美国的GPS系统需要20多颗卫星,而中国的北斗系统需要50多颗卫星,几乎翻了一番。
这背后的原因是什么? 是技术差距还是其他原因? GPS和北斗,两者有区别吗? 让我们一起来看看制导系统的演变。
导航和定位技术的快速发展源于冷战时期的太空竞赛。 1950年代,美国和苏联在太空领域争夺优势。
苏联在1957年成功发射了人造卫星,领先于美国,给美国施加了压力,并决定全力以赴追赶。 1969年,美国阿波罗11号成功将第一颗载人月球送上月球,太空竞赛进入高潮。
为了取得胜利,两国在空间技术研发方面投入了大量资金和人力资源,导航定位技术也在这一背景下迅速发展。 "
冷战结束后,美国得以全力以赴发展太空技术。 到1994年,全球定位系统导航卫星24颗成功发射,建立了全球定位网络。
GPS系统为美国提供了重要的战略优势,其高精度导航数据可用于军事行动,同时,美国也利用GPS技术对其他国家施加压力。
例如,在当年的“银河”号事件中,1993年,中国货船银河号在海上航行,但美国突然袭击,声称该船装载了违禁物品。
他们以此为借口,要求我们的船只接受他们的检查。 这个要求可以说是相当不合理的,一是没有美方所说的机上违禁物品; 其次,美国无权任意检查另一个主权国家的船只,更不用说这些水域不在美国管辖范围内了。
面对美国的无理要求,我方保持冷静,但银河号的GPS信号被直接关闭,使其被困在原地,被迫接受检查。 虽然美国最终没有发现任何问题,但这是对我国尊严和安全的严重侵犯。
因此,我们开始自主研发北斗导航系统,为国家的安全和尊严保驾护航。中国自主研发的北斗导航系统“中国天骄”将成为我们的骄傲。
1994年,我国自主研发的北斗卫星导航系统正式开始运行,旨在突破核心技术,摆脱对外部导航系统的依赖。 北斗系统是全球第四个卫星导航系统,与GPS、GLONASS、伽利略等系统不同,北斗在设计上采用混合轨道布局,包括地球静止轨道、倾斜地球同步轨道和中圆形地球轨道,是提高亚太地区覆盖范围的创新设计。
北斗系统由空间段、地面段和用户段组成,为中国和全球用户提供全球导航、定位和授时服务。
北斗卫星导航系统由位于不同轨道的多颗卫星组成,24小时为全球用户提供精准导航服务。 地面站负责对卫星的监管,用户终端接收和使用北斗导航信号。
北斗系统在军民两用领域都发挥了重要作用,确保了北斗系统为公众提供更加准确可靠的导航定位和时间同步服务。
无论是在日常生活中使用导航软件,还是使用出租车等,北斗系统的存在都离不开。 其优良的性能和服务质量也得到了国际社会的广泛认可。
2014年,联合国正式承认北斗系统为全球卫星导航系统。 北斗系统的建立和运行,标志着我国航天技术领域的重大突破,摆脱了对其他国家导航系统的依赖,提高了我国的科技实力和国防能力。
北斗制度是中华民族自力更生、自力更生的象征,将在人类文明的进步中发挥重要作用。 那么,为什么中国的北斗卫星比美国的GPS多几十颗呢?
中国北斗系统和美国GPS系统的卫星数量和轨道布局不同。 美国GPS在20世纪70年代开始部署,当时距地球表面2万公里的中圈轨道基本空无一人,美国已成功占领了6个轨道,每个轨道有4颗卫星,从而实现了全球覆盖。
然而,中国北斗系统最早的试验卫星直到2000年才发射升空,因此将其部署在已经被GPS等系统占据的中圈轨道上是非常具有挑战性的。
为了防止信号干扰和碰撞风险,北斗选择了更高的212-2.140,000公里的轨道虽然离地面较远,但轨道周期较长,因此需要更多的卫星来保证信号的传输。
此外,北斗系统还拥有独特的地球同步轨道和倾斜同步轨道卫星,以实现更多的导航增强功能。 位于 36万公里地球同步轨道上的五颗卫星提供了独特的短消息通信服务,这是北斗系统的一大特点,可以实现灾区救援短信和应急通信等功能。
北斗系统,由于采用了三颗斜向同步轨道卫星,定位精度可以提高到米级甚至分米级,这使得北斗系统能够提供高精度的增强服务,而GPS系统则无法提供这样的功能。
此外,北斗系统还预留了一定数量的备用卫星,用于新技术测试和老化卫星的更换,这也是北斗系统需要更多的卫星的原因。
相比之下,美国的GPS技术已经成熟,24个基本够用了,而我国的北斗还需要不断改进和升级,备份资源尤为必要。
从军事导航功能来看,北斗系统为我国幅员辽阔、地形复杂提供了更全面的支撑,需要增加一些高倾角卫星来弥补覆盖的空白区域,这也是北斗系统中卫星数量多于GPS的原因。
那么,为什么我们选择使用北斗系统,而不是美国免费开放的GPS呢?
作为全球导航的领导者,GPS免费向全球用户开放,为推动人类社会的进步发挥了巨大作用。 然而,GPS使用的单向广播系统就像一个人不停地说话,没有办法知道他周围是否有观众在听。
这是由于技术限制,无法向用户收费。 虽然GPS可以连续发送信号,但它无法知道谁在使用和受益。
如果收取费用,则必须对现有的单向广播系统进行翻新,并且必须引入反馈回路,以使卫星能够跟踪地面用户。 这将使系统更加复杂和昂贵。
其次,开放GPS意味着一个巨大的全球市场,对美国的经济发展有重大影响。 GPS产生的各种新技术、新产品、新服务将成为经济增长的关键。
收费可能会抑制市场扩张,增加企业成本,增加消费者负担,进而影响经济发展。 因此,自由开放的GPS可以最大限度地发挥其潜力,增强美国的软实力。
虽然美国的GPS系统是自由开放的,但它可能对其他国家的军事安全构成潜在威胁。 在银河系事件,甚至海湾战争中,美国的GPS技术为士兵提供了无所不在的上帝观,使他们能够清楚地知道自己在哪里以及敌人藏在哪里。
因此,其他国家可能会受到美国的控制。 更糟糕的是,美国可能随时切断用户的信号,这可能会对高度依赖GPS的国家产生严重影响,无论是在军事行动中还是在日常生活中。
卫星导航系统的研发绝非易事,需要投入大量资金,克服许多技术难关,但我国可以应付。