1994年,美國的全球定位系統(GPS)正式完工,并在第二年開始投入使用,最初僅有24顆衛星。與之相比,中國的北斗系統起步于1994年,直到2020年才實現全球服務的開通,并先后發射了39顆衛星。從時間跨度和衛星數量兩個維度來看,美國的GPS顯然具有一定優勢。那么,為什么北斗的衛星數量遠遠超過GPS呢?難道真的是中國的技術不如美國嗎?

全球范圍內,目前只有四個衛星導航系統:美國的GPS、歐盟的伽利略、俄羅斯的格洛納斯以及中國的北斗。而在推廣上,只有北斗和GPS在全球范圍內有較高的覆蓋度,尤其是中國和美國的衛星導航系統已經實現了商業化,具備了全球化服務。早在20世紀70年代,美國就已經開始了GPS的建設,當時,能夠發射衛星的國家屈指可數,美國憑借其先發優勢,迅速占據了多個“優越地段”。

如果將這比作市場經營,選擇一個好地段就是成功的關鍵。導航衛星也一樣,如果能夠占據好位置,它們的效能會事半功倍。對導航衛星而言,最理想的位置是低地軌道和中地球軌道,這些被認為是黃金地段。美國的24顆衛星分布在六條黃金軌道上,每條軌道上均勻分布四顆衛星,覆蓋東西南北四個方向。每顆衛星的軌道高度距離地面大約為1.7萬公里,而最遠也只有2萬公里左右。

那么,為什么距離地面較近的衛星位置更好呢?答案很簡單,衛星定位是通過信號傳輸來確定位置的。距離地面越近,信號的來回傳播距離越短,這樣不僅能夠加快定位速度,還能減少誤差。美國正是通過這一優勢,使用了經度、緯度和高度三類衛星,在此基礎上,再通過一個用于修正誤差的衛星,使得四顆衛星之間相互配合,從而實現精確的定位。

然而,即使如此,GPS的精度也并非絕對完美。據了解,民用GPS的精度大約在3到5米之間,但這只是理論值。實際應用中,受大氣層干擾、建筑物遮擋等因素影響,定位誤差可能會更大,甚至達到10米到幾十米。相比之下,軍用GPS的精度則高得多,可以達到厘米級,但普通公眾無法訪問,只有一些國家的國防部門才能使用。

然而,依賴他國的衛星導航系統,尤其是美國的GPS,存在巨大的安全風險。萬一美國單方面切斷信號,任何國家的軍事行動都會陷入困境。中國對此有深刻的體會,甚至曾多次遭遇美國GPS的干擾和破壞。1996年,在解放軍臺海演習時,導彈發射遭遇GPS信號干擾,導致目標失蹤,發射失敗。這次演習對中國來說至關重要,而美國則趁機在背后暗中搗亂。

此外,1999年,中國的“銀河號”商船在航行途中遭到美國的無理指控,認為船上攜帶違禁品。美國毫不猶豫地切斷了GPS信號,導致“銀河號”在海上漂泊了整整33天。此時,中國的搜救隊伍由于缺乏GPS定位支持,幾乎無法開展有效救援。最終,“銀河號”在被迫接受美國登船檢查后,才恢復信號并順利找到。雖然最終證明船只沒有攜帶違禁品,但美國通過這一事件展示了他們對GPS系統的控制能力,讓全球都看到了,只要使用美國的GPS系統,美國就能隨時切斷信號,造成嚴重后果。

中國深刻認識到,沒有自己的衛星導航系統,無論是在軍事還是民用領域,都難以擺脫被美國操控的局面,這種恥辱感促使中國加速發展自己的衛星導航技術。雖然美國憑借24顆衛星就能完成全球定位,但中國為何需要發射39顆衛星?

這并非技術上的劣勢,而是由于兩國的技術發展進度不同所致。中國在發展北斗系統之前,曾兩度遭遇不愉快的教訓,迫切需要獨立的衛星導航系統。1994年,中國啟動了北斗一號工程,初期僅發射了3顆地球靜止軌道衛星。2004年,北斗二號工程正式開始,發射了14顆衛星。到2009年,北斗三號工程開始建設,至2019年,北斗系統共發射了39顆衛星,構建起了一個功能齊全的導航體系。2020年,隨著全球服務的正式開通,北斗系統得以向全球推廣。

值得注意的是,雖然中國的北斗系統擁有39顆衛星,但其中有9顆是備用衛星,真正投入使用的只有24顆中地球軌道衛星、3顆地球靜止軌道衛星和3顆傾斜地球同步軌道衛星,完全能夠提供全球定位服務。因此,雖然中國北斗的衛星數量比美國的GPS多,但這并不代表中國的技術不如美國。實際上,中國的北斗系統面臨的挑戰是由于衛星高度的差異。美國的衛星占據了低軌道,信號受到的干擾較小,而中國的北斗系統不得不選擇較高的軌道,因此需要更多的衛星來確保精確度。如果美國的衛星也發射到更高軌道,情況也會變得類似。

從精度角度來看,北斗系統的定位精度已經非常高,民用精度在某些方面甚至超過了GPS。經過多年的發展,北斗現在正在持續發射衛星,目前已經有60顆衛星在軌運行,覆蓋范圍也越來越廣。如今,北斗已經在137個國家和地區得到應用,真正實現了全球覆蓋。北斗的崛起標志著中國在全球定位領域的強大實力,也使得中國不再依賴外部的衛星導航系統。如今,美國無法再利用GPS對中國進行威脅。






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