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2024年9月19日,随着西昌卫星发射中心长征三号的升空,两颗通讯卫星一同进入了太空,同时也宣告了我国北斗三号卫星系统已经正式收官。
至此,我国的北斗卫星系统60颗卫星已经全部到位,也意味着北斗卫星系统已经完全走完了“三步走”阶段,真正成为了成熟的卫星组网。
我国的用户中已经开始有很大一部分用户都转为使用北斗系统,在国际上也已经有130余个国家和机构用户纷纷点赞。
此前,美国太空新闻网曾经发布文章,表示美国GPS系统已经落后,令人担忧。
那么,我国的北斗系统有着哪些优势,美国的GPS系统当真已经落后了吗?
在我国古代时,出行的人经常用天上的北斗七星来当作指示方向的指向标,所以当我国准备建设自己的卫星导航系统时,北斗就成为了命名的最佳选择。然而,我国发展自己的卫星导航系统,其实还是被“逼”出来的。
美国的GPS系统是在上世纪70年代为了给美国的陆海空军提供导航服务的军事产品,所以从建设之初,GPS就已经注定无法摆脱其与美国军队的密切联系。
尤其当海湾战争打响之后,美军的战机、战车甚至导弹都能够通过GPS的定位对伊拉克的目标进行精准打击,人们也通过这一场完全不成比例的“降维打击”战争中,看到了定位系统的重要性。
我国对于导航系统的重要性,是要比其他国家有着更深的感触。
在1993年的“银河号”事件中,美国切断了我国正常航行船只的定位系统,直接导致我国船只在大海上漂泊了33天,坚定了我国独立研发属于我们自己卫星系统的决心。
1994年,我国将启动建设的卫星导航系统命名为北斗,开始了在美国以及欧洲等科技先进国家的技术围堵中摸索着前进的“三步走”工程。
之所以要“三步走”,主要是因为我国虽然有卫星发射的经验,但却在卫星定位技术以及太空通讯技术方面我国却基本处于空白阶段。
技术空白、缺乏相关工程经验、没有人才储备,这就是当时我国所面临的问题,所以我国需要先站住、再学走,最后才是大步奔跑。
从1994年到2000年,我国实现了“学站立”的初级阶段,在相继发射两颗试验工作卫星之后,初步实现了北斗一号导航系统的建设阶段。
尽管北斗一号系统建成之后马上投入了使用,但数量还并不是很多,也就是对地面覆盖的密度不够大,同样在实际通讯效果方面并不理想。
“三步走”的第二个阶段,是北斗二号建设阶段。
起初这个阶段的进步较慢,用了5年的时间还没有太大的起步。
反而是与我国同时向国际电联申报使用权的伽利略系统,这时已经开始在太空进行布局,而我国的北斗二号却出现了发射异常的突发情况,不得不推迟到两年之后才继续发射。
这一阶段的发展初期虽然有些坎坷,但在后期的进展却突飞猛进,在5年的时间内先后发射了16颗卫星入网。
相比于北斗一号导航系统而言,北斗二号的通讯效果和覆盖面积要强很多、大很多。
2009年开始,北斗三号工程正式启动。可以说,北斗三号是站在北斗一号和二号两个巨人肩膀上的工程,用短短几年的时间内就已经实现了信号覆盖全球的目标,而且精度也突破了KA频段的星间链路技术限制,真正将我国的北斗卫星之间组成一个能够相互通话的“智能化”组网。
北斗三号组网,是三步走中步伐最大、进步最快,同样也是科技含量最高的一个阶段,许多诸如电子学、控制学、结构学和综合载荷等西方国家都没有突破的技术,都在北斗三号系统中一一得到解决,就连导航卫星系统的“心脏系统”铷钟,也是经过我国科研人员重新进行技术改造之后的产物。
这一次发射的两颗卫星,准确来说是两颗“备用卫星”,也就是为了在已经能够实现正常运行的卫星系统之外,再加上“两根保险丝”。
当然这两颗卫星并不是仅仅就停在太空里不去工作,而是加入了整体卫星组网,在提高整体卫星通讯系统更加流畅运行的同时,随时准备好作为应急队员的身份补充到出现故障卫星的位置上。
总体来说,我国的北斗卫星系统先后三次组网,彰显了我国的“大融合”理念,60颗之的数量上也已经远远超过了美国GPS通讯系统的24颗,成为了全球体量最大的卫星系统。同样,在整体覆盖以及信号密度方面同样也超过美国。
那么,美国的GPS系统已经落后了吗?
不可否认,北斗卫星系统全部收官之后,在精准授时、双向通信以及精准定位等方面的技术已经超过了美国的GPS系统,却不能否认GPS系统已经完全落后。
毕竟GPS系统已经运行超过30年,是一个相对稳定、成熟的系统,至少在卫星基座的覆盖率方面,以及对于更多的系统兼容性,GPS还是要强于北斗的。
另外,美国的GPS系统仍然拥有全球最为庞大的用户群体,这些群体能够间接为美国的GPS提供更为庞大的地面数据反馈群体,所以在基础的数据更新频率方面,美国同样要优于我国。
不过,美国的GPS技术也并非停滞不前,只不过是更新的频率相对缓慢。比如按照美国航天局公布的消息称,将会在2030年时对GPS系统进行再一步升级,到那时中美之间的技术差距很有可能将会进一步拉近。
总之,我国的北斗卫星组网已经在太空中形成了一股不可忽视的科技力量,但这并不意味着美国的GPS系统已经完全落后,我们仍然需要继续保持前进的动力,以应对更多的来自太空技术的挑战。
参考资料
【1】北斗家族再添两颗导航卫星,金台资讯
【2】“北斗三号”圆满收官 | 中国电科护航北斗导航卫星成功发射,澎湃新闻
【3】中国科学报创新,撑起北斗的时空基准,中国科学院
【4】北斗卫星导航系统总师:收官发射意义重大,“三步走”战略全实现,环球时报