从地球上发射一颗人造卫星到地球的轨道上,然后卫星通过点位测量地面返过来的信号,最后再反馈给地面,这样就可以实现定位、通信、气象预报等功能。
最早有这个意识的是世界第一大国美国,早在上世纪的50年代末,美国就已经研究出了子午卫星导航系统,用到的卫星有5~6颗。
但这种程度的定位精度远不够看,于是美国在上世纪60年代提出了新的项目“Tinmation”,卫星数量增加到12~18颗,预计在10000千米的高度打造全球定位网。
一直到了1973年,GPS终于成形,美国坚定地往整个项目里持续砸钱,哪怕耗费再多的人力和时间,也要打造出全世界最领先的卫星定位系统。
坚持是有效果的,上世纪80年代实现了在军事上的应用,90年代又实现了在民用上的普及,美国的GPS总算有了阶段性的成功。
到了1994年,GPS已经拥有了24颗卫星,占据了6个轨道平面,这时美国的卫星定位技术已经十分成熟——
研发的早、形成的早、使用的早,在经过这些年的发展后,美国的GPS很自然地成为了目前全球普及率最高的卫星导航系统。
而GPS的使用也产生了极为喜人的效果,比如在1991年的海湾战争中,伊拉克就被拥有卫星定位的美国打得毫无还手之力。
在民用范围里,GPS则更显得不可或缺,比如常见的汽车导航、户外运动等,它早已成为了日常生活中的常见一员。
并且GLEJING乐竞·体育PS并不只是美国本土在使用,几乎全球都在它身上获得了便利,2019年时,GPS作用的范围扩展到了791万平方公里,每年能为美国创造超过960亿美元的经济价值。
看着美国又投人又投钱的大搞卫星定位技术,自觉自己也是世界大国的苏联不甘示弱,赶在上世纪60年代也开始了自己的卫星导航系统研发。
最开始的目的是为了在军事上提供辅助作用,一直到了1985年终于有了显著成效,那时已经有了6颗改进型卫星,只不过跟同时期的美国相比还差了很多。
更为打击的是,整个项目之后遇到了苏联解体,在这前后十几年的发展可谓是不进反退,不少人猜测这个项目是不是要夭折了。
但是俄罗斯抓住了机遇,作为“大儿子”,俄罗斯继承了前苏联的大部分“遗产”,GLONASS就在其中。
在迈入21世纪后,GLONASS系统终于又有了阶段性的胜利,成为了仅次于美国的第二大全球卫星导航系统。
不仅如此,原本计划是像美国一样发射24颗卫星,但是俄罗斯一口气发射了31颗,远远超过了原本的目标,只是总体效果上并没有超越美国。
到目前为止,GLONASS系统更多作用自军事领域,毕竟它是一个由军方主导进行的项目。
因为有着独特的频率分配和编码方式,GLONASS系统目前的定位精度已经能达到1.5米,已经可以完全满足民用的需求。
但一生要强的俄罗斯哪里会满足于这个成绩,比起美国的0.1米还差很多,所以在未来俄罗斯还会继续研发更为精确地定位系统。
在俄罗斯的计划中,等到2030年时,GLONASSK2系统非常有希望也达到美国的GPS的0.1米的精度。
另外俄罗斯并没有闭门造车,这些年来与中国的合作越发密切,中国的北斗卫星导航系统就是首选目标。
值得庆幸的是,虽然在卫星定位技术领域起步较晚,但中国这些年取得的成绩却是非常喜人的,并不输我国这个航天大国的地位和面子。
最早是在1994年时中国才开始的北斗系统建设,为了保证国内的使用者有国产定位系统可用,咱们启动了北斗一号系统的研发工作。
当北斗一号一投入使用,中国就成了紧随美国与俄罗斯之后的第三个有自主卫星导航定位的国家,但这明显只是个开端,也预示着未来有更大难度的研发在等着我们。
到了2009年,北斗二号成功投入使用,这时已经不止是只服务于中国的北斗了,它是可以服务于整个亚太地区的成熟系统。
但是珠玉在前,中国当然也不会满足于此,紧接着北斗三号系统正式投入研发中,这次的目标更大,预计要服务于全球范围。
北斗三号系统拥有着三种轨道卫星组合的方式,如24颗中圆地球轨道卫星、29颗地球静止轨道和3颗倾斜地球同步轨道卫星。
终于,时间来到2020年,北斗三号系统成功完成了全球组网,这意味着北斗系统已经可以为全球范围内进行卫星导航服务。
在目前的表现中,如果实在亚太地区,北斗系统的定位精度能达到5米,这种程度已经完全可以满足于民用的需求。
虽然定位精度还没有赶超美国和俄罗斯,但是这并不能说明北斗系统“不行”,反而是这些年的应用与发展,更说明了北斗的不可或缺性。
作为仅次于GPS的定位系统,北斗拥有着超过3亿人的使用者,并有全球超过100个国家尝到了便利的滋味,尤其是在“一带一路”的沿线国家里极受欢迎。
而预计在2035年时,中国的北斗系统会继续升级进步,到时将会有更多的国家主动寻求与中国合作,而北斗系统也会在走向全球最大的定位系统的道路上更进一步。
其实三个国家的卫星定位系统有着各自的优势和发展方向,美国求精,俄罗斯求稳,中国则求“广”。
三个国家之间固然存在竞争关系,但这是一种良性竞争,只会推动全球卫星定位的整体进步。
【1】光明网2024-01-18《中国“北斗”30年:闪耀星空 服务世界》
【2】观察者网2023-10-17《美媒称GPS系统延迟升级、中俄迎头追赶,GPS恐难保“黄金标准”地位》
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