在新时代,卫星技术已经成为了衡量一个国家航天技术水平的重要标志。
而作为实际应用的重要参数:定位精度,自然是各国争相比拼的重要指标,也直接决定了卫星技术的水平高低。
然而,令人震惊的是,作为应用时间最长的美国GPS卫星定位系统,以0.1米的定位精度,近乎断崖式领先俄罗斯的格洛纳斯系统。
那中国的北斗卫星定位系统,又是什么水平呢?
美国GPS
事实上,卫星定位系统,一开始就是作为军事定位存在的,不管是GPS、伽利略、还是北斗、格洛纳斯,民用并非最初的目的。
而美国的GPS,就是冲着军事应用的这个目的来的。
时间回到1958年,冷战开始,美国急需一种全新的、能摆脱苏联干扰的手段来监视苏联的一举一动,于是在美国航空学界的建议下,GPS的初稿诞生了。
美国GPS的第一代于1964年进入服役,但此时的GPS还远远做不到现在这样精确定位,甚至都不足以为军事行动提供导航服务。
时间到了20世纪70年代,随着技术进步,美国海陆空三军联合研发了,沿用至今的GPS全球定位系统。
从20世纪70年代开始,美国陆续发射了25颗卫星,花费超过300亿美元,构建了一套覆盖全球98%以上地表的卫星系统。
时间来到1991年,中东科威特战争爆发,美国在场战争展现了难以想象的军事能力,这是美国GPS第一次在战争中的实际应用,也让世界认识到了卫星导航对军事的重要性。
事实上,从诞生之日起,GPS就和美军密不可分,至今GPS系统仍在美国国防部的管理之下。
同时为了控制GPS的民用,避免其他国家利用GPS威胁美国,美国限制了GPS的精度。
这也意味着一个没有独立导航系统的国家,随时都有可能被美国关闭GPS。
例如中国,就曾受到美国GPS系统的威胁。
1993年,美国无中生有,指责中国银河号货轮运送化学武器原料,关闭了银河号的卫星定位服务,将其困在印度洋长达数月。
除此之外,1996年台海危机解放军试射导弹时,美国也做了同样的事情,这也让中国坚定了自主卫星导航系统的决心。
时至今日,美国最新更新的GPS定位精度已经达到了惊人的0.1米,这也近乎等同美军导弹定位的精度。
再看看美国电影中,某人被植入GPS芯片,就能被全球跟踪,这恐怕已经成了现实。
那作为同样领先世界的航天大国的俄罗斯,其卫星定位系统格洛纳斯精度能有多少呢?
俄罗斯格洛纳斯
虽然第一个全球定位系统是美国建造的,但究其灵感,却来自苏联。
1957年,苏联科学家可以利用射电技术,来进行定位,于是苏联建造了初代“蝉”低轨道卫星定位系统。
但是这套系统难以满足苏联对卫星定位的需求,时间到了1982年,现在格洛纳斯卫星定位系统的第一颗卫星发射升空。
这套系统一直持续到苏联解体后,1995年才完全发射完成,开始了正常运行。
但是很快,俄罗斯糟糕的经济状况致使这套系统的运行受到了不小影响,到了2002年,全球第二套卫星定位系统格洛纳斯,仅有7颗卫星能够正常运行,不足全部卫星的一半。
至此,为了维持系统运行,俄罗斯开始了长达8年的发射计划,直到2011年,全部卫星才全部在轨,恢复了全球覆盖。
值得一提的是,这套系统一开始就采用了特殊设计,能够有效避免整套卫星定位系统被敌方干扰,具有较强的抗干扰能力。
再往后的几年,为了进一步优化这套系统,俄罗斯和中国达成了卫星定位系统的合作,共同优化导航系统。
时至今日,俄罗斯的格洛纳斯卫星定位系统精度达到了1.2米,开放服务定位精度为2-8米。
虽然仍然比不上美国的GPS,但是无论是军事还是民用,基本已经足够了,根据俄罗斯公布的数据,直到2030年,定位精度将会达到0.1米,与美国现在的GPS达到同一水平。
那作为最新一代的定位系统,我国耗时11年才全面建成的北斗卫星定位系统又是什么水平呢?
中国北斗
时间来到1994年,初代的、仅适用于中国境内的北斗系统开始研发,2003年基本完工,基本实现中国国内全覆盖。
也正是在这一年,欧盟发出邀请,邀请中国加入伽利略系统的建设,并于2004年签署正式协议。
但是欧洲人向来和美国交好,2005年,欧洲背弃与中国的合约,中国退出了伽利略系统。
而到了2009年,真正意义上能够实现全球定位导航的北斗三号系统开始研发,直到2020年,北斗3 号系统全部发射完成,实现了真正的全球定位导航。
相比美国的GPS、欧洲的伽利略、俄罗斯的格洛纳斯,中国的北斗系统有着独一无二的优势,能够在定位的同时实现通讯功能。
作为新一代卫星导航系统,北斗系统即使是在没有网络的地方也能实现定位和通讯功能,是全球第一个实现三频发播的卫星导航系统,可以更准确掌握地面终端的位置信息。
并且,相比于GPS,北斗在性价比上独具优势,更优于其他两个系统。
从最重要的精度上来看,北斗三号系统的定位精度能够达到1米,仅次于美国的GPS,在亚洲范围内的定位精度还高于GPS。
结语
作为航天时代的后起之秀,虽然现在中国的系统还是差于美国,但是相比美国现在的工业水平,我们有理由相信,在不远的未来,这一差距很快就会被赶上,并且超越。
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