科学探索菌|GPS还要继续用吗?,中国北斗已比肩美国GPS

2020年6月23日 , 长征三号乙运载火箭在四川西昌卫星发射中心成功将北斗三号最后一颗组网卫星送入预定轨道 , 中国已经拥有全球规模最大的全球卫星导航系统 。 从2000年10月31日的北斗1A卫星 , 这已经是北斗系统第55颗导航卫星 , 也是北斗三号最后一颗全球组网卫星 。
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卫星导航系统始于冷战时期 , 在民用上最著名的就是美国的GPS 。 卫星导航具有全天候、全球覆盖、高精度、应用广泛等特点 , 早已飞入寻常百姓家 , 每部智能手机上都拥有定位功能 , 除了能为你导航 , 还能够用于地理测量 。 一套高精度的卫星导航系统 , 能够使该国在军事上拥有巨大优势 , 属于世界强国的标配 。
目前 , 世界上有4大卫星导航系统 , 分别是美国主导的GPS , 中国主导的北斗 , 俄罗斯主导的格罗纳斯 , 以及欧盟的伽利略 。 俄罗斯与欧盟的全球卫星定位系统 , 由于种种原因发展不顺 , 目前能够与美国GPS匹敌的就是中国北斗了 。 历经20年 , 中国北斗卫星导航系统已经发展到了第3代 , 最初只能用于我国 , 然后拓展至亚太地区 , 现在正式开启全球导航时代 。
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导航卫星类似于广播 , 只需要向地面广播信号就可以了 , 地面接收系统收到多颗卫星的信号后 , 经过一系列复杂的计算 , 然后就知道了自己在地球上的位置 。 在三维空间中定位 , 理论上只需要三个坐标 , 也就是三颗卫星 , 在实际操作中要考虑到时钟之间的误差 , 因此必须引入第4颗卫星 , 这样才能保证定位精度 。 要想实现全球定位 , 在全球任何一个角落必须要同时接收到至少4颗卫星的信号 , 因此至少需要24颗卫星 , 才能实现全球定位 。
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美国的GPS发展至今 , 目前在轨导航卫星有27颗 , 而北斗三号卫星导航系统则由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星 , 共30颗卫星组成 , 北斗3号在规模上已经超过了美国GPS 。 不过 , 老美的技术实力还是很厉害的 , 目前正在计划升级GPS系统 , 到时候在军事上的定位精度将会更高 。
【科学探索菌|GPS还要继续用吗?,中国北斗已比肩美国GPS】目前的高端智能手机通常都支持格罗纳斯、北斗、GPS三大导航系统的信号 , 通常至少能够同时接收到12颗导航卫星的信号 , 通过优势互补 , 能够提高定位精度 , 以及可靠性 。 前些年 , 在市区 , 由于高楼大厦的阻挡 , 定位信号经常不好 , 现在由于天上的导航卫星数量多了 , 已经有了很大的改善 , 这就属于优势互补 。
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在民用上 , 北斗和GPS的定位精度差不多 , 使用差分技术后 , 定位精度最高可达5米 。 美国的GPS运行了很多年 , 对普通民众而言 , 基本上属于免费使用 , 定位精度也还好 , 完全没必要排斥 , 该用还得用 。 但是在军事上 , 能使用自家的 , 尽量使用自家的 , 避免形成依赖性 , 将来卡脖子 , 这种事已经有了前车之鉴 , 就不多说了 。
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