北斗导航系统作为继GPS之后的第二种全球定位系统,与美国GPS的差距在哪里?为何GPS只用24颗卫星,而北斗却需要55颗呢?

北斗即将完成全球组网

近日,从“两会”上传来一个好消息,那就是我国将在今年6月份于西昌卫星发射中心发射最后一颗北斗组网卫星,届时,我国北斗卫星导航系统将全面建成,成为继美国的全球定位系统(GPS)之后的第二种全球定位导航系统。

北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统,也是继美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”之后的第三个成熟的卫星导航系统。除了这三个导航系统,还有欧盟研制的“伽利略”,四者都是联合国卫星导航委员会已认定的卫星导航系统供应商。但是俄罗斯的“格洛纳斯”和欧盟的“伽利略”还只能实现区域定位,无法实现全球定位。

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为何北斗比GPS的卫星多?

下月发射的卫星是北斗导航系统的第55颗卫星,也是最后一颗卫星,也许有人会疑惑,为什么美国的GPS只需要24颗卫星,就能有与北斗卫星导航系统一样的功能呢?其实两者的工作原理是一样的,北斗导航系统之所以比GPS的卫星数量多,主要有以下几个原因:

一是因为北斗卫星的轨道位置要比GPS高。因为卫星运行是需要卫星轨道的,美国的GPS发展最早,所以占据了“地理位置”最优的近地卫星轨道,根据国际规则,谁先占据就是谁的,我国的卫星只能运行在比GPS更高的轨道上。根据圆周公式就可以知道,轨道越高,周长越长,所需要的卫星数量自然也就越多。

二是因为两者的卫星排布顺序不一样。GPS的卫星分布在6个轨道上,每个轨道4颗卫星,正好24颗。而北斗的布局比较复杂,有30个轨道卫星是运动状态的,还有5个是非运动状态的,30个运动状态卫星当中有27个中轨道卫星和3个倾斜的同步卫星,继续细分下去的话,27个中轨道的卫星,有着3个轨道面,每个轨道面有9个卫星。

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三是因为卫星的更新换代。其实北斗系统只需要35颗,因为我国北斗组网卫星需要升级,而在轨的卫星也因为使用周期问题需要更新换代,所以总发射数量就会比目标数量要多。

北斗与GPS相比有什么优势?

我国的北斗卫星导航系统历经二十年研发,经过无数科研人员的努力,终于要完成全球组网了。而相比发展最早的GPS系统,卫星数量更多的北斗系统有什么优势呢?

第一个优势就是北斗的卫星定位精度更高。北斗采用的是三频信号,通过三个不同频率的信号可以有效消除定位时候产生的误差。据悉,北斗的民用版精度能够达到10厘米,与GPS的军用版相当。

第二个优势是北斗具有短报互文的功能。这个功能就是用卫星发短信,北斗能进行1000字的文字通信,还能传输照片,比通过移动运营商的通讯基站发短信更加方便快捷。而且,在紧急情况下,还能追踪用户位置,方便救援。

第三个优势就是抗干扰能力更强。北斗采用三频定位,多个频率的信号可以在某一个频率信号出现问题的时候改用其他信号,提高定位系统的可靠性和抗干扰能力。

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北斗卫星全球组网完成,对于我们来说最大的好处,就是可以摆脱对美国GPS的依赖,让我国军队的武器有更加安全和精准的定位导航,成为国家安全和经济社会发展的一大助力。