美國的GPS定位系統(tǒng),大家一定不陌生吧!無論是開車出行,還是打車、外賣,幾乎每個人都會用GPS來確定位置,特別是它的準確性和便捷性讓人贊嘆不已。

要說GPS的歷史,它可是全球定位系統(tǒng)中的“開創(chuàng)者”。上世紀50年代,GPS就初步建立了雛形,時至今日已經(jīng)成為全球普及的技術(shù),而中國也在緊鑼密鼓地開發(fā)自己的北斗衛(wèi)星系統(tǒng),然而在某些方面,差距到底有多大,仍然讓人充滿疑問。為什么我們有了GPS,還要花大力氣去發(fā)展北斗呢?

目前,全球GPS體系內(nèi)共有24顆衛(wèi)星,這些衛(wèi)星分布在兩萬多公里高的地球軌道上,以精準的角度和數(shù)量圍繞地球運行。雖然這24顆衛(wèi)星的數(shù)量聽起來不算多,但它們的覆蓋范圍卻能有效覆蓋整個地球。畢竟衛(wèi)星不是隨便就能發(fā)射的,造火箭和衛(wèi)星的費用可不是小數(shù)目,況且發(fā)射衛(wèi)星絕對不是“量多取勝”,精準才是最關(guān)鍵的。

美國設計GPS時,目標十分苛刻:不論經(jīng)緯、無論時間、無論地形,只要人在地球上,隨時都能接收到四顆衛(wèi)星發(fā)出的信號。想象一下,在那個年代,科學家是怎么做到這一點的?然而幾十年過去,美國的科學家們經(jīng)過無數(shù)次測算,最終找到了最優(yōu)解,24顆衛(wèi)星就能實現(xiàn)全球范圍的精準定位,哪怕是你坐在家里,手機也能精準定位到你的樓層。

雖然軌道上也有“預備衛(wèi)星”,但總體來說,還是那24顆衛(wèi)星占據(jù)了主力地位。與GPS相比,中國的北斗系統(tǒng)起步較晚,但進展神速。站在前人的肩膀上,北斗短時間內(nèi)就取得了顯著成效。不過有一個問題浮現(xiàn),北斗目前軌道上有39顆衛(wèi)星,比GPS的24顆還多,難道北斗就比不上GPS?

其實,了解一下你就會發(fā)現(xiàn),地球的軌道并不只有一條。北斗的衛(wèi)星分布在三條軌道上,遠近不同,覆蓋面也有所差異。每條軌道的衛(wèi)星都有自己獨特的職責,有的站崗,有的巡邏,在特定區(qū)域內(nèi),它們的信號覆蓋更穩(wěn)定。而且,北斗的核心系統(tǒng)其實只包含30顆衛(wèi)星,其余的就像是GPS的輔助衛(wèi)星,實際上差距并沒有想象中那么大。

造成這種差異的原因,還跟北斗和GPS的起源背景息息相關(guān)。GPS系統(tǒng)最初并不面向普通民眾,而是屬于美國軍方。在冷戰(zhàn)時期,美蘇緊張局勢下,美國迫切需要一個全球性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)來應對隨時可能爆發(fā)的軍事沖突。因此,GPS最初注重的是全球覆蓋,成本盡可能壓縮,畢竟冷戰(zhàn)時期的軍備競賽無時無刻不在進行著。

然而,北斗的起點則完全不同。中國最初開發(fā)北斗系統(tǒng)的目的是為了“自給自足”。與GPS注重全球覆蓋不同,北斗首先要確保自己在亞太地區(qū)的定位準確性,然后再拓展到國際領(lǐng)域。此外,北斗在科研上的投資并不吝嗇,火箭和衛(wèi)星的發(fā)射頻繁進行,這也是中國邁向自給自足的必經(jīng)之路。

雖然北斗系統(tǒng)在資金和時間上投入巨大,但它對于中國來說卻是非常必要的。畢竟,雖然GPS為民眾提供了精確定位,但它始終是美國的技術(shù)。如果有一天美國出于某種原因切斷GPS技術(shù),中國完全可能陷入無定位可用的困境。因此,無論目前北斗的技術(shù)與GPS相比存在差距,還是老百姓對GPS的依賴度更高,投資北斗仍然是中國必須進行的戰(zhàn)略性決策。

目前,北斗在亞太地區(qū)的精度已經(jīng)能夠做到五米以內(nèi),某些信號強的區(qū)域,甚至能達到厘米級精度,而GPS在全球范圍的精度大約是五到十米。所以,從這個角度看,北斗的“自掃門前雪”已經(jīng)做得相當成功,至少在國內(nèi),北斗完全可以替代GPS定位。

北斗的應用比很多人想象中要廣泛得多,市面上幾乎所有智能手機都支持北斗定位,數(shù)以百萬計的共享單車依賴北斗系統(tǒng),而且它獨有的短報功能是GPS無法取代的。

盡管GPS作為行業(yè)先驅(qū)仍占據(jù)全球衛(wèi)星定位的主導地位,但后起之秀北斗正在快速追趕。或許在不久的將來,手機上的定位開關(guān)不再顯示GPS,而會標注為BDS(北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng))。






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