美国GPS24颗卫星能服务全球,北斗却需要35颗,真是因为落后吗?

随着科技的不断进步,各国已逐渐将发展的目光,转向了浩瀚无垠的宇宙。

而在对宇宙的开发中,有一种现代科技的产物,成为各国不能,也不可绕开的存在,那就是卫星。

之所以如此说,主要是因为卫星一直充当着宇宙观测前哨站的角色,它能帮助人类近距离测定太空数据,这无形中加快了人类对宇宙的探索进度。

除此之外,卫星的升空,也预示着一个崭新时代的到来,那就是信息战世纪。

卫星信息战的实现:美国GPS的崛起

而说到卫星所引领的信息战,我们就不得不说到美国引以为傲的GPS系统。

在20世纪90年代初的海湾战争中,美国几乎每一位奔赴前线的士兵,都配备了一部手持的GPS接收器。

起初,士兵们并没有意识到这部机器的作用,但随着交战的开始,大家发现手中的GPS接收器,让部队宛如开了“上帝视角”一般。

不仅能迅速知晓自身所在位置,还能隔空了解伊拉克部队的动向,甚至连对方一兵一卒的调动,都能全方位地展示出来。

于是,在GPS的加持下,美国陆军展现出了超群的作战能力,毕竟,他们在伊拉克本土作战,甚至比伊拉克部队还了解当地地形,

另外,美国导弹部队在GPS的引导下,还实现划时代的精准打击,尤其是美国研制的“战斧”巡航导弹,在GPS的作用下,其制导精度呈几何式的增长,对伊拉克的军事设施,造成了大面积的损害,直接破坏了伊拉克的防御体系。

可以说,美国GPS的运用,震惊了当时的世界诸国,大家由此意识到,信息战的时代真的来临了。

可值得一提的是,GPS卓越的贡献,其实也震惊了美国自己。

因为在海湾战争之前,GPS的开发项目几乎已被美国政府边缘化,不仅裁撤了投入资金,甚至连项目计划也被迫缩水。

比如GPS提出的预想是升空24颗卫星,可在国会的压力下,就被迫降格缩水为18颗,一度濒临项目取消的险境。

不过,GPS在海湾战争中大放异彩后,美国当局随即为GPS项目大开绿灯,从前不被批准的申请,一律得到了批准,本来被裁撤的资金,又增添了数倍重新回到了GPS项目中,而卫星数量,自然也从18颗恢复成了24颗。

在24颗卫星的全方面覆盖下,GPS完成了全球98%区域的覆盖,这意味着,它几乎能够获取到世界每一个角落的信息,这在当时已算是划时代的壮举。

而且,在这种局面下,美国却宣布全面开放了GPS的民用权限,即任何国家的民间都能使用GPS系统进行导航。

此举让不少国家大感意外,纷纷舍弃了自主研发使用起了GPS系统,但显然这就是美国想要达到的目的,那就是让别国都不要研究卫星导航系统。

美国的如此计谋,能够蒙骗过一众小国,对世界大国却是难起到作用,中国、欧盟、俄罗斯仍选择投入大量资金,研究属于自身的导航系统。

由此,便诞生了中国的北斗系统、欧盟的伽利略系统,以及俄罗斯的格洛纳斯系统。

而在这些新兴的导航系统中,我国的北斗系统以绝对的优势力压群雄,成了其中最强的导航系统,甚至在如今时代,已经与GPS形成了正面对抗的局面,令世人尽皆叹服。

不过,在我国导航系统迅速崛起的背后,其实有着一段令国人悲愤的屈辱史。

知耻而后勇:北斗卫星崛起

中国的卫星导航研究,其实从很早以前就已经开始,但碍于资金和发展重心的偏移,一直未能获得技术性突破。

直到一场海湾战争打响,以及“银河号”事件的发生,我国才由此意识到卫星导航的重要性。

1993年7月23日,我国银河号货轮正常驶向伊朗阿巴斯港,但美国却突然发难,宣称银河号货轮上有违禁化学物品,并要求立即停船接受检查。

要知道这里可不是美国领土,银河号怎么可能听从美国调遣,随即选择正常行驶,并不理睬美国的诬陷。

可美国却直接关停了银河号的GPS信号,让银河号在海中失去了定位讯息,为安全起见,银河号只能停在原地,最终被迫接受了美国登船检查的无理要求。

历经一番检查后,银河号上并没有发现任何违禁物,美国又重新放行了银河号,尽管当时世界诸国都站在我国一方,指责美国的霸权行为。

但对于我国而言,这就是受制于人的耻辱,为了能够拥有属于自己的导航,我国当即选择了成方宇院士提出的“双星”计划,即双卫星导航的项目,以此作为北斗卫星系统的第一步。

至于为什么仅仅选择“双星”,而非“十星”,主要也是因为我国在卫星导航领域的经验匮乏,以及当时国内资金的紧张,这才不得已选择“双星”。

而事实也证明,“双星”计划确实存在一定局限性,初代的北斗导航不仅反应迟钝,对地形的反应也不直观,不适宜用于常规导航。

不过,恰在此刻,欧盟的伽利略导航系统刚好立项,欧盟极力邀请世界诸国加入该系统的研发与运用。

于是,本着“众人拾柴火焰高”的原则,我国加入到了伽利略项目的联合开发组中。

然而,令中国没想到的是,伽利略计划对外开放的权限极小,主要开发项目仍掌握在欧洲人手中。

而且,一众参与外围研究的成员国,还要互相共享地形讯息,这意味着,我国需要与印度和日本,这样充满敌意的邻国互通地形讯息,这简直就是授人以柄。

最终,我国在历经种种斗争后,毅然选择退出了联合开发项目,重新回到自主研发的北斗系统上来。

或许是知耻而后勇的动力,我国在回归自主项目后,仅仅十余年时间,就把北斗从仅有两颗卫星的简易导航,变成了拥有35颗卫星的大型导航系统。

不过,有人可能会产生一种疑问:为什么GPS仅需24颗卫星就能完成全球覆盖,北斗却需要35颗卫星呢,是技术落后吗?

北斗的优势:多卫星协作

显然,答案是否定的,北斗之所以需要35颗卫星组网,主要原因有二。

首先是卫星布局不同,美国GPS系统采用的4×6的卫星系统,即架设4条运行轨道,每条轨道配置6颗卫星,共24颗卫星。

而新兴的北斗、伽利略等卫星组,则采用3×9的布局,也就是架设3条运行轨道,每条轨道配置9颗卫星,共27颗卫星,如此布局经过研究,其覆盖率更强,是基于GPS的4×6型布局改进而来的。

其次,则是因为我国卫星的发射时间间隔太长,但卫星的部署寿命却仅有八年,这意味着等27颗卫星全部部署完毕时,第一颗发生的卫星就濒临寿命极限了,这对于整个卫星组的布置是极不好的消息。

因此,我国为了避免这种事情的发生,就发射了三颗倾斜同步轨道卫星,这些卫星分布在赤道旁,却又不在赤道上,与赤道形成一个夹角。

这三颗卫星,就相当于整个北斗卫星组的校准标,让所有卫星都能保持联通和校准,因此,此三颗卫星的发射,也等同于提前激活了北斗系统,让卫星寿命的规划进入正常循环。

如此一来,北斗系统就有了30颗卫星的规划,至于余下的5颗卫星,则不用于导航了,它们的存在,是为了实现有源接收机和收发短报文的功能。

简单来说,就是这五颗卫星类似于“通讯兵”的角色,它们能够交换卫星与地球间的讯息,并对其进行加密,实现了安全实时的卫星通信。

而且,这35颗卫星已是2019年时的规划了,到了2022年的今天,北斗系统的卫星部署,已经高达52颗。

在如此多卫星的协作下,北斗不仅能够承担军用和官方的使用,还能兼顾民用的汽车、船舶、铁路导航任务,甚至还可以作用于农业方面,比如平原耕地线路的卫星规划等。

由此来看,北斗系统之所以要使用更多的卫星,其实并非技术层面的落后,而是要为了更宽广的运用场景考虑,仅凭这一点,北斗就已经略胜GPS一筹了。

更为关键的是,GPS做到今天的成就,已经用了数十年时间,但北斗从立项到落地,却不过三十年时间,如此神速,足以证明北斗必将超越GPS,且让我们拭目以待吧。

参考资料:

《北斗卫星有多少颗?GPS卫星有多少颗?为什么数量不同?》--------贤集网

《从海湾战争意识到GPS巨大威力,奋起直追“北斗”取得重大成就》-------微军事

《海湾战争让国人彻底清醒!中国搞出北斗三代导航卫星,性能将超过美国GPS》---------腾讯新闻

《为什么美国GPS仅需24颗卫星,北斗要35颗,科学家为你答疑》---------大国将令(百家号)


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页面更新:2024-05-16

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