全球衛星為什麼不一樣
『壹』 中國的「北斗一號」系統與美國和俄羅斯的全球導航衛星有什麼差距
「北斗一號」是世界上第一個區域性衛星導航系統。與全球性的系統相比,它能夠在很快的時間內建成,用較少的經費建成並集中服務於核心區域,是十分符合我國國情的一個衛星導航系統。
美國的GPS系統,由30顆在軌衛星組成,其中4顆為備份星。它們均勻地分布在6個軌道上。GPS是一個接收型的定位系統,只轉播信號,用戶接收就可以定位,不受容量的限制。
「北斗一號」屬於主動式的。就是說,「北斗一號」是用戶先發射需要定位的信號,通過衛星轉發至地面控制中心,地面控制中心解算出位置後再通過衛星轉發給用戶。
而GPS和格洛納斯只需要接收4個衛星的位置信息,由自己解算出三維坐標。這是由於「北斗一號」本身是兩維導航系統,僅靠兩顆星的觀測量尚不能定位,觀測量的取得及定位解算均需在地面中心站進行。
「北斗一號」區域衛星導航系統具備在中國及其周邊地區范圍內的定位、授時、報文和GPS功能。但由於該系統用戶無法保持無線電靜默,也無法在高速移動的平台上使用,「北斗一號」系統不適合用於軍事用途。
中國的「北斗一號」系統,與美國和俄羅斯的全球導航衛星尚有較大的差距。「北斗一號」定位系統只能覆蓋中國和周邊一些國家和地區,是區域性而不是全球性的,它只是在亞太地區。美國和俄羅斯的導航衛星則是全球性的。
『貳』 為什麼人造衛星環繞地球的軌道不一樣
那是根據衛星的用途和各國的技術水平來的。朝、韓那些能發上去繞兩圈就不錯了,至於軌道什麼的,隨便了。如果是偵查衛星和地球資源衛星,你要觀察的地方必須在軌道下面啊,比如我們要看北美大陸的情況,衛星就得往那兒放,要是繞到南美去了豈不白瞎?而通訊衛星之類的,為了達到能固定在相對不變的位置,就一定要發射到地球同步軌道才行。
『叄』 人造衛星環繞地球的軌道為什麼不一樣
在地球上空運行的人造衛星,按其軌道離地面高度來區分,可分為三種,即近地軌道(小於600千米)、中軌道(600~3000千米)和高軌道(大於3000千米)。不同用途的衛星,運行不同的高度。需要對地面目標進行仔細觀察的衛星,通常運行在近地軌道,如科學實驗和偵察衛星等;需要對地球進行頻繁地、周而復始地觀察的衛星,通常運行在中軌道,如極軌氣象衛星和資源衛星等;而對一些要求在空中「固定不動」的衛星,如轉播電視的通信衛星,則採用地球靜止軌道。這個軌道在地球赤道平面內,離地面35860千米。因為在這個軌道上,衛星繞地球自西向東旋轉,速度為3.075千米/秒, 正好等於地球自轉的速度,地面與衛星就相對「不動」了。
『肆』 世界的衛星飛的高度都一樣么
不知道你是否留意過,我們提起衛星時總說它在某高度的「軌道」上.
這是因為,為了讓衛星不使用人為動力就能繞地球飛行,它的高度和速度之間有著非常嚴格的關系,簡單說,就是讓在這個高度時(軌道半徑),這個速度所需的向心力剛好抵消了地球引力.
所以,相同高度(軌道)的衛星速度必然一樣,而且國際上衛星旋轉的方向是約定了的,所以不可能相撞.
當然,也有特例,就是衛星改變軌道(上升或者下降)時,穿越了別的衛星的軌道,那時撞在一起當然可能了.
至於所謂重力臨界點,不知道這是個什麼概念
『伍』 北斗與伽利略全球衛星的區別
原理相同,軌道不同,GPS/GLONASS/伽利略都是單一的中高軌道,而北斗二代的軌道分為三個組成部分。之所以要用這么復雜的方案,是和三種軌道的特性和我國的特點決定的。
北斗一代是靜止軌道,到二代中這些已經發射的衛星可以用於給民航飛機進場導航等高精度的導航目的,這種功能稱為區域增強;由於這種軌道可以在一代和二代中兼容,所以最早發射的就是這種軌道。
其次是36000公里的同步軌道,這種軌道的優點是可以和靜止軌道的衛星組合,在亞太地區率先形成高精度導航能力,缺點是全球覆蓋能力不足,所以是現在才發射。
最後是中高軌道,理論上可以只使用這一種軌道,但是這樣需要較長的時間才能具備全球導航能力,所以要放到最後發射。
參考資料:
回答者:傷心的雪峰 - 初學弟子 一級 4-14 15:29
核心提示:除了美國的GPS系統、俄羅斯的GLONASS系統和歐洲的「伽利略」系統,中國也已經開始建設自己的「北斗」全球衛星導航定位系統。該系統開放服務的定位精度為10米,授時精度為50納秒,測速精度0.2米/秒,將成為一個極具戰略意義的兵力倍增器。
隨著第一顆試驗衛星Glove-A的發射,歐洲的「伽利略」系統(民用信號精度1米)正式起步。俄羅斯則開始重建自己的GLONASS系統,並計劃向全球提供服務。而中國也已經逐步開始建設自己的「北斗」衛星導航系統,並逐步將服務范圍從中國和周邊地區擴大到全球。美國研製了兩種新型GPS衛星,進一步提高了性能,還計劃將衛星導航的領域擴展到近地空間以外的地方。
民用信號精度達1米的歐洲「伽利略」系統
正式起步的歐洲「伽利略」(民用信號精度1米)系統為了擺脫對美國GPS系統的依賴,歐空局和歐盟於1999年合作啟動了「伽利略」項目。計劃中的「伽利略」系統由30顆衛星組成,可以提供定位精度為1米的民用信號。2005年12月28日,首顆試驗衛星Glove-A發射成功,標志著「伽利略」系統建設的里程碑。Glove-A進入23260千米高的軌道後,先後順利地完成了太陽能電池帆板展開和星載計算機軟體的上載、系統功能檢測等活動。今年1月12日,Glove-A開始向地面控制中心發送信號。目前,該衛星正在軌道上進行各種功能模塊測試。第二顆試驗衛星Glove-B原定於今年4月發射,但由於星載計算機出現故障,其發射日期至少被推遲到明年春。另外4顆在軌驗證(IOV)衛星正在製造之中,預計將於2008年底前全部發射入軌。
作為「伽利略」系統最早的非歐洲合作夥伴國,中國已開始承擔該系統IVO階段的11個項目,涉及空間段、地面段和應用段的工作任務,並將在未來參與衛星的製造,提供激光反射器、搜索救援組件和其他部件。
俄羅斯重建GLONASS系統
全球衛星導航系統(GLONASS)由蘇聯於20世紀70年代開始建設,並於1993年啟用。該系統由24顆衛星組成,主要應用於軍事領域。與美國的GPS系統相比,GLONASS系統採用了不同的軌道和信號頻率,更注重對高緯度地區的覆蓋,而且具有較強的抗干擾能力。前蘇聯解體後,繼承了GLONASS系統的俄羅斯一度因為經濟困難而無法為到壽失效的衛星發射替代衛星,使系統的在軌衛星數量急劇下降,嚴重影響了其使用效能。
近年來,隨著俄羅斯經濟狀況的好轉和衛星導航定位市場的蓬勃發展,俄羅斯已經開始重建GLONASS系統,並積極將該系統向全球民用市場推介。目前在軌的GLONASS衛星為14顆,包括去年12月末發射的3顆。按照計劃,俄羅斯還將在今年12月再發射3顆新一代GLONASS衛星,預計於2010年左右使衛星數量達到「滿員」狀態。
俄羅斯的GLONASS衛星
為了獲得更多的民用市場份額,負責管理GLONASS系統的俄羅斯軍隊總參謀部已經決定從明年1月1日起取消對民用信號的精度限制,首先為俄羅斯經濟發展和交通運輸提供高精度導航定位服務,並為2010年向全球提供商業服務奠定基礎。目前GLONASS系統的民用信號定位精度為30米,與美國的GPS系統(民用信號精度10米)和歐洲「伽利略」系統(民用信號精度1米)尚有一定的差距。
中國的「北斗」系統
進化的中國「北斗」系統中國先後在2000年10月31日、2000年12月21日和2003年5月5日發射了3顆「北斗」靜止軌道試驗導航衛星,組成了「北斗」區域導航系統(註:又稱為「北斗1代」衛星導航系統)。該系統具備在中國及其周邊地區范圍內的定位、授時、報文和GPS廣域差分功能。但由於該系統用戶無法保持無線電靜默,也無法在高速移動的平台上使用,「北斗1代」系統不能用於軍事用途。
隨著應用領域的日益擴大,中國衛星導航定位的市場規模從2000年的不到10億元增長到了2005年的120億元。在此背景下,中國已經開始建設自己的「北斗」全球衛星導航系統(北斗2代)。
中國於2000年投入使用的「北斗一號」系統
「北斗」全球衛星導航系統的空間段由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成,可提供開放服務和授權服務兩種服務方式。開放服務是在服務區免費提供定位、測速和授時服務,定位精度為10米,授時精度為50納秒,測速精度0.2米/秒。授權服務是向授權用戶提供更安全的定位、測速、授時和通信服務以及系統完好性信息。按照計劃,中國將在2007年初發射兩顆靜止軌道導航衛星,2008年末發射首顆非靜止軌道衛星,逐步將服務區域從中國及周邊地區擴展到全球。
「北斗」全球衛星導航系統建成後,中國軍隊也將擁有自主的全球衛星導航手段,車輛、單兵、艦船乃至高速移動的飛機和導彈都可以應用。可以預見,「北斗」將成為一個具有重大戰略意義的兵力倍增器。
「北斗二號」將成為中國的GPS制導炸彈的導航星座。
美國的新一代GPS衛星
新一代美國GPS衛星登場在上述國家的同類系統建成和完善之前,美國憑借著雄厚的國家實力運行著的目前世界上最為成熟和完好的全球衛星導航系統——GPS系統,由30顆(4顆為備份星)在軌衛星組成。早期GPS系統對民用信號的定位精度進行了人為限制,只有100米左右,但隨著2000年後取消這一限制,目前GPS可以提供的民用信號定位精度為10米左右。隨著可提供1米級民用定位精度的「伽利略」系統在未來的投入使用,GPS系統可能被迫進一步開放民用信號的定位精度限制。
GPS衛星已經發展了兩代,目前最新的型號為GPS IIR-M和GPS IIF,分別由洛克希德·馬丁公司和波音公司製造。GPS IIR-M衛星已經成功發射了3顆。這種衛星採用了改進的天線,可以提供更大的信號功率,以便於地面接收機接收信號。另外,GPS IIR-M除了可以廣播以前的軍民用信號外,還增加了兩種新的軍用信號和第二種民用信號。新的兩種軍用信號提高了定位精度,並增強了抗干擾能力;第二種民用信號則採用了與第一種不同的頻率,可以消除地球電離層引起的導航誤差。更新的GPS IIF衛星尚在測試之中,預計在2008年5月發射。GPS IIF將進一步提高定位精度和抗干擾能力,並增加第三種用於民航運輸業的民用信號。
『陸』 為什麼全球衛星定位系統覆蓋全球要三(四)顆衛星
定
衛星
的位置為已知,通過一定的方法我們能准確測出
地面
點A到衛星間的距離,那麼A點一定位於以衛星為
中心
,以所測得距離為
半徑
的圓球上。若我們同時測得點A到另兩顆衛星的距離,則該點一定處在三圓球相交的兩個點上。根據地理知識則可以很容易的找到我們需要的點。
在此假設下,即已知衛星位置又已同時測定到三顆衛星的距離,即可進行定位。但由於GPS衛星是分布在20000多公里
高空
的運動
載體
,只能在同一時間測定三個距離才可定位,要實現同步必須具有統一的
時間基準
,從解析幾何
角度
出發,GPS定位包括確定一個點的
三維坐標
與實現同步四個未知
參數
,因此必須通過測定到至少4顆衛星的距離才能定位。
GPS定位需要4顆衛星是因為各自不同的衛星在這里負責不同的工作.3顆是測量在用WGS-84作為標準的三維坐標,本來3維數據已足夠定位,但是因為衛星傳播的工具是用
電磁波
(而不是光),而電磁波經過傳播會產生
誤差
,會導致
傳播時間
的不同步.而為了使這傳播的
數據同步
,所以引入多一顆衛星來提供
時間數據
.
『柒』 為什麼美國GPS只要24顆衛星,北斗卻要55顆
美國的GPS也不只24顆,中國的北斗也沒有55顆。
美國的GPS系統總計27顆,24顆是保持整個系統正常工作的必要衛星,此外還有3顆有源備份衛星在軌運行 。
中國的北斗系統,其實真正形成全球定位能力的是北斗三號,北 斗三號由24顆中圓地球軌道衛星、3頂地球靜止軌道衛星和3顆傾斜地球同步軌道衛星,共30顆衛星組成 。所謂的55顆,其實是包括北斗計劃中的北斗一號和北斗二號。
中國的北斗衛星導航系統分三步走,簡而言之就是 北斗一號,北斗二號和北斗三號 ,北斗一號服務亞太地區,總計3顆衛星組成;北斗二號在第四十五顆衛星發射成功後,形成了服務亞太和一帶一路沿線國家和地區的導航定位等能力;最終我國以北斗三號30顆衛星形成全球定位組網完成,所以在我看來,之前的北斗一號和北斗二號很多衛星都是為北斗三號的科學試驗做准備的。
記住, 55顆衛星中包含了北斗一號的3顆衛星和北斗二號的衛星,最終北斗三號的客方數據是總計30顆衛星形成全球導航定位能力 。
衛星 星座 數量越多,定位越精確!
GPS也罷,北斗也罷,都是依靠地面設備被動接收衛星信號來計算自己坐標的!所以說同時接受到的衛星數量越多,計算就越准確!
美國GPS由於發射早,占據了低軌,只需要較少的衛星就可完成覆蓋!而北斗只能佔領中規!所以需要更多的衛星來完成覆蓋!
軌道越低,地面接收的信號越清楚,但是受地球曲率影響,同一時間地點,接收到的衛星信號數量越少!容易有盲區!
而中高軌道,地球上同一時間地點接受到的衛星數量就多的多,所以毫無疑問,我們的定位將更加精確!但是接收信號的強度要小很多!不利於設備小型化!
總之從單純功能上說,我們的北斗要比單純信號的GPS功能要全面,這是不容置疑的!
而且在更高的軌道,能夠為低軌衛星,空間站提供導航,這是意外的好處!而且不容易被反衛星武器威脅,這也是額外的好處!
美國現在也眼饞,也准備弄高軌定位系統呢!
我國的北斗衛星導航系統之所以需要更多的衛星,其中一個重要原因是我國的衛星組網建設比較晚,在此之前美國和蘇聯等國已基本建設起了自己的系統。
衛星都是環繞地球運行,軌道離地球越近需要的衛星也越少,精度也就越高,低軌道的好位置,現在都被美俄佔據了,中國只好多發幾顆衛星了。而且,中國北斗一開始並不是全球定位的,只是服務在亞太地區,所以我們一開始發的一些衛星,實際上後來就逐漸用處不大了,並不是在軌的55顆衛星都是必須要的。
不過北斗是混合組網的定位系統,所以理論上也需要比GPS更多的衛星。
北斗系統是由GEO衛星、IGSO衛星和MEO衛星三種軌道衛星組成的混合導航 星座 。
GEO衛星相對地球靜止,軌道高度35786km,軌道傾角為0度,單星覆蓋區域較大,3顆衛星可覆蓋亞太大部分地區。
IGSO衛星軌道高度與GEO衛星相同,軌道傾角為55度,星下點軌跡為「8」字。
北斗MEO衛星軌道高度約21500km,軌道傾角為55度,繞地球旋轉運行,通過多顆衛星組網可實現全球覆蓋,北斗MEO 星座 回歸特性為7天13圈。
而GPS是單一軌道類型的衛星組成,軌道高度都是20200km。
第二個原因,是因為我國的北斗在GPS功能的基礎上還給衛星導航系統增加了更多功能,因此也就需要更多的衛星,55顆衛星可能也還不夠多。
實際上,GPS系統到現在為止,一共發射了72顆衛星,只不過在發揮作用的,最多時就是32顆。
其實,北斗三號組網也只需要30顆衛星,那25顆是北斗二號的,北斗二號會隨著時間逐漸退役,也就是說,北斗實際需要衛星數量,跟GPS也沒有太大差異。大家只不過被一些不明就理的報道給迷惑了。
因為北斗有地球同步衛星組網,理論定位精度高於GPS,當然,實際上應用層面,北斗跟GPS比還有很大差距,GPS的應用已經很成熟了。
1中國北斗從局部到整體,分布實施全球定位,美國一步到位,所以在全球定位方面中國相當於走了彎路。2中國北斗比美國GPS多了一種同步軌道衛星。如果北斗系統把同步軌道衛星的優勢發揮好,北斗的全球定位精度會遠超過GPS的定位精度。
目前,全球衛星導航系統有美國的GPS、俄羅斯格洛納斯系統、歐盟的「伽利略」系統以及中國的北斗系統。美國的GPS共有24顆衛星,俄羅斯格洛納斯系統有29顆衛星,歐盟的「伽利略」系統有30顆衛星,中國的北斗系統衛星最多,共有55顆衛星組成。為什麼中國的北斗系統衛星數量如此多,成為全球衛星數量最多的導航系統呢?這就要從衛星定位導航系統的發展說起,主要有以下原因,大家看完就明白了。
上個世紀,蘇聯和美國為了爭奪霸主地位展開了各個領域的競賽,為了取得領先,蘇聯率先開啟了太空領域的 探索 ,美國也不甘落後。可惜的是後來蘇聯解體,在太空領域美國就變成了一家獨大。20世紀70年代,美國就開始研製新一代的衛星導航系統,全球定位系統。最初衛星導航系統是美國為了保證自己的軍事地位而研發的,不過後來隨著技術的不斷更新,全球定位系統也開放了民用領域,並且美國還向全世界開放。全球定位系統在方便各國的同時,也使得各國受到了美國的約束。一直以來,全球衛星導航市場只有GPS一家獨大,無論是民用還是軍事用途,GPS是世界各國唯一的選擇。這也帶來一個問題,GPS是美國一手建設起來的,對其擁有絕對的控制權,那麼如果任何國家依賴GPS就相當於將自己國家的命脈交到了美國手中。
事實證明美國也是這樣做的,在敘利亞和阿富汗戰場上,人們發現美國在襲擊之前關閉了GPS的民用信號,使這兩個國家軍隊的許多設備無法正常使用,在開戰時形成了一邊倒的碾壓局勢。
各國為了擺脫美國的約束,也開始在衛星定位系統開始了自己的研究,很快的,俄羅斯和歐盟先後擁有了自己的衛星定位系統。中國也不甘落後,於2003年開始運行屬於自己的北斗系統。
按照理論來說,我國其實只需要發射27顆衛星就足以定位使用,因為美國占據了最好的衛星軌道和通信信道,只需要24顆衛星就能提供精準的定位信息;而比我們軌道還高的俄羅斯格洛納斯系統也只不過是發射了29顆而已。歐盟的「伽利略」系統30顆衛星。但是我國考慮到戰略安全和設計冗餘,硬是將北斗導航系統的衛星數提高到了55顆之多。
北斗系統之所以發射了如此多的衛星,主要有以下原因:
眾所周知,地球是一個球形,它不可能在同一個高度放太多的衛星,是很容易出事故的。美國因為發展衛星比較早,已經率先把自己的衛星發射在了距離地球近的軌道上。而其它的國家,又不可能和美國去爭這個近距離的軌道,畢竟要有個先來後到。所以其它國家只能向更高軌道去發射衛星,而越高的軌道所需要的衛星肯定就越多。美國的衛星系統在前,後有俄羅斯和歐盟的衛星系統緊隨其後,而中國因為在他們後面才研發出自己的衛星系統,所以只能向更高的軌道去發射,所需要的衛星自然就更多了。雖然說北斗衛星是面向國際提供定位服務,但是在我國境內和其他戰略地區的定位肯定要更精準、功能更多一些,一部分衛星除基本功能之外還擁有短文發報、衛星協調、雙向鏈路等功能。最後就是部分定位衛星發射時間較早,後續衛星還沒有升空,可能這些較早時期發射的衛星就已經陸續開始退役了,所以需要補發。
雖然說,北斗衛星定位系統需要的衛星比較多,GPS衛星定位系統需要的衛星少,但是畢竟它們是兩個不同時代的產物。數量不是什麼關鍵,關鍵的是它的性能是否優異。我國組建北斗的時候雖然沒有先發優勢,但是我國也採取了合適的辦法去彌補這份差距,現在各國的衛星都在合適的軌道上運行,而要怎麼才能更好的利用太空資源呢?這也是大家思考的問題之一。
因為頻道以及所處的軌道位置就那些!「在資源有限的情況下,優先滿足自己本土地理位置導航精度的需要,然後才是全球范圍內的導航需要」是很正常的一件事!你應該拿美國在北美地區的GPS衛星數量跟我們在亞洲地區的北斗衛星數量相比,而不是把「驅逐艦」和「巡洋艦」的火力進行對比!
科技 太深刻的回答不了。我們簡單粗暴點,只要有美帝存在,太空百分百就不會安全,咱們想用好用齊全了,就得做多重准備。仔細想想太空資源一旦被敵對方蓄意破壞,彌補的困難還是很大的!
第一,設計不同,GPS設計始於上世紀中後期,比北頭設計時間,設計理念都有不同。
第二,設計功能不同,北斗導航,還增加了更多功能,為未來的設計和發展留下來可提升空間。
第三,由於我國發射較晚,軌道高度不一樣,北斗的衛星高度比GPS更低一些。
隨著時間的推移,太空中好的軌道約來越少,這就迫使你增加衛星數量以彌補衛星軌道布局不佳的劣勢。
北斗三號用於定位的衛星也是24顆,55顆是把之前發射的北斗二號衛星也算進去了。
『捌』 為什麼全球衛星定位系統覆蓋全球要三(四)顆衛星
至少要三顆,因為GPS是通過計算衛星到地面某一點的距離來確定這一點的位置的,而在空間坐標中至少需要知道三個點到未知點的距離才能確定那個未知點的坐標。就類似於空間坐標系中XYZ三個坐標來確定一個點。
『玖』 北斗有 35 顆衛星,而 GPS 有 24 顆衛星,為什麼二者數量不同
首先我們對GPS進行一下分析
美國的GPS透過二十四顆衛星構成的衛星網,能夠有效覆蓋全球大約97%的面積。正在加緊建設的歐洲「伽利略」定位系統,規劃三十顆衛星,最高精度比GPS高十倍。中國的北斗導
航系統規劃由五顆靜止軌道衛星和三十顆非靜止衛星組成,定位精度為十米。
北斗的工作原理和和GPS一樣,而軌道高度比GPS略高比Galileo略低,理論上24顆也能提供GPS一樣的無源定位服務了——實際上北斗和伽利略一樣用了27顆地球中軌道衛星,一個原因是因為他們的軌道高一些,需要略多數目保證衛星離接收機不太遠,另一個主要原因是這些衛星的軌道同GPS不同,只有3個軌道面,每個軌道面9顆,軌道面之間為相隔120°均勻分布。這種分布方式是北斗需要比GPS多3個衛星的原因。慢著——沒完呢,北斗不是35顆嗎,還有8顆哪裡去了?
這要涉及到衛星系統這樣的龐大系統工程的周期問題,上述27顆衛星的發射是漫長的過程,即使是初步覆蓋中國全境也需要20顆左右才能做到,從發射第一顆到最後一顆中間有可能會有10~20年的時間,而且先發射的使用壽命只有8年——27顆沒有準備齊呢,老的衛星開始往下掉了,顯然這種做法浪費太大了,在前十幾年系統根本不能正常使用!如何讓系統盡快工作呢?於是北斗發明了一個巧妙的想法——首先發射3顆傾斜同步軌道衛星,這些傾斜同步軌道衛星高度和地球同步衛星類似,繞地球一周也是24小時,但是軌道並不正好在赤道上,而是和地球赤道面有個夾角。這種衛星在地球固定一個位置看到的軌跡是這樣的類似於日行線的形狀,同經線平行的一個8字形(需要一點兒想像力才能理解)。這3顆衛星雖然不是完全同地面靜止,但是大部分時候中國境內仍然能看到,所以對系統立即可用幫助很大——可是還差5顆呢?。
相信有了以上的詳細解釋,大家對於問題應該有了一定程度的了解了。