四十五颗“北斗”卫星群组网!美国GPS垄断玩不转了

上周五,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功发射了第四十五颗北斗导航卫星。至此,我国北斗三号的卫星定位系统,在数量上已经超越GPS,并且掌握了覆盖全球能力!中国人自主的定位网络将很快普及全球,在全球范围全天候、全天时,为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。

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45颗卫星 一张网 整个世界!

为了拥有中国自己的全球卫星定位系统,中国航天人经历了太多的不易与艰辛。由于西方对中国航天事业的猜忌与敌意,我国在研发北斗的过程中,大部分技术都无法得到外部的帮助与借鉴。甚至连频率,信号段都一度被欧洲人争夺。在经历了三代航天人的青春与付出,上百次的精准发射,多次国际组织间的据理力争后,我们才迎来了“北斗”卫星定位系统的成功。这么一个美国早已向全世界开放,人人都可以免费使用的卫星定位服务。为什么中国要不惜艰难险阻,硬是要发展自主的技术呢?这事要从世界上最早的定位系统———美国GPS系统说起!

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美国GPS系统已成熟运营数十年

在移动互联和个人智能终端高速发展的今天,我们身边被各种电子设备环绕着。我们享受科技便利的同时,这些服务也直接或间接的收取着费用。然而有一项我们依赖多年的科技服务,却始终默默保持着免费————这就是美国GPS(全球卫星定位系统)。无论是飞机船舶汽车导航,还是打的共享单车和叫外卖。今天的我们已经离不开这种,依靠卫星不间断定位的技术。不过,这项服务可不是真的不花钱!只是对于我们使用者免费了而已。其实GPS的开支一直由美国政府承担着,美国纳税人每天就要花费两百多万美元,单是用于维持系统的运作与维护。这么个亏本买卖,为什么美国人愿意一直干呢?

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卫星卫星我在哪

让我们回到1964年,美国军方开始组建早期的卫星定位系统。在那个冷战正酣的年代,开发这种系统当然是为了用于军事!最初发射的6枚卫星,让美国人初步获得了敌我战舰,飞机,潜艇的定位信息。在冷战中,能够准确掌握敌我位置这些讯息,就足以在战争中获得先机。随着技术的发展,美国在1978年开始组建第一个覆盖全球的卫星定位网络——NAVSTAR。一共有11枚这种卫星被送入了绕地轨道。除了第7枚(NAVSTAR 7)发射失败之外,剩下的卫星很快完成了组网定位。美国航天局借此获得大量经验后,第二批由24颗卫星组成的第二代卫星定位系统,很快被研发出来。这一代的系统定位精确,反应灵敏。今天我们所熟悉的GPS开始初具雏形!

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第一代全球定位卫星——NAVSTAR

这些定位卫星飞行的轨道,覆盖整个地球的上空。能保证在地上任何时间地点,都有至少4颗卫星实施定位。根据卫星与使用者相对位置的三维数据,就可以计算出使用者所处的位置,行进方向,速度及海拔等讯息。定位卫星以每小时14000公里的速度高速飞行,并不断用所携带的原子钟修正与地面的时间差。通过复杂的时间,空间,位置讯息换算,GPS系统可以把定位误差缩小到数米之内。

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同时在位的卫星数量越多 定位信息就越准确

不过这么便利的定位系统,直到80年代还只是一项昂贵的军用技术——毕竟美国人也担心,这么好用的技术一旦放开民用,被敌对国家抄了家可怎么办!直到冷战中发生的一场悲剧,改变了一切!

1983年,苏联空军一架苏15战斗机,击落了一架误入其领空的韩国波音707民用客机。飞机被空空导弹击中后,坠入大海解体。机上16个国家和地区的269名乘客与机组人员全部遇难。悲剧发生后,冷战大国间围绕这次误击的责任开始了扯皮。不过人们很快意识到,如果当时客机能拥有更好的定位技术,就可能避免误入苏联领空。为了避免更多悲剧发生,时任美国总统里根宣布,GPS定位系统向全世界开放,而且费用全免!

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SU15的这次误击 让它一夜成为击落平民最多的机种

当然了,冷战时期的美国对技术公开也留了一手——民用卫星信号经过军方的技术干扰,定位讯息会被小范围打乱,形成约100米的误差。这样的误差在当时足以民用,但是无法用于精确的军事打击。这是为了保证美国军队在战时,仍然拥有精确定位的优势

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海湾战争中 美军已经开始依赖GPS进行夜间调度与协调

不过随着民用科技发展,车载导航等定位服务的出现。美国商业企业和民众也越来越不满足于100米的定位精度。政客们开始游说政府解除误差干扰,提高民用GPS的精度!2000年,克林顿总统终于签发命令,宣布解除军方对GPS的干扰。至此,全世界用上了高精度定位系统,而美国政府的这一举措,其实也是看中了其中巨大的商业潜力。

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现代社会离不开精确定位服务 国家经济和国防更是严重依赖

不过美国人提供这样的便利,显然不只是为了做慈善而已。如果你一旦与美国关系紧张,兵戎相见的美国人就会立刻收回GPS这个“免费的午餐”!在两次伊拉克战争中,美军都对伊拉克当局的GPS信号进行了干扰,让所有定位系统瞬间失灵。1991年,多国部队坦克向萨达姆的共和国卫队装甲师进攻前,美军还实施了电磁波全频道阻塞干扰!

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电磁干扰配合铺天盖地的空袭 让多国部队的装甲师得以长驱直入

这样的军事行动,让世界许多国家认识到,只要美国人想动手,随时都可以屏蔽任意对象的定位服务。无论是出于商业目的,还是军事目的,这样的做法都将是毁灭性的。现代社会关键技术受制于人,是一个经济军事大国无法忍受的。

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伊拉克部队撤退途中被联军定位 惨遭空袭全灭的著名死亡公路

于是,包括中国在内的欧盟,俄罗斯甚至印度,日本,都开始发展自己的定位系统。今天我们的北斗打破美国的垄断,成为第一个动摇美国GPS在全球地位的系统。这说明全球卫星定位的核心技术,已经牢牢掌握在中国人自己的手中。别国再也不能用这项技术,来卡我们的脖子了!

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在地球轨道的一众蓝线之中 终于有了一缕缕坚强的“红”!


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