美国GPS只需要24颗卫星就实现全球覆盖,咱们北斗却打上去39颗,北斗技术真的不如GPS?
错了!
实际拆开来看,24颗只是GPS理论最低工作数量,天上真正一直在跑的GPS卫星常年维持在31颗,里面包含不少备份卫星,用来应对卫星老化损坏,避免系统直接掉链子。
GPS从一开始就只做一件事,定位授时,全部卫星都放在两万多公里的中圆轨道,6个轨道面均匀散开。地球上随便哪个地点,抬头都能看见至少4颗卫星,就能算出位置。
这套方案构造简单,卫星数量压得很低,全球每个地方信号水平差不多,但是有短板,遇到高楼密集的城市、深山峡谷,卫星信号容易被建筑山体挡住,高纬度地区可用卫星数量也会变少。
北斗走的是混合轨道的路子,39颗卫星里面,24颗是和GPS一样的中圆轨道卫星,专门用来完成最基础的全球覆盖,剩下多出的卫星分两类,一类是地球静止轨道卫星,固定悬在亚太上空,另一类是倾斜同步轨道卫星,在空中划出8字形轨迹来回扫过我国和周边区域。这部分高轨卫星,GPS一颗都没有。
我们国家山地多,大城市高楼扎堆,如果完全照搬GPS的单一轨道方案,很多城市内部、山谷里面,抬头能看见的卫星数量会变少,信号容易断,定位会飘。
多出来的这些高轨卫星,等于给家门口额外加厚一层信号网。在国内大部分地区,同一时间能搜到的北斗卫星数量,会比GPS多出3到5颗,楼房遮挡、山谷环境里面,定位会稳很多。
这些高轨卫星,还扛下GPS完全不具备的活。北斗有短报文通信功能,就算手机完全没有手机信号,在荒漠、海上、地震灾区,用户可以直接通过卫星发送文字和自己的位置信息,海上搜救、地质救灾大量场景都靠这个功能撑起来。
这套通信能力,就必须靠静止轨道卫星来实现,单纯的中圆轨道卫星做不到这件事。
北斗建设也不是一步直接做全球系统。最早北斗一号只服务国内,北斗二号覆盖亚太,等到北斗三号才完成全球组网。
几十年建设周期里面,发射的卫星包含早期试验星、过渡星、故障替补星,全部算在一起统计,才有39颗这个数字。
真正维持全球基础运行,核心工作卫星只需要30颗,其余都是用来做备份、做区域增强的卫星。
网上不少人会拿卫星总数直接对比,忽略两套系统的设计目标。GPS追求用最少卫星把全球铺满,不额外给某一块大陆做强化。
北斗是先把全球基础服务做到位,再额外给中国以及亚太地区加码信号强度,还叠加通信、搜救这些附加功能。
多出来的卫星不是弥补技术缺陷,是拿来换更强的本土使用体验,换来独有的报文通信能力。
两套系统公开的民用定位精度处在同一个水平,全球范围都是10米左右,但是在咱们国内,北斗的实际表现普遍会更好。
卫星导航不是卫星越少就越厉害,要看要实现什么样的功能。如果北斗照搬GPS的思路,砍掉全部高轨卫星,只用24颗中圆轨道卫星,理论上也可以做到全球定位,但是国内复杂地形下信号会变差,短报文通信这些特色服务也直接就没有了。
普通老百姓用手机导航,感觉不到轨道之间的差别,可到了海上、地震灾区,或是高楼挤成一团的城市里面,多出来的卫星带来的优势就会实实在在体现出来。
卫星数量只是表象,背后是两套系统不一样的建设目标。不能简单拿卫星多少去评判导航系统的强弱,适合自己国土,能满足实际使用需求,才是最重要的。


