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文/大壮实验室

编辑/大壮实验室

卫星导航系统对人们的重要性是不言而喻的，无论是天上的战机客机，海上行驶的战舰轮船还是陆地上的汽车人们使用的智能手机，都离不开卫星导航系统的支持。

而且在民用卫星的导航领域里，中国美国和俄罗斯也是全球为数不多的能够自己独立运行卫星定位系统的三个国家。

在这三个系统中，美国的GPS导航系统在全球范围内的精确度可以达到0.1米，俄罗斯的格洛纳斯系统可以精确到1.5米。而作为后起之秀的中国的北斗导航系统是否能够赶超他们呢？

一美国的GPS导航系统是如何做到那么精确的

众所周知的是，美国的GPS卫星导航系统是目前世界上运用最广泛的卫星导航系统之一，因为它的出现为全球的导航和定位带来了更加精确精度和更高效率。

美国的GPS作为一款耗资将近200亿美元且费时20年时间建造出来的导航系统，不只是有信号，传递信息得到速度也是非常的快，可以在1秒内接收到卫星发来的多条信息。

根据公开数据显示，美国的GPS系统在民用领域上的定位精度可以达到10米左右，而在军事领域上的定位精确度可以达到0.1米。

如此高精确度的GPS系统是怎样实现的呢？他的作用原理又是什么呢？

其实美国GPS的精确度主要是依靠它自身独有的技术方案，可以通过全球24颗卫星不断的向其发射导航信号，而且使用的用户还实现了三维定位。

除此之外，美国GPS系统还使用了载波相定位法等先进的技术手段，成功的实现了厘米级的定位精度，这无疑为美国的军事和农业的生产带来了极大的用处。

正因为美国GPS系统提供高精确度的定位信息，美国的战斧导弹才能够精确的锁定目标，提高命中的精确度。

尽管美国GPS的精确度如此之高，但是在GPS定位系统中还存在一些不足的地方，曾经不止一次被黑客入侵过，一旦被黑客入侵的话美国就会存在极大的安全问题。

然而这样的事情却真实地发生在美国的德州大学里，在2013年的时候，美国德州大学的一支研究团队，仅仅利用一台笔记本电脑一个小型天线和一台价值3000美元的“GPS干扰欺骗机”，就成功的控制了位于地中海价值8000万美元的超级游艇。

据当时的德州大学的研究人员表示，只要将假冒的信号输入“GPS干扰欺骗机”的天线里，就可以为所欲为，即使是船上的导航系统已经被黑为，船长也察觉不出一点问题。

就是因为那一次德州大学的研究人员，只用了廉价的系统，就将美国的重型民用航船给黑掉之后，美国的GPS吸引了很多眼球，同时也让很多人惊悚不安。

而且美国还不珍惜自己的GPS卫星导航系统的，在军事领域里，美国仗着全球都在使用自己的卫星导航系统，就开始为所欲为，只要哪一个国家与自己有利益上的冲突，就直接将对方的信号给切断，来达到自己想要的目的。

就比如在叙利亚内战的时候，美国就关掉了叙利亚部分的导航信号，导致叙利亚的导弹全部失去了精确制导的能力，而且还给叙利亚周边国家的人民的生活带来了一定的影响。

这样的例子并不是少数，美国的目的就是想利用自己强大的卫星导航系统来间接的控制住对他有威胁的国家，因此就有很多国家想通过自己的努力，来摆脱美国的控制。

其中就包括俄罗斯，大家都知道，在与美国最不对付的国家中，俄罗斯绝对是榜上有名的，俄罗斯也一直在发展自己的一套独立的卫星导航系统。

二俄罗斯致力于发展自己的定位系统：格洛纳斯

格洛纳斯卫星导航系统是美苏争霸时期的产物，在苏联解体的时候才由俄罗斯继承，但是因为俄罗斯在新成立的时候，经济的发展并不是那么的顺利，所以在刚接手的时候并没有对格洛纳斯卫星导航系统投入过多。

但是美国却一直利用GPS导航系统对俄罗斯使坏，还想趁机制服俄罗斯，曾经就是因为美国看俄罗斯不顺眼，就肆意妄为的多次切断俄罗斯的卫星信号，所以俄罗斯就致力于发展自己的卫星导航系统。

所以在2011年的时候，格洛纳斯卫星导航系统终于正式在俄罗斯运行，而且还与美国的GPS类似，也是可以同时运用在民用领域和军用领域。

只是俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统的精确度，还美国的GPS的精确度有一点差距，因为俄罗斯的卫星导航系统的精确度只能达到1.5米，而美国的GPS系统的精确度却能够达到0.1米。

为了弥补格洛纳斯卫星导航系统的不足，俄罗斯还研发出了格洛纳斯K2系统，据相关负责人透漏，格洛纳斯K2系统可以达到0.3米的定位精度，而且还预计在2030年前还可能进一步提升到0.1米，实现与美国GPS系统精确度的持平。

除此之外，俄罗斯还正在与中国合作，利用中国的北斗系统提升格洛纳斯在民用领域的应用，这也在一定程度上减小了格洛纳斯系统与GPS系统之间的差距。

但是俄罗斯可能因为某些条件的制约，至今还在努力发展自己国家的卫星导航系统的精确度，但是我们也不能否认格洛纳斯系统为世界带来的影响。

实际上，在美苏两国开始发展自己的卫星导航系统建设的时候，中国也没有落下，在上世纪80年代的时候，中国就计划建设自己的全球卫星定位系统。

三后起之秀：中国北斗卫星导航系统

但是当时中国的经济水平还不足以支撑建造自己的卫星导航系统，所以当时在很长一段时间之内，中国基本上都是在依赖美国的GPS。

直到1990年的海湾战争，美国用GPS全球卫星定位系统，对伊拉克进行了降维打击，和1993年美国关闭所谓“免费”使用的GPS定位系统，制造了“银河号”事件之后，中国才真正的意识到要开始建立自己的卫星定位系统。

终于在2000年10月中国的北斗一星成功进入太空的预定轨道内，紧接着12月另一个北斗卫星也跟着进入了预定的轨道内。

中国也成功的拥有了自己建造的卫星导航系统，虽然当时北斗一星的定位范围仅限于中国境内，但是根据中国对于北斗卫星导航系统的预设，北斗一星的发射已经实现了中国卫星定位的第一步。

然后又经历了20年的研究，终于在2020年北斗系统宣布全面建成，其定位面积可以成功的覆盖全球，实现了一个完全由中国制造的卫星定位系统。

北斗卫星系统的全面建成可以说是世界上第三个成熟的卫星定位系统，并且在民用领域里还是向全球开放的。

而且北斗卫星系统在某些技术方面还比美国的GPS更先进，就比如说在信号方面，美国的GPS使用的是双频道的信号，而中国的北斗导航系统则使用的是最先进的三频信号，这使得中国的北斗星在太空中更好的抵抗宇宙的干扰，从而达到更高的精度。

据官方介绍，北斗系统的定位水平在民用领域，可以精确到10米，速度精度达到0.1米每秒，是全球最高的精确水平。

而且在军用领域上，相比于美国的GPS系统和俄罗斯的格洛纳斯系统，中国的北斗系统的精确度更是达到了厘米级，是完全可以满足高精度的军事需求的。

除此之外，中国的北斗导航系统还在交通运输救灾还有农业方面都得到了广泛的应用，所以在卫星导航这一方面上，中国是有自己独特的优势的。

不过在卫星导航系统的研究升级的过程中，如何使信号增强仍然是一个比较严峻的问题，如果能在山区和山林这样复杂的条件下，也能够高效率的接受信息的话，那将会是一个重大的突破。

但是话又说回来，无论如何，北斗卫星导航系统的建立，使中国成功的摆脱了美国的控制，这对于中国未来的发展来说是具有重大意义的。

而且北斗卫星导航系统的建立还为全世界带来了技术的进步，并且北斗卫星导航系统经过长时间的探索和研发，在其相关部件的成本上大大减缩，这为广大发展中国家普及应用卫星导航服务奠定了基础。

近年来，北斗系统与GPS伽利略格洛纳斯在兼容性方面还积极合作，这样多种系统的兼容大大提升了卫星导航服务的精确性和可靠性。

未来中国得到北斗卫星导航系统还会不断提升，与5G人工智能等新技术加速融合，为全世界的人们提供更多的更好的信息服务。

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