡了西方技術排斥的苦頭,如今世界上,美國,中國,歐洲,俄羅斯,共四種可以提供全球性定位服務,其他一些國家有的也有自己的定位系統,不過只能實現小塊區域定位,例如印度。有人發現一件事,為什麼我國的北斗衛星發射了好幾十顆還沒結束,而美國的GPS卻只有區區24顆?

去年,我國北斗與GPS信號兼容的新聞再次引起了討論的熱潮,我國用了短短十幾年的時間,完成了這一戰略性的武器和服務攻關,在如今,北斗已經將近尾聲,計劃2020年可以全部完成。

早在08年大地震時,因為美國方面的系統臨時關閉,導致我國的一架飛機迷失方向撞在了山崖上,這個事件更加擊發了我國研製自己的定位系統的決心,北斗其實最主要的用途是在軍事方面,如今的導彈,飛機,全都要靠定位系統來指引,如果一直使用別人的服務,在戰時可能會處於被動地位,其實GPS的24顆衛星只是最基本的數量,可以做到覆蓋全球97%的地方,事實上如今GPS有32顆衛星,而我國的北斗實際上24顆也能滿足需求,反正發射更多的衛星,可以做到其他特殊的服務,比如衛星電話,再者,多出來的衛星可以用來備用,還可以提高定位精準度,有備無患。


楠竹一


簡單地說,GPS系統由24顆衛星構成,而北斗三代導航系統由35顆衛星構成。而且,在北斗三代系統之前,還有北斗一代、北斗二代。準確地說,到目前(2018年10月24日)為止北斗衛星已經總共發射了40顆,但離建成北斗三代系統,還需要再發射19顆北斗衛星。

下面來詳細地說一說這兩種系統吧。

GPS 衛星導航系統

24顆衛星的GPS衛星星座

GPS 衛星導航系統由美國政府於 20 世紀 70年代開始進行研製,並於 1994 年全面建成。可為地球表面絕大部分地區(98%)提供準確的定位、測速和高精度的時間標準。

GPS系統由空間部分、地面監控部分和用戶接收機三大部分組成。GPS的空間部分是由21顆工作衛星和3顆備用衛星組成,它位於距地表70700 公里的上空,均勻分佈在6個軌道面上。衛星的分佈使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的衛星。只要超過 3 顆衛星(含 3 顆),就能及時定位出用戶端在地球上所處的位置及海拔高度,能收到的衛星數量越多,確定出來的位置就越精準。

GPS 信號分為軍規的精確定位服務(PPS)和民用的標準定位服務(SPS)兩類。由於 SPS無須任何授權即可任意使用,原本美國因為擔心敵對國家或組織會利用 SPS 對美國發動攻擊,故在民用訊號中人為地加入選擇性誤差(即 SA 政策)以降低其精確度,使其最終定位精確度誤差約為 100 米左右;然而,軍規的精度誤差卻在 10米以下。2000 年以後,美國政府決定取消對民用訊號的干擾。因此,現在民用 GPS 的定位精度也可以達到 10 米左右的誤差。

為進一步提高定位精度,採用差分技術,建立基準站(差分臺)進行 GPS 觀測,並將已知的基準站精確座標,與觀測值做對比,從中得到一個修正數,再對外發布,當接收機收到該修正數後,與自身的觀測值進行對比,消除大部分誤差,得到一個較為準確的位置。實驗表明,利用差分 GPS,其精度誤差可提高到 5 米。

“北斗”衛星導航系統

北斗三號全球衛星導航星座

“北斗”衛星導航系統是繼美國GPS和俄羅斯“格洛納斯”之後第三個成熟的衛星導航系統。系統於 1994 年開始建設,2012 年 12 月27 日起正式提供亞太區連續導航定位與授時服務。

“北斗”建設分為如下三步走:

第一步是試驗階段,即用少量衛星利用地球同步靜止軌道來完成試驗任務,為 “北斗”衛星導航系統建設積累技術經驗、培養人才,並研製相關的地面應用基礎設施設備等,也就是常說的“北斗一號”。“北斗一號”總共發射四顆實驗衛星,能夠在中國大部分地區進行有源被動式定位與短報文收發。就性能來說, “北斗一號”和美國 GPS 系統相比差距還比較大。

第二步是到 2012 年,完成發射 10 多顆衛星,建成覆蓋亞太區域的衛星導航定位系統,即“北斗二號”區域導航系統。目前,第二步建設目標已經完成,按計劃實現了亞太地區的區域導航。“北斗二號”克服了 “北斗一號”系統存在的缺點,能提供海、陸、空全方位的導航定位服務。無論是導航方式還是覆蓋範圍上,都和美國的 GPS 非常類似,而且有著 GPS、“格洛納斯”和 “伽利略”系統無法比擬的獨特優勢,就是增加了短報文功能。

系統能提供開放服務和授權服務。開放服務是指在服務區內為用戶提供免費的定位、測速和授時服務,其定位精度誤差能達到 10 米;授權服務是向授權用戶提供更加安全的定位、測速、授時、通信服務以及系統完好性信息,根據授權級別區分不同精度,伴隨地基增強系統的建設使用,可使實時定位誤差降低到一兩米,非實時定位精度甚至達到 “毫米級”。

第三步是到 2020 年,建成由5顆地球靜止軌道和 30 顆地球非靜止軌道衛星組網而成的全球衛星導航系統。

採用三種軌道衛星組成的混合星座,抗遮擋能力強;在導航信號上可以提供多頻信號,通過信號組合提高服務精度。實現全球範圍內的無盲區導航。定位精度達到2. 5~5米;測速精度為 0. 2米/秒;授時精度為20 納秒; 短報文字數也得到增加。組網完成以後,通信盲區極少,精度與 GPS 相當。

2018年10月15日12時23分,中國在西昌衛星發射中心以“一箭雙星”方式成功發射第39、40顆“北斗”導航衛星。這兩顆衛星屬於中圓地球軌道衛星,是我國北斗三號系統第15、16顆組網衛星。

到目前,我們的北斗衛星已經發射了40顆,但這其中有些屬於北斗一代,有些屬於北斗二代,屬於三代的只是第16顆,距離三代北斗衛星全部組網的35顆還有距離。根據計劃,後續還將發射兩顆中圓地球軌道衛星和一顆地球同步軌道衛星,於年底前建成基本系統,為“一帶一路”沿線國家提供服務。到2020年底,將建成世界一流的北斗三號系統,提供全球服務。


洪良


老是有人說北斗現在還不能用,一直用GPS,我只能說不是北斗不行,而是你手機不行。我用華為mate10pro搜出GPS衛星有8顆左右,最多有10顆,北斗衛星也是8顆左右,而我用最新的華為mate20pro搜到的GPS衛星也是8顆左右,北斗衛星最多卻達到了13顆。所以不是北斗還不能用,是你手機問題,硬件不支持接收北斗信號,發射再多的衛星你也一樣用不到,一樣會有人噴,就算手機支持也不能說明什麼,還要看硬件的好壞,比如靈敏度,接收信號能力,先進程度等,國產手機基本上都支持北斗,但支持也是分等級的,因為硬件有好有壞,華為可以說是國產的典範,就比如一個人的學習成績有好有壞,能力也有大小之分,你不能因為你學習成績不好你就說這個老師教學不行。去年的華為mate10pro都能收到8顆衛星,而今年的華為mate20pro再次升級達到了13顆,衛星的多少決定了導航的精度,華為手機貴也不是沒有原因。

還有,很多人說北斗已經發射了41顆衛星了為什麼不能用,你要知道41顆包含北斗一代二代三代,一代那幾顆是試驗衛星,看清楚了是試驗衛星,是不能用的,第二代十幾顆也有部分試驗衛星,驗證各種數據,可行性,積累技術經驗等。剩下的也是部分衛星壽命到期,技術落後,功能不完善,需要升級替補,就這樣北斗三號出來了。就像手機,你能說5年前的手機硬件和各種性能和現在的手機一樣嗎?美國也一樣,衛星壽命到期同樣要換掉。

有的人可能正在用的是北斗導航,卻睜眼說瞎話用的是GPS,地圖又不會告訴你用的是北斗還是GPS,不要以為看到GPS這3個字母就以為是美國的,GPS是全球定位系統的英文縮寫,但這不是特指是美國的,也可以是中國的北斗,俄羅斯格洛納斯,或者歐洲的伽利略。可能是美國最先建成的導航,所以乾脆取名GPS。這和美國航母命名類似,小鷹級航母是一個級別,第一艘就叫小鷹號,尼米茲級也是一個級別,第一艘就叫尼米茲號,最新的福特級也是一樣。




踏浪歸來5


北斗三代比美國性能好,但在2017年9月才開始發射,到今年預計有18個,全球組網需要24個。之前發射的是一代星和二代星,別瞎扯蛋,中國航天科技人員天天加班追趕美國,這活可不是搬磚。


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