全球三大定位系统精度对比:GPS、北斗谁领先?

发表时间: 2024-08-22 15:35

前言

卫星导航系统,可以说是如今各国都必不可少的“装备”,甚至足以称为一个国家的“眼睛”。

可虽然用卫星系统的国家很多,但真正拥有属于自己的全球卫星系统的国家却没几个,满打满算也就中美俄加上欧盟四家而已。

但不同的卫星系统之间也在精度上存在差距,比如俄罗斯的格格纳斯就只有1.5米,远远被美国GPS0.1米甩在了身后。

那么,中国的北斗系统又如何呢?

卫星导航系统

卫星导航系统,现代科技中最重要的成果之一。

它的原理说起来似乎很简单,就是通过利用绕地球运行的人造卫星网络来确定地面物体的精确位置。

更具体一点来说,就是基于卫星发射的无线电信号,通过测量信号传播时间来计算接收器与卫星之间的距离,从而确定接收器的地理坐标。

可能有人觉得,只是确定位置似乎并不是什么大本事,怎么能算的上“最重要”呢?

但事实上,只要大家仔细想想就会发现,这看起来稀疏平常的“定位”却是我们日常生活中必不可缺的:无论是智能手机导航,还是车辆、飞机、船舶出行都远远离不开它。

此外,在搜救、灾害监测和管理等方面,卫星定位系统同样发挥着关键作用,其可以帮助快速定位遇险人员或灾害发生地点,为救援行动提供宝贵的信息支持。

而在一些距离我们普通百姓较远,但却更加重要的领域,如军事国防等,“定位”也发挥着决定性作用,为导弹等武器的精准打击提供了最好的保障。

因此,卫星导航系统可以说是现代国家的“眼睛”,如果失去了定位系统,那一个国家甚至无法发动一场现代化战争。

世界上第一个全球卫星导航系统便是美国研发的GPS,其最早就是为了满足美国的军事需求而出现在20世纪70年代。

经过几十年的发展,目前GPS已经成为全球最广泛使用和最先进的卫星导航系统,它主要由24颗主要工作卫星和若干备用卫星组成,这些卫星分布在六个轨道平面上,以确保全球任何地点都能接收到至少四颗卫星的信号。

而在精度上,目前的GPS已经可以达到0.1米的精准定位,是毫无争议的世界第一,这基本意味着它可以精确定位到一个人站立的具体位置。

在海湾战争中,美国便是借此精准打击了伊拉克的军事目标,充分展现了卫星定位系统在战争中的不可或缺性。

美国既然有了,那它的老对手苏联,或者说俄罗斯自然也不甘落后,他们很快就研发出了自己的全球卫星导航系统——GLONASS

GLONASS系统在20世纪80年代开始建设,到90年代中期基本建成。

不过虽然GLONASS构架和GPS非常相似,同样由24颗卫星组成,但其精度却远不如GPS,最高也只能达到1.5米,可以说差距非常之大。

但GLONASS同样有一些领域超过了GPS,比如其卫星轨道倾角更大、使用的是频分多址技术,这意味着其在一些偏远地区和特殊环境下往往比GPS更持久,更不易受到影响。

在美苏之后,世界上第三个全球卫星导航系统便是欧洲各国联合开发的伽利略系统

与GPS和GLONASS不同,伽利略系统从一开始就被定位为民用系统,这也使它成为世界上第一个真正意义上的民用全球卫星导航系统。

北斗系统

值得一提的是,其实我国同样参与了伽利略系统的研发,但由于美国的挑拨和施压,我国最终被踢除了出去。

但这却并没有打消我国拥有自己的卫星导航系统的想法,反而更加坚定了自主研发的道路

就这样,我们熟知的北斗系统正式开始研发,其主要经历了三个重要阶段,每一个阶段都标志着我国在卫星导航领域取得的重大突破。

1994年,我国正式启动了北斗卫星导航系统的研发工作,而在经过六年的努力后,于2000年10月31日,我国成功发射了第一颗北斗一号卫星。

这无疑是一个具有里程碑意义的时刻,其标志着中国成为继美国和俄罗斯之后,世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

不过美中不足的是,当时北斗的范围却仅限于国内。

此后随着技术的不断进步和国家需求的增长,我国开始着手研发第二代北斗系统,等到2009年,第二代北斗系统建设完成,其覆盖范围扩大到了整个亚太地区。

这一进展使得北斗系统的应用范围大大扩展,不仅能为国内用户提供服务,还能覆盖周边国家和地区,为区域合作提供了技术支持。

但北斗系统的发展依旧并未止步于此。

等到2020年,我国成功完成了第三代北斗系统的建设,实现了全球覆盖,这标志着北斗系统正式成为与美国GPS、俄罗斯GLONASS和欧盟伽利略系统并驾齐驱的全球卫星导航系统。

而在精度方面,北斗最高可以达到0.5米的定位,大大增强了我国的国防能力。

不过,如果考虑到全球范围内的平均精度,北斗系统的定位精度约为2.34米,相较于美国的GPS系统却是逊色一些。

但考虑到北斗系统的发展历程相对较短,这已经是一个非常令人印象深刻的成就。

但相信有很多人还会有疑问:既然美国的GPS比目前的北斗精度高这么多,还是全球免费开放使用,为何我国还要研发被动系统呢?

事实上,美国之所以将GPS系统对外开放,并不完全出于善意。

这种开放策略实际上是一种软实力的延伸,通过让全球用户依赖GPS系统,美国可以在某种程度上控制或影响其他国家。

一旦发生冲突或紧急情况,美国可以选择关闭或降低GPS信号的精度,这将对依赖GPS的国家造成毁灭性的影响。

这种担忧并非空穴来风,1996年发生的"银河号事件"就是一个典型的例子:

当时,中国的"银河号"货轮被美国污蔑为运载了可用于制造化学武器的原料,由于我国拒绝了美国的搜查申请,因此美国直接关闭了该海域的GPS信号,导致"银河号"在海上漂泊了33天之久。

这一屈辱性事件让中国深刻认识到,如果没有自己的卫星导航系统,国家安全和经济发展必将受制于人!

最后,尽管现在距离美国的GPS,我国北斗系统还有一定的差距,但毕竟我国发展晚了许多年,能到如今这个地步,进步已经算非常之快了。

按照这种速度,相信在不久的将来,我国的北斗必然能很快赶上乃至超越美国!