為什么美國只需要24顆衛星就能掌控全球,而中國的北斗卻需要發射39顆?是不是我們技術水平較低呢?今天我們就來聊一聊,中美衛星數量差距背后的一些門道。究竟這是否僅僅是“誰多誰就更強”或“誰少誰就落后”的問題呢?

首先,我們得從幾十年前說起,講講美國的GPS全球衛星定位系統的起源。1957年,蘇聯成功將第一顆衛星送入太空,這一成就讓美國感到極大的壓力,擔心在太空競賽中落后于蘇聯。于是到了1960年,美國也發射了“回聲1號”衛星——不過這顆衛星實際上只是一個巨大的鋁膜氣球,根本不能算是真正的衛星。但對當時的美國來說,這至少是第一件能把太空信號傳回地球的設備,所以他們也為此感到振奮。

接下來的故事大家應該都知道:美國在太空技術和衛星發射方面迅速發展,最終趕超并超越了蘇聯,尤其在蘇聯解體后,美國的衛星發射技術已經走在了全球前列。1962年,美國的“電信星1號”衛星成功發射,使得美國與歐洲之間首次能夠進行電視直播互通,這成為了轟動全球的新聞。1973年,美國國防部正式啟動了GPS項目,并經過精心規劃,決定用24顆衛星,分布在6條距離地球約2萬公里的軌道上。這樣的配置能確保地球上任何地方在任何時間都能至少接收到四顆衛星的信號。

在此之后,美國繼續在衛星質量和發射技術上不斷提升,到了1980年代,美國已經成功發射了多個代際的軍用通信衛星,這些衛星的信號穩定且強大,成為了美軍指揮作戰的核心中樞。到1994年,當中國開始著手開發北斗一號衛星時,美國的GPS系統已經初具規模。美國能夠在較長時間內領先,根本原因就是他們起步較早。

因此,美國的GPS系統衛星數量較少的原因就在于:他們不僅起步早,還占據了太空中最優質的軌道位置。按照國際電聯的規定,太空中的軌道位置是“先到先得”,這就像在城市中搶車位,誰先搶占了好的位置,誰就能占有這片資源。因此,美國早早占據了中地球軌道的黃金位置,使得他們僅需24顆衛星便能提供高精度服務。

據了解,美國的GPS衛星系統中,軍用級衛星的探測精度可達到驚人的0.1米,廣泛應用于全球的軍事、民生、導航等領域。

那么,為什么中國的北斗衛星系統需要39顆衛星?是不是說中國在這方面落后了?其實并非如此。由于美國已經占據了最優的軌道位置,到了中國建設北斗系統時,選擇的軌道位置已經受到了限制。所以,必須通過創新來充分利用有限的空間。這意味著,北斗需要更多的衛星才能達到與美國GPS相同的覆蓋效果。

具體來說,北斗選擇了稍高一點的中軌道。由于軌道更高,衛星繞地球的運行路徑更長,為了達到相同的效果,北斗系統需要更多的衛星來填補這些差距。這是中國衛星數量更多的第一個原因。

此外,北斗系統的功能比GPS更為多樣。美國的GPS系統僅提供定位服務,而北斗系統則不僅可以提供定位,還能夠支持通過衛星發送短信——這是一項美國GPS所沒有的功能。為了實現這一功能,北斗需要額外部署幾顆靜止衛星,確保可以為地球上的用戶提供短信通道和更強的區域信號。換句話說,北斗多出的衛星是為了實現其更為強大的功能。

再者,為了確保系統的穩定性和可靠性,北斗還采用了“雙保險”甚至“多保險”的設計理念。北斗衛星系統內有相當一部分是“備胎”衛星,即在軌備份衛星。這樣,如果某顆衛星出現問題或壽命到期,備用衛星可以立刻接替,確保系統不中斷。這種高可靠性的設計也是中國衛星數量較多的另一個原因。

總的來說,北斗需要更多衛星的原因并非因為技術落后,而是因為:我們沒有占到最優的軌道位置,效率低,所以需要更多衛星來彌補差距;同時,北斗提供比GPS更多的核心功能,因此需要專門的衛星來實現;再加上我們采取了可靠性極高的設計,為了確保系統穩定運行,也需要更多衛星作為備份。

由此可見,單純比衛星數量并不具有實際意義,關鍵是要看哪一方的系統更“聰明”、更好用!而現在的太空競賽,不再僅僅是衛星數量的較量,更多的是各國在智能化、精度、抗干擾等具體性能上的比拼。






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