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文/麒阁史观

编辑/麒阁史观

中美俄三国在卫星导航系统上的竞争一直都备受瞩目，卫星作为大国科技和实力的象征，精确度尤为重要。

其中美国的GPS系统在全球范围内使用最广，精度可达到0.1米，俄罗斯的格洛纳斯系统的精度为1.5米，而我国自主研发的北斗系统，其精度能够达到什么水平呢？

美国的GPS卫星

卫星的发展可以追溯到上世纪50年代，苏联将第一颗卫星送入了轨道，这标志着人们迈出了进入太空的第一步，从那以后卫星技术也逐渐的成熟起来，并得到了广泛的应用，有越来越多的卫星开始出现。

比如通信类观测侦察类导航定位类等等，其中最被人们熟知的就是美国的GPS和中国的北斗导弹卫星系统，这两个系统都能精确的提供位置信息，方便人们的出行和定位，但这两大卫星系统有着明显的区别。

美国的GPS卫星系统的起源可以追溯到上世纪的60年代，当时美国军方进行了一项名为“导航卫星实验”的项目，1973年美国国防部正式宣布启动GPS系统的研制工作，在初始阶段中，GPS主要用于军事航空阶段，由24颗卫星组成的。

到了上世纪的90年代初期，GPS开始被倾向于民用领域范围，其精准度和可靠性都得到了极大的提升，例如汽车导航探险户外运动等等都离不开GPS，如今的GPS已经成为了全球最主要的导航系统之一。

GPS分布在六个倾斜轨道上，尽管卫星的数量不多，但却具有极强的稳定性，2018年美国在全球的定位服务范围已经到达了714万平方公里，而到了2019年，这个数字已经增长到了791万平方公里，美国也是不断的增加自己的定位范围。

根据一项研究估计，GPS每年都能为美国创造了超过960亿美元的经济价值，要是服务全球的话这个数字将达到恐怖的万亿美元。

目前美国GPS卫星系统已经拥有了完整的体系，在军用方面GPS的精度已经达到了恐怖的0.1米，在目前的战略级武器的使用方面，0.1米意味着完全精准。

在以往的战争中，美国军队曾经多次使用GPS来打击敌人，比如在1991年的海湾战争中就能使用这种方法取得压倒性胜利，而萨达姆政府的军队在面对美军时却是毫无还手之力，尤其是导弹型武器。

在伊拉克战争期间，美国又以此使用了“全球定位系统”，并且完全压制了伊拉克的军队，这也使得美军的轰炸机和巡航导弹能够对目标进行精确的打击，导致伊拉克军队的雷达和防空导弹陷入了瘫痪。

这也让人民看到了长期都依赖他国的导航系统就意味着，在关键时刻可能会陷入无法自拔的被动地步，如果美国在战争中切断全球定位系统，那么依靠GPS进行攻击的导弹将失去方向，从而无法进行精确打击，后果也是不堪设想。

中国和俄罗斯的决策者早早的就意识到了这一点，因此便大力发展独立的导航系统，以此来确保国家在技术和军事层面的独立性。

俄罗斯的卫星系统

在建造卫星定位系统方面，俄罗斯要比我国早一些，早在上个世纪70年代他们就开始了格洛纳斯卫星导航系统的研发，在1982年的时候，苏联陆续的发射了三颗试验卫星，不过当时苏联的电子工业并不发达，着三颗卫星的使用寿命也并不长，只运行了14个月。

在这次卫星发射失败后，苏联并没有就此放弃，在1985年的时候，他们又发射了6颗卫星升空，不过运行的时间只是比上一次多了两个月而已，之后苏联解体了俄罗斯又花费了大量的资金，最终造出了格洛纳斯导航系统。

2001年格洛纳斯系统正式开始运营，和美国的GPS一样，格洛纳斯不仅可以进行军事导航并且还能用于民事领域，但由于资金的短缺，使得格洛纳斯系统的定位只有1.5米，和美军相比俄罗斯的卫星定位有一定的缺陷。

为了提高格洛纳斯的军用价值，俄罗斯也积极谋划研发新一代的格洛纳斯K2系统，这项系统能够达到0.3米的精确定位，在未来也有可能实现0.1米的精确距离，基本上与GPS持平，这无疑是增加了俄军的作战能力，不过这项计划则需要大量的资金支持。

这两个国家卫星定位系统，无疑是全世界最有权威性的，那么我国在卫星定位系统上到底是什么样的水平呢？

中国的北斗导航系统

北斗导航系统是由中国国家航天局和中国航天科技集团公司共同开发的，它能够以精确的卫星定位技术为基础，能够为用户提供全球范围内的导航定位和授时的服务。

这些卫星分布在地球的轨道上，并通过与地面的控制中心进行通信，以此提供准确的位置信息，北斗导航系统在研发上并非一帆风顺，其中更是充满了重重困难，早在20世纪九十年代初，中国就开始了北斗导航系统的规划和研究工作，这其中离不开一个人贡献。

此人就是中国的“卫星之父”—孙家栋，1967年钱学森亲自点将让孙家栋担任“东方红一号”的总负责人，1970年4月24日，“东方红一号”发射成功，从而开启了他为之奉献一生的航空事业。

上个世纪70年代，孙家栋带领着团队开始研制中国第一颗返回式遥感卫星，发射时出现了意外，当时他带着团队在沙漠中寻找卫星残骸，最终找到了失败的原因，1984年时，中国第一颗试验通信卫星发射，却在指定位置上出现意外。

孙家栋果断的打破常规，下令让卫星再调5度，最终正确指令让卫星化险为夷。1994年2月，孙家栋被任命为北斗一号系统工程总设计师，在北斗一号系统初建时遇到了一个瓶颈问题，那就是无法进行信号快速捕捉。

对于北斗一号系统来说，如果无法进行“快速精跟”的话，就会影响整个工程的进展。

为了解决这个问题，国防科技大学在读博士生王飞雪和同学一起买来了，一台比较先进的计算机，并将一个不到十平方米的仓库简单收拾一下后就当作了实验室，孙家栋对这个年轻的团队也是给予支持。

最终，在不断的测试下，终于完成了信号捕捉，2000年长征三号运载火箭分别将第一第二颗卫星送入地球轨道中，并建立起北斗一号系统，北斗一号系统也成为了中国继美国和俄罗斯之后第三个拥有卫星导弹系统的国家。

有了北斗一号的基础上，北斗二号系统则是由16颗卫星组成，其中五颗卫星为静止轨道卫星五颗为倾斜地球轨道卫星和6颗中圆地区轨道卫星，最终实现了高空间信号覆盖以及高信号的可用性。

北斗三号系统是基于前两项系统之上，建立了一个全球型定位系统，由三十颗卫星组成，其中由24颗中圆地球轨道卫星3颗倾斜地球同步卫星和3颗地球静止轨道卫星，2020年7月31日，已经91岁高龄的孙家栋院士坐着轮椅，出席了北斗三号全球卫星导航系统仪式。

这也标志了中国在自主建造独立运行的全球卫星导航系统已经全面建成，北斗卫星系统采用了多种先进的技术，实现了高精度同步，大大提高了系统的性能，据官方统计北斗系统的水平定位精度大于在10米，速度在每秒0.2米，为全球领先水平。

卫星方面北斗系统的卫星数量更是达到了30颗以上，远远超过了其他系统，运行起来更加的稳定，目前北斗卫星系统广泛应用于交通运输交通安全等行业，北斗系统能为高铁提供精确的起降引导和空中交通管制，为公路客运车辆提供了智能调度。

在救灾减灾方面，北斗系统能够很好的进行地震预警和灾情评估，为灾后重建规划提供了重要的帮助，在自然灾害频发的情况下，这个功能就能很好的体现出来了，从军事角度上看，中国的北斗卫星能够提供高精度和可靠性极强的导航服务。

比如我们的导弹战斗机驱逐舰攻击潜艇等等，这些武器都能通过北斗卫星的定位系统，从而精确的定位和攻击目标，可以说已经完全的摆脱了美国的GPS的限制，北斗系统的建成运营，使中国摆脱对外国卫星导航系统的依赖，具有重大战略意义。

这不仅将促进北斗产业的快速发展，也将给中国经济社会发展带来深远影响，北斗是一个世界级的卫星导航系统，它不仅在技术上先进，还具有自主可控和开放包容的特点，不仅能够在美国关闭GPS的情况下保证中国导弹的正常发射，还能为全球用户提供更高效更安全更智能的服务。

北斗是中国对人类文明进步和社会发展做出的重要贡献，也是中国实现民族复兴和国家富强的重要标志。