爲什麼美國僅用24顆衛星,就能覆蓋全球,而中國北斗要發射39顆?
前言
北斗挑戰GPS地位?外媒又在外交部例行記者會上對北斗發難,而發言人一句“中國的北斗,也是世界的北斗”巧妙地化解了對方的“陷阱”。
在中美競爭的大背景下,GPS和北斗的比較也被看做是兩國比拼的一部分。
當看到美國僅用24顆衛星就完成組網,而中國卻需要39顆時,也有人心生疑惑:我們的技術還沒有趕上嗎?
信息來源:參考消息 2025年5月23日 《北斗挑戰GPS?中方回應》
GPS的24星神話
美國作爲全球科技強國,在航天領域起步早、技術實力雄厚,自然在GPS系統建設過程中佔據了先發優勢。
當時,全球衛星導航領域幾乎是一片空白,美國能夠自由選擇最優的衛星軌道和佈局方案,以較少的衛星數量實現全球覆蓋,滿足其軍事和民用需求。
同時它還在全球範圍內推廣其技術和標準,鞏固其在衛星導航領域的主導地位。
美國第一個建立全球衛星定位系統
所以當我們先觀美國的GPS系統,可以很清楚地知道它採用較爲單一的中圓地球軌道佈局。
這種經過精密計算的佈局,如同爲地球量身定製的“定位外衣”。
美國發射的這24顆衛星分佈在地球軌道中最合適的位置,無論是衛星的分佈、間隔,亦或是高度,都不是隨意制定的。
信息來源:中國工程院院刊 《美國GPS的前生今世》
這種佈局方式經過了精心的設計和計算,美國人得出這樣的衛星分佈爲“最佳選擇”,可以覆蓋全球絕大多數位置。
而這種先發優勢帶來的“黃金佈局”,也讓GPS用最少的衛星數量達成了最廣泛的覆蓋,成爲衛星導航領域的經典案例。
很顯然,對方因爲科技發展比較早,做了“第一個喫螃蟹的人”,那麼後來者就沒有那麼多好位置選擇了。
北斗的39星之路
我們既沒有先發優勢,1994年建立之初也沒有強大的科研能力做基礎,還要面對美國“使絆子”。
面對技術封鎖、資金短缺等重重困境,中國科研團隊選擇了一條充滿挑戰的自主創新之路,即“三步走”發展戰略。
從北斗一號解決中國本土“有無”問題,到二號覆蓋亞太地區,再到三號實現全球組網,每一步都凝聚着中國突破技術壁壘的決心與智慧。
北斗系統最後一顆衛星發射場面
爲了實現區域重點覆蓋和全球服務的目標,我國同時考慮到不同發展階段的技術水平和實際需求。
北斗在建設過程中通過逐步增加衛星數量,完善星座佈局,以提供更加穩定、可靠、精準的服務。
我們採用了完全不同於美國的定位思路,其中24顆中圓地球軌道衛星承擔全球基本導航服務,如同“全球定位的基石”,
5顆地球靜止軌道衛星,能夠對中國及周邊地區進行定點服務,增強該區域的信號強度和精度。
而傾斜地球同步軌道與地球赤道平面有一定夾角,其中包含3顆衛星,運行週期與地球自轉週期相同。
這些衛星覆蓋範圍大,能有效彌補中圓地球軌道衛星的空隙,進一步提升對亞太地區的覆蓋效果。
它直接通過地球靜止軌道衛星和傾斜地球同步軌道衛星的配合,使得北斗在亞太地區的信號強度和精度表現尤爲突出,相比GPS更具優勢。
因此中國北斗採用複雜混合軌道佈局,自然也需部署更多衛星,以保障全域覆蓋與功能實現。
信息來源:環球網 2024年11月29日 《運行穩定、性能優異、精度高!看中國北斗有多強》
北斗多元服務的跨越
北斗系統雖衛星數量可觀,但這並非技術短板,反而是立足中國及亞太地區需求的創新設計,在區域服務與功能多樣性上獨具優勢。
與主要爲滿足美國軍方需求,後拓展民用的GPS系統不同,北斗功能設計更爲豐富多元。
美國出於對國家整體戰略的考慮,GPS的功能設置大多偏向于軍事和航天,民用領域也僅僅是汽車和船運等爲經濟服務的領域。
而北斗就完全不同,不僅實現了對全球的覆蓋,在對整個亞太地區的精度方面還要遠超於GPS。
在功能拓展方面,北斗集成了短報文通信、星基增強等特色功能,在應急救援、遠洋通信等場景中發揮不可替代的作用。
西藏日喀則地震爲何能夠那麼快定位地震源,並根據地震源去調配最快速的救援力量,北斗的功勞功不可沒。
不僅僅是地震,所有的自然災害後救援,我們都能信任北斗,再也不會出現汶川地震時需要救援部隊盲跳建立信號的情況了。
汶川地震期間 15位軍人盲跳進入震中區域
這些差異化功能的實現,不僅僅需要更多衛星構建起復雜而精密的系統架構,也需要決策層對人民生命財產安全的守護之心。
如今,北斗已經深入走進了大衆的生活,成爲大家重要的“科技助手”。
在交通領域,公交車、出租車等運營車輛均搭載北斗設備,助力交管部門高效調度,提升運輸安全與通行效率。
物流行業則選擇藉助北斗技術實現貨物全流程追蹤,爲客戶帶來可視化服務體驗。
即使在偏遠山區、茫茫海洋等傳統信號覆蓋薄弱區域,北斗的信號質量也顯著提升,有力保障了這些地區用戶對衛星導航服務的正常使用。
這些新動態不僅展示了北斗系統的強大實力和廣闊應用前景,也爲我們進一步探討北斗衛星數量問題提供了背景和基礎。
而支撐這些多樣化應用場景的背後,依舊是龐大且精密的衛星體系,爲滿足高精度定位及多元服務需求,北斗系統需要不斷擴充衛星數量,構建更完善的星座佈局。
不同軌道類型、功能特性的衛星協同運作,共同打造出功能完備、服務覆蓋全球的衛星導航體系。
結語
近年來,科技發展日新月異,我國北斗系統也在與時俱進,持續迭代升級。
從24顆到39顆,數字的背後是中美衛星導航系統不同發展路徑的生動寫照。
北斗用39顆衛星書寫的,不僅是中國衛星導航事業的崛起傳奇,更是一個大國在科技領域自力更生、追求卓越的堅定信念。
在浩瀚宇宙中,北斗衛星閃耀的光芒,正照亮中國科技自立自強的未來之路,也爲全球衛星導航事業的發展貢獻着中國智慧。