中國衛(wèi)星導航定位協會

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北斗導航系統為何發(fā)射數量已達到41顆，不是只需36顆星？
SilentTurbine
2018/11/09 09:24
北斗導航系統想要最后形成全球導航的能力，一共需要35顆衛(wèi)星(不是題目中說的36顆衛(wèi)星)，但是為什么到現在位置已經發(fā)射了41顆導航衛(wèi)星，卻還沒有形成全球導航的能力呢?
首先，北斗衛(wèi)星是分成不同型號的。
北斗衛(wèi)星系統不是一蹴而就的，而是分成北斗一號、北斗二號、北斗三號三個不同的型號【如下圖所示】。其中北斗一號是用來進行試驗并且搶占通訊頻道的;北斗二號在北斗一號的基礎上進一步進行試驗，并且提高北斗導航的精度;等到前面兩個型號的北斗衛(wèi)星打好基礎之后，北斗三號才上線，最后的35顆衛(wèi)星的完全體還是要依靠北斗三號來完成。
而只要看一下這41顆衛(wèi)星的組成，北斗一號因為是試驗衛(wèi)星，而且現在已經停止工作，所以沒有計算在內;北斗二號一共發(fā)射了19顆，而北斗三號才剛剛發(fā)射了22顆，離35顆的最終形態(tài)還差一些。
其次，35顆衛(wèi)星不是全部一樣，而是有不同的功能，需要依次發(fā)射。
規(guī)劃中，北斗三號的這35顆衛(wèi)星包括了如下三個部分：
1，中地球軌道，9顆衛(wèi)星為一組，一共三組共27顆衛(wèi)星，保證在地球上任意一個位置頭頂上都有至少4顆衛(wèi)星——這些衛(wèi)星是全球定位的主力軍。
2，同步軌道衛(wèi)星，一共5顆衛(wèi)星，這五顆衛(wèi)星在地球上看起來是固定在赤道上方不動的，就好像是燈塔一樣。這些衛(wèi)星是用來提供“短報互文”功能的，簡單說就是通過衛(wèi)星發(fā)送短信，這是北斗相對GPS獨有的功能。
3，傾斜同步軌道，一共3顆衛(wèi)星，這三顆衛(wèi)星雖然也是在地球地球同步軌道上，但是因為不處于赤道上方，在地面上看起來還是有運動的，只是運動的幅度不是特別大，基本上處在中國附近【軌跡如下圖所示】，這3顆衛(wèi)星是最先發(fā)送到太空中，首先給中國地區(qū)提供導航信號的。
所以說我們可以看到北斗最后的樣子如下圖所示，最中間的大圓圈就是5顆同步軌道衛(wèi)星，斜著的三個大圈是3顆傾斜同步軌道衛(wèi)星，而里面的小圈就是三個軌道共計27顆中軌道衛(wèi)星。
簡單說，先是傾斜軌道衛(wèi)星打頭陣，給中國人民先提供導航，然后再發(fā)射中軌道衛(wèi)星和同步軌道衛(wèi)星，最終才能夠形成全球導航和短報互文的完全體功能。
根據不同的衛(wèi)星型號和衛(wèi)星功能，這些衛(wèi)星發(fā)射上去有先后的順序，前后跨度幾十年，甚至于新的衛(wèi)星還沒有發(fā)射上天，老的衛(wèi)星壽命已經到了，所以才會發(fā)生35顆衛(wèi)星可以組網，但是發(fā)射了41顆衛(wèi)星還沒有形成全球導航能力的情況。
事實上，相比GPS系統和俄羅斯的格洛納斯系統，北斗衛(wèi)星的數量真的已經是很少了。GPS衛(wèi)星從1978年發(fā)射第一顆原型衛(wèi)星以來，一共經歷了兩代、6個系列的衛(wèi)星，現在能夠查到的就已經發(fā)射60顆衛(wèi)星，實際上上述的統計數據只是在2014年之前的，因此實際發(fā)射數量還遠遠不止這些;格洛納斯系統就更加夸張，在上個世紀九十年代之前就發(fā)射了超過84顆衛(wèi)星。
不過因為有北斗二號和已經投入工作的北斗三號衛(wèi)星打底，北斗系統已經實現了亞太地區(qū)的導航能力【服務范圍如下圖所示】，所以在國內的手機都可以通過北斗衛(wèi)星提供的定位信號來導航。
現在北斗三號進入密集發(fā)射期，預計2020年就可以形成全球導航的能力，一旦35顆衛(wèi)星全部組網，那么北斗系統最終可以實現全球導航。