免費的GPS,為什麼中國卻不蹭？

GPS與北斗有啥不一樣？對我們的生活有什麼影響？這是一個很有深意的話題。關於北斗，各類學術文章有很多，但太專業，普通人很難懂，看一會兒就沒興趣了，今天我就從閑談的角度出發，來侃一侃北斗COMPASS!

網路上有很多北斗導航衛星相關的資料，多數是宣傳政府科研實力的報道，內容比較單一，不便於讀者全面了解，並且很多是非專業人士寫的。科技報道不是由科技人士撰寫，而是文科出身的記者提筆，只能觸及北斗的表面，無法知其深意。這種現象是國內科技報道的頑疾了。

不僅僅是外行，包括許多測繪人，對北斗的理解還停留在「版的GPS」這樣一個模糊的概念。其實在這麼多宣揚的科技裡面，北斗衛星導航系統是很靠譜的一項，是能夠撐起「製作」的扛鼎之作，有必要了解那些你所不知道的北斗衛星。

北斗的命名

北斗衛星導航系統，英文名COMPASS，中文音譯為BeiDou。其實從「北斗」這個命名說來也是大有文章，其一：Compass單詞的意思是指南針，司南。而指南針作為古代四大發明之一，從它的發明伊始，就是作為導航工具。其二：司南，咱們都知道它是個磁石勺子，古人用來辨別方向的一種儀器，由於磁鐵指南，故名司南，而勺子又象徵著北斗七星，與北斗導航一拍即合。此時不得不說中華文明的博大精深。

為什麼要建設北斗？

GPS對全世界的來說是個福利，但在軍事方面卻是個問題。所以美國將GPS分為民碼和軍碼，對外開放的只是民碼，精度比美國軍方使用的軍碼差了十倍。更重要的是，萬一跟美國打起了仗，人家把GPS民碼給你一停，你不就懵了？

所以說，他國的軍備絕不能依賴美國的GPS，必須要發展本國的定位導航系統。當然，全球定位導航系統只是少數大國的權利，因為全球定位導航系統實在是太浩大，綜合國力微弱的小國家們根本就造不起，還是老老實實地繼續用GPS吧！

北斗一代的由來

中華名族向來就是個有抱負的名族，在定位導航衛星這事上很重視。實際上從上個世紀70年代就已經開始用心了，七五規劃中提出了「新四星」計劃，隨後提出過單星、雙星、三星、三到五顆星的區域性系統方案，以及多星的全球系統設想。研究、論證、再研究、再論證……從來就沒有停止過。

80年代初期，以「兩彈一星」元勛成芳允院士為首的專家團體提出了雙星定位方案，這是當時公認的最優方案，但因經濟條件等原因擱置了十年。1991年，美國的GPS在海灣戰爭中的應用非常成功，於是徹底把人打醒了，決策層深刻意識到沒這東西是真的不行，雙星定位方案馬上啟動。

當時的國情是又沒經驗又沒錢，剛起步可得悠著點，從小打小鬧開始吧，上來就玩大的容易玩脫。懂點GPS定位原理的都知道，在空間中至少要有三顆衛星才能定位，我們的雙星定位方案怎麼定位呢？原來雙星定位方案中有個高度儀，用戶需要自測高程，並將結果作為第三個坐標。那為什麼不幹脆發射三顆衛星呢？原因很簡單，高度儀很便宜，衛星很貴……

只有兩顆星，當然不能像美國GPS那樣搞中軌道的，軌道低了覆蓋面就小，兩顆中軌道衛星多數時間會在上空以外的地方飛行，那大陸還咋用呢？因此只能搞高軌道的，而且還得是靜止的，這樣才能妥妥地停在大陸的上空。靜止高軌道是雙星定位的必須選擇，從技術上講這毫無疑問是正確的，但卻埋下了性能不強的隱患，這就是要談的下一個問題，北斗一代的缺陷。

北斗一代的缺陷

衛星相對地面物體被測物體的相對速度越大，多普勒效應越明顯，定位就會更加準確，這甚至是定位導航衛星的核心原理基礎。由於北斗一代的這兩顆衛星的軌道很高，導致了地面被測物體與衛星的相對速度很低，於是多普勒效應就不明顯，其定位精度自然遠遠比不過GPS。

平心而論，北斗一代已經達到了設計指標，工程是非常成功的，畢竟就只有兩顆星嘛，怎麼能跟幾十顆衛星的GPS相比呢，好比是你花了幾百塊買了個腳踏車，罵它不如小車好，這是有失偏頗的。

北斗曾經加入伽利略計劃

北斗一代的使用體驗比較差，怎麼辦？這時看上了歐洲的伽利略計劃，這是歐洲國家聯合搞的全球定位導航衛星系統計劃，因為這個項目實在是太燒錢，歐洲有技術但缺錢，於是他們盯上了土豪，當時正因為北斗一代不給力而發愁呢，自然是一拍即合。

據報道稱加入了伽利略計劃，並且很大方的交了兩個億的入會費。但越來越覺得不對勁，歐洲居然把日本和印度也拉入伙了，他們出的錢少但權利不少，這不是把作寶搞嗎？而且這兩個國家本來就是我們的冤家，於是乎退出單幹，開始發展北斗二代。北斗二代計劃在2020年前發射35顆衛星，形成全球性的定位導航系統。

太空資源分配

北斗二代的規模與GPS相當，申請的軌道和頻率與歐洲伽利略比較一致，這就不可避免地遇到了衛星軌道和頻率爭奪的問題。衛星軌道和空間頻率是人類共有的資源，那該如何分配呢？國際規則是先佔先得。該原則是西方發達國家制定的，他們認為各國都有同樣機會的公平原則。即使你覺得沒道理，你也沒能力阻止發達國家占軌道和頻率。

2005年伽利略計劃的第一顆衛星上天了，但是因為缺錢而沒有開通頻率。隨後北斗二代的第一顆星也隨後上天了，而且上去就開通了，這下就把軌道和頻率都占上了，這為啥呢？因為有錢，任性！

歐洲伽利略那邊慢悠悠，而這邊的北斗接二連三，後來還搞起了一箭雙星，而伽利略計劃和北斗二代有些頻率是重合的，雙方都在國際電信聯盟組織備案了，誰先佔上就算誰的，的快節奏把歐洲搞急眼了，通過美國給施壓，要求放慢腳步等等友好的歐洲人民。

以前歐美國家經濟技術壓制時搶佔資源，技不如人只能認慫，好不容易翻盤了，現在要又我謙讓？想太多。不理會歐美的抗議，按既定的節奏繼續發射衛星。

北斗地基增強系統

雖然現在還沒有把35顆衛星打全，但亞太地區的北斗二代定位導航網路已經建起來了，並已投入了使用。GPS和北斗的中軌道運動衛星都是30顆，它們各在太空上織就了一張網，GPS網眼最密處是在美國上空，北斗二代網眼最密處在上空，為本土提供服務是第一要務。

目前華測承建最大省級北斗地基增強系統，該系統由100座基準站組成的基準站網路、數據處理系統、運營服務平台、數據播發系統和用戶終端組成。

對於亞太國家來說，北斗比GPS更有優勢。亞太國家認識到了北斗的優勢，政府也積極推動北斗二代在亞太地區的應用，於是泰國、馬來西亞、汶萊、印度尼西亞、柬埔寨、寮國等國家派出了19名專家，於2014年7月來到考察北斗二代，研究討論合作的事項。

泰國專家表示，有些GPS衛星的信號泰國收不到，而北斗所有的衛星信號都能接收到，當然要建設北斗地基增強系統，而且泰國現在已建成了首批CORS站（連續運行衛星定位導航服務系統）。馬來西亞緊隨其後，將成為北斗地基增強系統的下一個落戶的國家。

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