GPS全球定位系统需要24颗卫星,可是北斗系统陆陆续续发射了远不止24颗了,这是为什么?

追寻jjk


说起GPS,恐怕没有多少人不知道,如今,全球大部分国家都在使用美国提供的定位服务,在我国自己的系统没研发出来以前,可谓吃尽了西方技术排斥的苦头,如今世界上,美国,中国,欧洲,俄罗斯,共四种可以提供全球性定位服务,其他一些国家有的也有自己的定位系统,不过只能实现小块区域定位,例如印度。有人发现一件事,为什么我国的北斗卫星发射了好几十颗还没结束,而美国的GPS却只有区区24颗?

去年,我国北斗与GPS信号兼容的新闻再次引起了讨论的热潮,我国用了短短十几年的时间,完成了这一战略性的武器和服务攻关,在如今,北斗已经将近尾声,计划2020年可以全部完成。

早在08年大地震时,因为美国方面的系统临时关闭,导致我国的一架飞机迷失方向撞在了山崖上,这个事件更加击发了我国研制自己的定位系统的决心,北斗其实最主要的用途是在军事方面,如今的导弹,飞机,全都要靠定位系统来指引,如果一直使用别人的服务,在战时可能会处于被动地位,其实GPS的24颗卫星只是最基本的数量,可以做到覆盖全球97%的地方,事实上如今GPS有32颗卫星,而我国的北斗实际上24颗也能满足需求,反正发射更多的卫星,可以做到其他特殊的服务,比如卫星电话,再者,多出来的卫星可以用来备用,还可以提高定位精准度,有备无患。


楠竹一


简单地说,GPS系统由24颗卫星构成,而北斗三代导航系统由35颗卫星构成。而且,在北斗三代系统之前,还有北斗一代、北斗二代。准确地说,到目前(2018年10月24日)为止北斗卫星已经总共发射了40颗,但离建成北斗三代系统,还需要再发射19颗北斗卫星。

下面来详细地说一说这两种系统吧。

GPS 卫星导航系统

24颗卫星的GPS卫星星座

GPS 卫星导航系统由美国政府于 20 世纪 70年代开始进行研制,并于 1994 年全面建成。可为地球表面绝大部分地区(98%)提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。

GPS系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。GPS的空间部分是由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成,它位于距地表70700 公里的上空,均匀分布在6个轨道面上。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星。只要超过 3 颗卫星(含 3 颗),就能及时定位出用户端在地球上所处的位置及海拔高度,能收到的卫星数量越多,确定出来的位置就越精准。

GPS 信号分为军规的精确定位服务(PPS)和民用的标准定位服务(SPS)两类。由于 SPS无须任何授权即可任意使用,原本美国因为担心敌对国家或组织会利用 SPS 对美国发动攻击,故在民用讯号中人为地加入选择性误差(即 SA 政策)以降低其精确度,使其最终定位精确度误差约为 100 米左右;然而,军规的精度误差却在 10米以下。2000 年以后,美国政府决定取消对民用讯号的干扰。因此,现在民用 GPS 的定位精度也可以达到 10 米左右的误差。

为进一步提高定位精度,采用差分技术,建立基准站(差分台)进行 GPS 观测,并将已知的基准站精确坐标,与观测值做对比,从中得到一个修正数,再对外发布,当接收机收到该修正数后,与自身的观测值进行对比,消除大部分误差,得到一个较为准确的位置。实验表明,利用差分 GPS,其精度误差可提高到 5 米。

“北斗”卫星导航系统

北斗三号全球卫星导航星座

“北斗”卫星导航系统是继美国GPS和俄罗斯“格洛纳斯”之后第三个成熟的卫星导航系统。系统于 1994 年开始建设,2012 年 12 月27 日起正式提供亚太区连续导航定位与授时服务。

“北斗”建设分为如下三步走:

第一步是试验阶段,即用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务,为 “北斗”卫星导航系统建设积累技术经验、培养人才,并研制相关的地面应用基础设施设备等,也就是常说的“北斗一号”。“北斗一号”总共发射四颗实验卫星,能够在中国大部分地区进行有源被动式定位与短报文收发。就性能来说, “北斗一号”和美国 GPS 系统相比差距还比较大。

第二步是到 2012 年,完成发射 10 多颗卫星,建成覆盖亚太区域的卫星导航定位系统,即“北斗二号”区域导航系统。目前,第二步建设目标已经完成,按计划实现了亚太地区的区域导航。“北斗二号”克服了 “北斗一号”系统存在的缺点,能提供海、陆、空全方位的导航定位服务。无论是导航方式还是覆盖范围上,都和美国的 GPS 非常类似,而且有着 GPS、“格洛纳斯”和 “伽利略”系统无法比拟的独特优势,就是增加了短报文功能。

系统能提供开放服务和授权服务。开放服务是指在服务区内为用户提供免费的定位、测速和授时服务,其定位精度误差能达到 10 米;授权服务是向授权用户提供更加安全的定位、测速、授时、通信服务以及系统完好性信息,根据授权级别区分不同精度,伴随地基增强系统的建设使用,可使实时定位误差降低到一两米,非实时定位精度甚至达到 “毫米级”。

第三步是到 2020 年,建成由5颗地球静止轨道和 30 颗地球非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统。

采用三种轨道卫星组成的混合星座,抗遮挡能力强;在导航信号上可以提供多频信号,通过信号组合提高服务精度。实现全球范围内的无盲区导航。定位精度达到2. 5~5米;测速精度为 0. 2米/秒;授时精度为20 纳秒; 短报文字数也得到增加。组网完成以后,通信盲区极少,精度与 GPS 相当。

2018年10月15日12时23分,中国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第39、40颗“北斗”导航卫星。这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星,是我国北斗三号系统第15、16颗组网卫星。

到目前,我们的北斗卫星已经发射了40颗,但这其中有些属于北斗一代,有些属于北斗二代,属于三代的只是第16颗,距离三代北斗卫星全部组网的35颗还有距离。根据计划,后续还将发射两颗中圆地球轨道卫星和一颗地球同步轨道卫星,于年底前建成基本系统,为“一带一路”沿线国家提供服务。到2020年底,将建成世界一流的北斗三号系统,提供全球服务。


洪良


老是有人说北斗现在还不能用,一直用GPS,我只能说不是北斗不行,而是你手机不行。我用华为mate10pro搜出GPS卫星有8颗左右,最多有10颗,北斗卫星也是8颗左右,而我用最新的华为mate20pro搜到的GPS卫星也是8颗左右,北斗卫星最多却达到了13颗。所以不是北斗还不能用,是你手机问题,硬件不支持接收北斗信号,发射再多的卫星你也一样用不到,一样会有人喷,就算手机支持也不能说明什么,还要看硬件的好坏,比如灵敏度,接收信号能力,先进程度等,国产手机基本上都支持北斗,但支持也是分等级的,因为硬件有好有坏,华为可以说是国产的典范,就比如一个人的学习成绩有好有坏,能力也有大小之分,你不能因为你学习成绩不好你就说这个老师教学不行。去年的华为mate10pro都能收到8颗卫星,而今年的华为mate20pro再次升级达到了13颗,卫星的多少决定了导航的精度,华为手机贵也不是没有原因。

还有,很多人说北斗已经发射了41颗卫星了为什么不能用,你要知道41颗包含北斗一代二代三代,一代那几颗是试验卫星,看清楚了是试验卫星,是不能用的,第二代十几颗也有部分试验卫星,验证各种数据,可行性,积累技术经验等。剩下的也是部分卫星寿命到期,技术落后,功能不完善,需要升级替补,就这样北斗三号出来了。就像手机,你能说5年前的手机硬件和各种性能和现在的手机一样吗?美国也一样,卫星寿命到期同样要换掉。

有的人可能正在用的是北斗导航,却睁眼说瞎话用的是GPS,地图又不会告诉你用的是北斗还是GPS,不要以为看到GPS这3个字母就以为是美国的,GPS是全球定位系统的英文缩写,但这不是特指是美国的,也可以是中国的北斗,俄罗斯格洛纳斯,或者欧洲的伽利略。可能是美国最先建成的导航,所以干脆取名GPS。这和美国航母命名类似,小鹰级航母是一个级别,第一艘就叫小鹰号,尼米兹级也是一个级别,第一艘就叫尼米兹号,最新的福特级也是一样。




踏浪归来5


北斗三代比美国性能好,但在2017年9月才开始发射,到今年预计有18个,全球组网需要24个。之前发射的是一代星和二代星,别瞎扯蛋,中国航天科技人员天天加班追赶美国,这活可不是搬砖。


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