美國GPS從上世紀(jì)70年代起步，到90年代組網(wǎng)完成，就靠24顆衛(wèi)星撐起全球定位大網(wǎng)。

這些衛(wèi)星在中地球軌道上飛，高度兩萬多公里，分布在六個平面，每個平面四顆。

它們繞地球轉(zhuǎn)一圈要12小時左右，這樣設(shè)計能讓地球上任何角落隨時看到至少四顆，確保信號不掉鏈子。

其實GPS的24顆是基本配置，實際在軌的多了些，達到31顆，包括備用以防萬一。

系統(tǒng)設(shè)計時，美國人考慮地球自轉(zhuǎn)和衛(wèi)星運動，軌道傾角55度，避免極地信號弱。每個衛(wèi)星帶原子鐘，時間準(zhǔn)到納秒級，接收器通過信號延時算位置。

早年軍用為主，后來民用開放，精度從10米級提升，現(xiàn)在全球覆蓋率高，成了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

中國北斗起步晚，1994年才正式項目上馬，到2020年全球組網(wǎng)。

北斗三號在軌39顆衛(wèi)星，不是簡單堆數(shù)量，而是混合軌道策略：24顆中地球軌道，3顆地球靜止軌道，3顆傾斜同步軌道，外加備份。

靜止軌道衛(wèi)星固定在天上，提供穩(wěn)定信號。傾斜軌道則補高緯度盲區(qū)。這種布局讓北斗在亞太地區(qū)精度更高，達2.5米，比GPS民用版強。

北斗多出那么多顆，一個原因是軌道資源有限。先發(fā)國家如美國、俄羅斯占了低軌好位置，中國后來者只好選更高軌道。

更高處覆蓋范圍小，要多放衛(wèi)星補齊。GEO衛(wèi)星高度3.6萬公里，信號強但區(qū)域窄，需要搭配MEO來全球鋪開。

北斗從雙星定位起步，逐步擴到區(qū)域，再到全球。工程師們面對技術(shù)封鎖，自力更生搞原子鐘和星間鏈路，不用全球地面站也能運轉(zhuǎn)。

相比GPS統(tǒng)一軌道，北斗混合模式雖非衛(wèi)星，但靈活性高，尤其適合中國地形復(fù)雜。

美國GPS軍民兩用，控制權(quán)在手，能隨時關(guān)民用信號。中國北斗強調(diào)自主，避免依賴，記得銀河號事件，美方切GPS讓貨船迷航。

不止技術(shù)，北斗有人情味的一面。它幫漁民報平安，地震時傳求救，融入高鐵調(diào)度和共享單車。

相比GPS主導(dǎo)市場，北斗免費開放，推動“一帶一路”國家用上，巴基斯坦軍用，突尼斯無人車。

GPS精度9米，全球用戶多，生態(tài)成熟。北斗追趕中創(chuàng)新，衛(wèi)星多換來區(qū)域優(yōu)勢。兩者兼容，設(shè)備可雙用，提升整體體驗。未來，北斗計劃升級，融合5G大數(shù)據(jù)，精度厘米級。

衛(wèi)星多寡不是勝負，關(guān)鍵是服務(wù)人民。美國24顆高效，中國39顆穩(wěn)健，各有道理。北斗的存在，讓我們出行更安心，不再怕信號丟。

發(fā)展到今，北斗已超48顆在軌，覆蓋全球130國首都，可見星數(shù)有時勝GPS。東京上空20顆，精度提升明顯。工程師強調(diào)，后發(fā)優(yōu)勢在于學(xué)別人長處，加自己特色。

最后，衛(wèi)星導(dǎo)航不只是冷冰冰科技，它連著生活點滴。從開車避堵到救援生命，GPS和北斗都功不可沒。

參考資料：

1、擁有39顆衛(wèi)星的北斗系統(tǒng)是什么？只需聽懂7個“3”！ 中科院格致論道 2019-09-05