北斗导航:中国版GPS加速布局
全球卫星导航系统对一个国家的国家安全、国民经济发展以及普通民众的日常生活,正在产生全面而深入的影响。
GPS使用24颗高度约两万公里的卫星,分布在六个轨道面上(每轨道面4颗)。这样的分布使得用户在全球任何地方、任何时间都可观测到四颗以上的卫星,并接收卫星信号,从而实现精确、连续、实时的定位导航。
由于每一颗卫星都有使用寿命,因此,GPS运行之后,美国仍在不间断发射新星。到目前为止,GPS至少已经发射了55颗卫星。这种连续的发射不但保证了GPS维持工作状态,还使得GPS的功能得到持续改进。目前,美国正在实施新的GPS现代化计划,这个计划完成之后,GPS系统的功能将变得更加强大,处于遥遥领先的地位。
GPS发射的信号分为两种:军用的和民用的,其中军用信号专供美国军方使用,民用信号免费开放给全球用户使用。一般而言,民用信号较军用信号的精度要差,而且,美国军方随时可以对特定区域的信号进行调整,使其误差变大,甚至关闭特定区域的信号,让GPS暂时失灵。
GPS强大的定位导航功能,使得其民用用户数量呈几何数增长,在发达国家已经成为民众生活的重要组成部分,中国的民用用户数量近年也在大幅度增长。
在国际军火市场,GPS也拥有特殊的地位,不少国家对外出口的精确制导武器,是基于GPS导航系统开发的。
聚焦中国北斗
与GPS34年的历史、先后打上去55颗卫星相比,中国的北斗系统始于2000年,只有7年历史,迄今打上去5颗卫星。双方的差距是很明显的。
最大的差距在于,美国的GPS是一个覆盖全球的系统,而中国的北斗,目前只是一个覆盖中国及其周边地区的区域系统。
现在我们可以这样说,中国的北斗分为两代。第一代是区域系统,4颗卫星,已经发挥效用;第二代是全球系统,35颗星,正在建设。
2000年10月31日,第一颗北斗一号导航试验卫星发射升空。根据海外媒体的报道,该卫星定位于东经140度的地球同步轨道,大约在新几内亚岛上空,处于整个星座的最东面。
2000年12月21日,第二颗北斗一号导航试验卫星发射升空,定位于东经80度的印度洋上空,处于整个星座的最西面。
2003年5月25日和2007年2月3日,中国又发射了两颗卫星。这两颗卫星都是备用星。
以上4颗卫星构成了北斗第一代导航系统,其中两颗工作,两颗备用。
美国的GPS,是24颗星在纵横交错的6个轨道上围绕地球旋转,覆盖全球;中国的北斗,则是4颗地球同步卫星,在赤道上空从东到西一字排开,一动不动,只覆盖中国及周边地区。
美国的GPS,是24颗星不断发出信号,用户只要打开GPS接收机,就可以测出自己的方位;中国的北斗,用户要想知道自己的方位,得先向卫星发出信号,卫星将信号发给监测站,监测站计算出结果,再反馈给用户。
在民用方面,北斗拥有独特的优势,因为它有双向通讯功能,用户和控制中心可以互传信息(该功能下文将有表述),GPS则没有。
在军用方面,北斗有致命缺陷。北斗用户想知道自己的位置,得先向卫星发射信号。这就会暴露自己,是兵家大忌。GPS用户不用向任何人发射信号,就可以知道自己的位置,利于隐藏自己。
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