spacex明天凌晨发射第三颗GPSⅢ卫星，美国再次保持技术领先优势

2020年6月23日，我国北斗三号收官卫星发射成功，进入全球组网时刻，全国上下一片欢腾，我国终于要拥有自己的全球导航定位系统了！当然，远在大洋彼岸的美国也在加紧更新GPS系统，将在北京时间7月1日凌晨发射第三颗GPS三代卫星。

北斗三号收官卫星发射瞬间

GPS是美国的定位导航系统，全称是Global Positioning System（全球定位系统），不过现在也是所有全球定位系统的统称。目前美国运行在太空的主要还是GPS的二代卫星，相对竞争对手已经不再具有明显的先进优势，并且寿命已经接近退役，所以美国计划将其逐步更换为最新一代的GPS卫星。

GPS三代卫星

本次发射的这颗GPS三代卫星已经是第三颗 了，第一颗在2018年12月23日由spacex的猎鹰9号火箭成功发射，第二颗在2019年8月22日使用德尔塔4火箭发射，而这第三颗将在明天凌晨继续由spacex的猎鹰9号发射。值得一提的是，GPS三代卫星前面的六次发射，其中有五次将是使用spacex的猎鹰9号发射。有意思的是，或许是猎鹰9号成功发射载人飞船的缘故，军方竟同意spacex在这次发射中进行回收火箭。

猎鹰9号发射gps三代卫星

本次发射的这颗GPS三代卫星载荷约4000公斤， 由洛克希德·马丁公司研制，卫星运行轨道为20200km x 20200km x 55°。GPS三代星座采用交叉连接的指挥和控制体系结构，使整个星座能够从单个地面站同时更新。另外还采用一种新的点波束能力，以增强M码（军用）覆盖范围和增强对敌干扰能力，相比GPS二代，三代的精度、稳定性、可靠性都有很大的提升。

金属铯

大家都知道导航卫星上都安装了原子钟，目的就是校正相对论效应，提高定位准确度的。GPS三代卫星使用的是原子钟是铯原子钟，北斗三号使用的是铷原子钟及氢原子钟。这几种原子钟比较如下：铯钟的精度高、稳定性极好，无老化现象，缺点是体积较大、能耗较高、价格贵。铷钟是体积、能耗较小、精度稳定性较高，但有一定老化率。氢钟精度高、稳定性好，但是体积大、能耗高。值得一说的是，铯原子钟是世界基准时钟计量器具，其固有频率是所有系统中的基准频率。

一秒钟定义

与GPS二代卫星相比，三代GPS卫星安装了一台LEROS-1C发动机，用作远地点推进系统。这将使得GPS三代可以更好的修正运行轨道，并且根据任务需要调整轨道。此外，相对于二代GPS卫星来说，三代卫星具有更大的发射功率，使得地面的接收装置可以更简单。高精度信号发射组件，配合新一代的用户端接收器，三代GPS的民用精度将比二代提高3倍。另外，GPS三代还容许民用范围内的国际卫星通用，也就是说可以和多个国家的卫星配合使用，相当于太空上有近百颗定位卫星可以使用（最多时），可以大大提高精度、稳定性。

GPS三代卫星展开太阳板

公开数据来看，GPS三代卫星提供的民用精度将达到1米（当前为5~10米），北斗三号全球定位精度10米、国内5米左右，欧洲的伽利略系统免费民用定位精度为1米。当然，加上辅助增强装置后，四大系统都可以实现厘米，甚至毫米级的定位精度，这也就是为什么媒体整天说可以实现厘米、毫米级定位，但是民用却只有几米的精度缘故。

定位导航卫星

当然，对于民用来说，各个导航系统带来的精度提高，到达一定程度后，其实意义并不是特别大。而其最大的意义，当然在于军用方面。GPS三代相对二代来说，最大的变化在于全新增加的M码（军码），据说美国军方对其抗干扰能力测试结果极为满意，而以往的GPS信号非常容易干扰。根据美国公开的数据，GPS三代卫星抗干扰能力比二代提高了8倍。

卫星

美国在卫星的技术优势，还表现在卫星的寿命上，GPS三代卫星的设计寿命为15年（二代为12年），当然实际使用过程往往超过这个时间。当然，我国近年也取得了长足进步，北斗三号的设计寿命也达到了10年。

卫星定位系统已经进入全球化的竞争时代，竞争将促使技术更快的发展，并带动更多的相关产业发展！