美國那套GPS系統(tǒng)，起步可早了，上世紀(jì)70年代初就動起來了。那時候，他們國防部瞄準(zhǔn)了軍用需求，1973年正式批了項目，打算給部隊提供準(zhǔn)準(zhǔn)的定位。

那年頭航天技術(shù)還挺原始的，美國人一步步試，1978年2月才把第一顆衛(wèi)星送上天。整個系統(tǒng)設(shè)計得挺聰明，用的是中地球軌道，高度兩萬公里出頭，分成6個軌道平面，每個平面塞4顆衛(wèi)星，總共24顆。軌道傾角定在55度，這樣能保證地球上絕大部分地方都能看到至少4顆衛(wèi)星信號。

為什么非得4顆呢？這跟定位原理脫不開關(guān)系。用戶位置得靠經(jīng)緯高三個坐標(biāo)來定，加上時間偏差，總共四個未知數(shù)。三顆衛(wèi)星能大致算出位置，但原子鐘再準(zhǔn)，也免不了微小的誤差，光速傳播下，一丁點偏差就可能拉大上百米的錯位。

第四顆衛(wèi)星就派上用場了，能多提供一個方程，幫著校準(zhǔn)時鐘差。實際運行中，系統(tǒng)還備了些額外衛(wèi)星，現(xiàn)在在軌的達到31顆，包括備份的。要是哪顆出故障，替補馬上頂上，保持覆蓋不掉線。

美國人占了個大便宜，早早搶了低軌道的黃金位子。太空資源有限，先到先得，他們的衛(wèi)星信號衰減小，傳播穩(wěn)，24顆就夠鋪開全球網(wǎng)。1993年初步組網(wǎng)，1995年全面投用。

那時候，中國和其他國家都得借用他們的民用信號，軍用版他們自己獨享，精度高得多。和平期大家用著還行，可一到關(guān)鍵時候，美國就能關(guān)信號或加干擾，別人就傻眼了。

中國搞北斗系統(tǒng)，起因說來挺窩火的。1996年臺海那邊形勢緊，解放軍搞軍演，往東海預(yù)定水域打?qū)?。第一發(fā)準(zhǔn)準(zhǔn)砸中目標(biāo)，可后兩發(fā)突然偏了，事后查明，可能是美國斷了區(qū)域GPS信號。

導(dǎo)彈沒了準(zhǔn)頭，美軍航母編隊還晃蕩在那，中國艦艇難鎖定位置。這事兒讓高層意識到，導(dǎo)航命脈得攥在自己手里，靠別人等于把安全拱手讓人。從那以后，自建導(dǎo)航系統(tǒng)成了當(dāng)務(wù)之急。

其實，早幾年中國就用美國GPS撐著，但這回鐵了心獨立。1994年北斗一號項目上馬，那時條件苦，技術(shù)底子薄，但一步步來。

2000年10月31日，第一顆靜止軌道衛(wèi)星上天，12月21日第二顆跟上，北斗一號初步建成，用兩顆GEO衛(wèi)星加一顆備份，覆蓋國內(nèi)，提供有源定位。成了世界上第三個有導(dǎo)航系統(tǒng)的國家，雖說只是區(qū)域的，但從無到有，跨了大步。

北斗二號2004年推進，目標(biāo)是亞太覆蓋。2007年4月，第一顆中圓軌道衛(wèi)星發(fā)射，2011年多箭一發(fā)技術(shù)熟了，一次能送兩顆。2012年系統(tǒng)組網(wǎng)，16顆衛(wèi)星（6GEO、6IGSO、4MEO）在軌，服務(wù)亞太。信號強度比GPS強，用戶在山區(qū)或城市里接收更穩(wěn)。

北斗三號2015年起步，試驗衛(wèi)星3月上天。2017年11月，雙星發(fā)射，2018年一年10箭18星，創(chuàng)紀(jì)錄。2019年繼續(xù)，2020年6月最后一顆入軌，系統(tǒng)全球覆蓋。

為什么用39顆？不是技術(shù)落后堆數(shù)量，早年低軌道好位子被美國和俄羅斯占了，中國起步晚，只能選更高軌道，如靜止和傾斜同步。

這些軌道信號傳遠，衰減厲害，要想全球覆蓋和精度不掉隊，就得多放衛(wèi)星補償。北斗用混合星座：24顆MEO管全球，3顆GEO盯中國，3顆IGSO強亞太，總39顆包括備份，確保冗余。

多出的衛(wèi)星不是白費，幫著提升亞太信號強度，高出GPS 30%。精度實測2-3米，用星基增強能到厘米級。系統(tǒng)還能自主跑60天，不用地面站天天管，戰(zhàn)時抗毀強。

北斗三號2020年7月31日正式開通，在軌衛(wèi)星45顆，包括老二號的15顆和新三號的30顆。全球用戶超200國，精度全球3.6米，亞太2.6米。

國際上，北斗進聯(lián)合國GNSS，提供兼容服務(wù)。跟其他系統(tǒng)互操作，資源共享。備份衛(wèi)星繼續(xù)發(fā)，提升穩(wěn)健性。北斗成國家名片，推動經(jīng)濟，服務(wù)全球。不是跟美國比高低，而是實打?qū)崕陀脩艚鉀Q問題。

總的來說，美國GPS靠早起步和純中軌設(shè)計，24顆就行。中國北斗因歷史和資源限，選混合路子，多用15顆衛(wèi)星，但換來區(qū)域強、功能多、可靠高。衛(wèi)星導(dǎo)航這領(lǐng)域，各有各的招，用戶得益最大。想想手機地圖準(zhǔn)不準(zhǔn)，北斗功勞不小。