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为什么GPS是24颗,而北斗是35颗?-华测导航

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为什么GPS是24颗,而北斗是35颗?
作者:    时间: 2015-08-25    浏览量:5546

作为测绘人,你知道北斗为什么是35颗,而GPS是24颗呢?


首先科普一下现有的全球卫星定位系统:1.美国GPS(24颗卫星);2.俄罗斯GLONASS(24颗卫星);3.中国北斗COMPAS计划35颗;4.欧盟Galileo(27颗卫星)。




先简单讲讲GPS

GPS需要24颗卫星只是最基本的数目。这个数目可以保证全球每个地方任何时刻至少能看见4颗卫星,通过4个方程可以解出空间三维坐标和时间四个变量。这24颗卫星分布在6个轨道面,每个轨道面有4颗卫星。GPS系统的接收机都是采用无源定位方式(就是接收机不需要发送信号,卫星只管信号发射)。


GPS卫星轨道分布


北斗卫星轨道分布


北斗35颗 = 27颗中轨道卫星+3颗倾斜同步轨道卫星+5地球同步轨道卫星


北斗卫星的轨道与GPS不同,北斗和伽利略一样用了27颗地球中轨道卫星,只有3个轨道面,轨道面之间为相隔120°,每个轨道面均匀分布9颗,共27颗。


还有8颗哪里去了?

像卫星系统这样的庞大系统工程的周期问题,上述27颗卫星的发射是漫长的过程,从发射第一颗到最后一颗中间有可能会有10~20年的时间,而卫星服役时间没有那么长,为了解决这个问题,于是北斗首先发射3颗倾斜同步轨道卫星,这些倾斜同步轨道卫星高度和地球同步卫星类似,绕地球一周也是24小时,这3颗卫星虽然不是完全同地面静止,但是大部分时候中国境内仍然能看到,所以对于保证中国地区能够快速投入使用。


可是还差5颗呢?

这就要回到北斗系统本身来讲,北斗除了像GPS一样用无源接收机工作之外,还有两个独到的功能,就是用有源接收机(接收机主动发信号给卫星)和收发短报文(卫星短信)功能。最后还有5颗地球同步轨道卫星就是主要针对这两个功能都要求发上去的。


理论上来讲,只要27颗中地球轨道卫星就能完成全球定位功能的覆盖了,其余8颗卫星主要覆盖中国及周边国家,对于提高国内的定位精度和提供特殊服务(比如北斗短报文通信)有重要作用。


补充:事实上目前GPS正在运行的也不是24颗,而是有32颗卫星;而GLONASS实际上有29颗。多出来的星除了做备份,还可以增加系统精度,比如GPS可以保证绝大部分地方通常能看到至少9颗卫星,能明显提高定位精度。中国放上去四五颗卫星立即就能提供定位服务和特殊服务,加速技术向市场转化速度,这个思路还是非常值得称赞的。所以,请对中国制造抱有信心!

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