四十五顆“北斗”衛星群組網!美國GPS壟斷玩不轉了

上週五,我國在西昌衛星發射中心用長征三號丙運載火箭,成功發射了第四十五顆北斗導航衛星。至此,我國北斗三號的衛星定位系統,在數量上已經超越GPS,並且掌握了覆蓋全球能力!中國人自主的定位網絡將很快普及全球,在全球範圍全天候、全天時,為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務。

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45顆衛星 一張網 整個世界!

為了擁有中國自己的全球衛星定位系統,中國航天人經歷了太多的不易與艱辛。由於西方對中國航天事業的猜忌與敵意,我國在研發北斗的過程中,大部分技術都無法得到外部的幫助與借鑑。甚至連頻率,信號段都一度被歐洲人爭奪。在經歷了三代航天人的青春與付出,上百次的精準發射,多次國際組織間的據理力爭後,我們才迎來了“北斗”衛星定位系統的成功。這麼一個美國早已向全世界開放,人人都可以免費使用的衛星定位服務。為什麼中國要不惜艱難險阻,硬是要發展自主的技術呢?這事要從世界上最早的定位系統———美國GPS系統說起!

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美國GPS系統已成熟運營數十年

在移動互聯和個人智能終端高速發展的今天,我們身邊被各種電子設備環繞著。我們享受科技便利的同時,這些服務也直接或間接的收取著費用。然而有一項我們依賴多年的科技服務,卻始終默默保持著免費————這就是美國GPS(全球衛星定位系統)。無論是飛機船舶汽車導航,還是打的共享單車和叫外賣。今天的我們已經離不開這種,依靠衛星不間斷定位的技術。不過,這項服務可不是真的不花錢!只是對於我們使用者免費了而已。其實GPS的開支一直由美國政府承擔著,美國納稅人每天就要花費兩百多萬美元,單是用於維持系統的運作與維護。這麼個虧本買賣,為什麼美國人願意一直幹呢?

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衛星衛星我在哪

讓我們回到1964年,美國軍方開始組建早期的衛星定位系統。在那個冷戰正酣的年代,開發這種系統當然是為了用於軍事!最初發射的6枚衛星,讓美國人初步獲得了敵我戰艦,飛機,潛艇的定位信息。在冷戰中,能夠準確掌握敵我位置這些訊息,就足以在戰爭中獲得先機。隨著技術的發展,美國在1978年開始組建第一個覆蓋全球的衛星定位網絡——NAVSTAR。一共有11枚這種衛星被送入了繞地軌道。除了第7枚(NAVSTAR 7)發射失敗之外,剩下的衛星很快完成了組網定位。美國航天局藉此獲得大量經驗後,第二批由24顆衛星組成的第二代衛星定位系統,很快被研發出來。這一代的系統定位精確,反應靈敏。今天我們所熟悉的GPS開始初具雛形!

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第一代全球定位衛星——NAVSTAR

這些定位衛星飛行的軌道,覆蓋整個地球的上空。能保證在地上任何時間地點,都有至少4顆衛星實施定位。根據衛星與使用者相對位置的三維數據,就可以計算出使用者所處的位置,行進方向,速度及海拔等訊息。定位衛星以每小時14000公里的速度高速飛行,並不斷用所攜帶的原子鐘修正與地面的時間差。通過複雜的時間,空間,位置訊息換算,GPS系統可以把定位誤差縮小到數米之內。

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同時在位的衛星數量越多 定位信息就越準確

不過這麼便利的定位系統,直到80年代還只是一項昂貴的軍用技術——畢竟美國人也擔心,這麼好用的技術一旦放開民用,被敵對國家抄了家可怎麼辦!直到冷戰中發生的一場悲劇,改變了一切!

1983年,蘇聯空軍一架蘇15戰鬥機,擊落了一架誤入其領空的韓國波音707民用客機。飛機被空空導彈擊中後,墜入大海解體。機上16個國家和地區的269名乘客與機組人員全部遇難。悲劇發生後,冷戰大國間圍繞這次誤擊的責任開始了扯皮。不過人們很快意識到,如果當時客機能擁有更好的定位技術,就可能避免誤入蘇聯領空。為了避免更多悲劇發生,時任美國總統里根宣佈,GPS定位系統向全世界開放,而且費用全免!

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SU15的這次誤擊 讓它一夜成為擊落平民最多的機種

當然了,冷戰時期的美國對技術公開也留了一手——民用衛星信號經過軍方的技術干擾,定位訊息會被小範圍打亂,形成約100米的誤差。這樣的誤差在當時足以民用,但是無法用於精確的軍事打擊。這是為了保證美國軍隊在戰時,仍然擁有精確定位的優勢

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海灣戰爭中 美軍已經開始依賴GPS進行夜間調度與協調

不過隨著民用科技發展,車載導航等定位服務的出現。美國商業企業和民眾也越來越不滿足於100米的定位精度。政客們開始遊說政府解除誤差干擾,提高民用GPS的精度!2000年,克林頓總統終於簽發命令,宣佈解除軍方對GPS的干擾。至此,全世界用上了高精度定位系統,而美國政府的這一舉措,其實也是看中了其中巨大的商業潛力。

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現代社會離不開精確定位服務 國家經濟和國防更是嚴重依賴

不過美國人提供這樣的便利,顯然不只是為了做慈善而已。如果你一旦與美國關係緊張,兵戎相見的美國人就會立刻收回GPS這個“免費的午餐”!在兩次伊拉克戰爭中,美軍都對伊拉克當局的GPS信號進行了干擾,讓所有定位系統瞬間失靈。1991年,多國部隊坦克向薩達姆的共和國衛隊裝甲師進攻前,美軍還實施了電磁波全頻道阻塞干擾!

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電磁干擾配合鋪天蓋地的空襲 讓多國部隊的裝甲師得以長驅直入

這樣的軍事行動,讓世界許多國家認識到,只要美國人想動手,隨時都可以屏蔽任意對象的定位服務。無論是出於商業目的,還是軍事目的,這樣的做法都將是毀滅性的。現代社會關鍵技術受制於人,是一個經濟軍事大國無法忍受的。

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伊拉克部隊撤退途中被聯軍定位 慘遭空襲全滅的著名死亡公路

於是,包括中國在內的歐盟,俄羅斯甚至印度,日本,都開始發展自己的定位系統。今天我們的北斗打破美國的壟斷,成為第一個動搖美國GPS在全球地位的系統。這說明全球衛星定位的核心技術,已經牢牢掌握在中國人自己的手中。別國再也不能用這項技術,來卡我們的脖子了!

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在地球軌道的一眾藍線之中 終於有了一縷縷堅強的“紅”!


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