提及全球衛星導航系統，人們最熟悉的莫過於美國的GPS，而北斗全球衛星導航系統，則是我國科技領域中長期發展規劃的16項重大專項之一。
北斗真實實力究竟如何，是被過度高估了嗎？
中國為什麼耗時耗力發展北斗衛星導航系統？
北斗全球系統的建設會有那麼容易嗎？
01: GPS的由來
國際上有一個GNSS（全球導航衛星系統）俱樂部，有四個會員分別是：美國GPS、歐洲伽利略GALILEO、俄羅斯格洛納斯GLONASS、中國北斗COMPASS。
1957 年10月4日，蘇聯發射了全世界第一顆人造地球衛星，開創了人類的空間世紀。後來美國兩位科學家在實驗室發現：這顆衛星的頻率出現了偏移，經研究發現是相對運動引起的多普勒頻移效應。
這兩位科學家還發現如果在地面上架設多部接收機，就可以根據接收到的信號的不同頻差推算出這個衛星的具體位置，於是他們實現了對蘇聯衛星的多普勒定位跟蹤。
而此時美國海軍正愁：如何在五角大樓知道茫茫大海中軍艦的具體位置？於是聯繫兩位科學家說，既然你們能夠發現衛星在哪裡，如果把問題反過來，衛星就能發現你們在哪裡，海軍軍艦定位的問題有思路了！
GPS系統就按這種思路啟動了，全系統在1995年投入運行，現有衛星30顆，分為軍用和民用兩種定位模式，其中民用方式向全球開放。
02: 為什麼要建北斗
GPS是個好東西，對人們生活品質的提升相當大，例如汽車和手機導航就非常重要，人們告別了在紙製地圖上找路的歷史。
GPS對於探險航海就更重要了，關鍵時刻可以救命，這麼好的東西，美國又投入了巨資，居然向全世界免費，難道美國政府是活雷鋒？
GPS是單向通信體制，30顆衛星只管不停地向地面發信號，具體是誰在接收並使用這些信號，它根本不知道，那還怎樣收錢？
如果GPS免費，則一定會在全球形成巨大的市場，依託這套系統會產生新的國際性產業，同時會形成一股強大的國家軟實力，所以說GPS免費是符合美國國家利益的。
GPS 免費對全世界的民生來說是個福利，但在軍事方面卻是個挑戰，美國敵對國家的軍機戰艦上當然也可以安裝，美國人也禁止不了，這對美國是不是一個威脅呢？
其實GPS開放的只是民碼，精度比美國軍方使用的軍碼差了十倍，萬一跟美國打起了仗，如果把GPS民碼給你一停，而你已經依賴 GPS了，連指南針都丟了，那就等著任人宰割。
如果美國不給你停GPS，而是發個欺騙碼，瞄準美國的導彈就可能飛到自己的陣地上，這更加可怕。
所以說，他國的軍備絕不能使用美國的GPS，一旦形成依賴就會像吸毒者一樣無法自拔，必須要發展本國的定位導航系統。
03: 北斗建設的曲折
從上個 世紀70年代七五規劃中提出了“新四星”計劃，隨後提出過單星、雙星、三星、三到五顆星的區域性系統方案，以及多星的全球系統設想，研究、論證、再研究、再論證……從來就沒有停止過。
（一）北斗一代
1991年海灣戰爭把中國人打醒了，美國的GPS在作戰中的應用非常成功，決策層深刻意識到以後打仗沒這東西是真的不行，於是開始啟動雙星定位系統。
只有兩顆星，當然不能像美國GPS那樣搞中軌道的，軌道低、覆蓋面小，兩顆中軌道衛星多數時間會在中國上空以外的地方飛行，那中國大陸還咋用呢？
既然這兩顆衛星是靜止軌道，那就可以與國際通信衛星一樣完成通信任務，於是既能定位又能通信就被設計成為了北斗一代的技術特點，而GPS等其它定位導航系統都是不支持通信功能的。
但定位才是北斗的主要任務，大部分的信道資源都必須讓給定位數據的傳送，所以留給通信的信道資源就很少，它無法完成實時的話音通信，只能完成短信功能。
由於這兩顆星的軌道很高，導致了地面被測物體與衛星的相對速度很低，定位精度自然遠遠比不過GPS，因此通信和定位雖說啥都能幹，但啥性能都不行。
（二）與伽利略計劃的姻緣
於是我們看上了歐洲國家聯合搞的全球定位導航衛星系統計劃，也稱為伽利略計劃，但這個項目實在是太燒錢，歐洲單個國家誰都搞不起。
歐洲有技術但缺錢，而中國也正因為北斗一代不給力而發愁呢，自然是一拍即合，中國很大方的拍了兩個億的入夥費，但中國越來越覺得不對勁。
歐洲居然把日本和印度也拉入夥了，多出點錢倒不是問題，關鍵在於這兩個國家本來是我們在軍事上要防備的，難道要跟他們在國防方面使用相同的系統，於是有了北斗二代系統。
（ 三）北斗二代
我國計劃在2020年前發射35顆衛星，形成全球性的定位導航系統，比GPS還多5顆。
多出的這5顆是在赤道上空的靜止高軌道衛星，主要是完成短信任務的，其它30顆跟美國GPS的30顆一樣，都是中軌道的運動衛星。
北斗二代的規模與GPS相當，申請的軌道和頻率與歐洲伽利略比較一致，這就不可避免地遇到了衛星軌道和頻率爭奪的問題。
國際規則是既不按國家來分，也不按人口來分，而是誰先佔了算誰的。
雖然目前還沒有把35顆衛星佈設全，但亞太地區的北斗二代定位導航網絡已經建起來了，並已投入了使用。
GPS和北斗的中軌道運動衛星都是30顆，它們各在太空上織就了一張網，GPS網眼最密處是在美國上空，北斗二代網眼最密處在中國上空，畢竟為本土提供服務是第一要務。
04: 北斗的未來
我國衛星導航產業現在面臨的重大挑戰是，在面臨全球其他三大系統挑戰的同時，我國行業發展缺乏整體戰略研究。
而衛星導航是名副其實的戰略性新興產業，具有高成長、高效益特點，是小投入、大產出的典型，具有可持續發展的強大潛力，生命期至少50年。
比如我們熟知的手機通訊5G，汽車自動駕駛，地震監測防災，災後應急救災，農林農業科技，電力能源監管，軍事戰備等，北斗的應用特別多。
相信等到35顆衛星發射成功，會更加完善，北斗會帶來更加精彩的表現。
