备受期待的2023年终于到来了,如今中国也有自己的全球卫星。而且相对美国的gps,还更加先进精准。你知道全球还有哪些有自己的卫星吗?今天小编分享一下已经建成的全球卫星系统有哪些。能够拥有这个实力的不过,中美俄欧。

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已经建成的全球卫星系统有 备受期待的2023年终于到来了

全球卫星系统迎来转折发展关键年

我国自主建设、独立运行的北斗卫星系统计划在2023年前后建成北斗全球系统,向全球提供服务。目前,我国正在实施北斗三号系统建设,将于今年底完成所有中圆地球轨道卫星的发射任务,北斗全球系统核心星座部署完成。

2023年是北斗卫星系统的关键时期,也是全球卫星系统(以下简称GNSS)实现转折发展的关键年,GNSS从系统建设向产业发展转折,从技术研发推广向应用服务产业转折,从单一技术产业向多技术产业深化融合转折。12月12日,在上海的2023上海产业与科技发展上,中国卫星协会首席专家、上海北斗创新研究院智库首席专家曹冲发布北斗新时空服务体系与2023GNSS技术蓝皮书。

他指出,2023年-2023年是GNSS产业转折点——全球系统全部投入服务,多个系统兼容成为标准配置。目前,全球卫星系统包括美国的GPS系统、的“格洛纳斯”系统、欧盟的“利略”系统以及我国的北斗系统。

GNSS产业对智能信息化产业发展将产生巨大推动作用。值得注意的是,无人机正在成为智能手机和汽车之后,卫星系统应用的第三大细分应用。以空中派送为代表的无人机服务和技术将为卫星系统打开广阔的应用领域。“GNSS最终推动的是智能信息产业,将人工智能、物联网等众多技术通过时空整合在一起。”曹冲说到。

《2023GNSS技术蓝皮书》中指出2023GNSS产业的趋势为:突出手机高精度和与无人系统中的应用;GNSS多星座信号互操作会越来越显示其优越性;保护频谱,优化。增强性能功能,确保完成为大趋势。

上海市北斗研发与转化功能型正式启动 主办方供图

高可用技术和集成应用验证环境是上海产业共性需求。当天上海市北斗研发与转化功能型正式启动。该是上海科创中心建设的“四梁八柱”的重要组成部分,将围绕复杂场景高可用高精度融合技术提供研发、标准、测试服务和整体解决方案等技术共务,建成场景适应性技术研发支撑体系。

上海市科委总工程师陆敏表示,上海要建设具有全球影响力的科技创新中心,通过支持以北斗研发与转化功能型为代表的共务建设,促进科技的高效配置和共享利用。未来随着“科改25条”加速落地,还将从人才引进、支持新型研发机构建设等多角度支持以北斗为代表的战略科技力量发展。

日本卫星系统,“民皮军骨”潜力大

卫星系统是大国强国的标配之一。美俄的GPS和Glonass系统早已广为人知,新兴系统中国北斗卫星系统即将完成全球组网,而欧洲利略卫星系统去年先后遭遇原子钟故障和信号中断问题。

作为世界第三大经济强国,日本研制了自己的卫星系统,它虽然目前只是GPS增强系统,未来将扩展为独立的卫星系统,不仅具有很大经济价值,也有巨大的潜力。

“准天顶”步步为营,精度可提高至1米内

美国空军的GPS是世界上最早建成的全球卫星系统,它也是卫星系统的代表作。GPS系统24颗运行卫星均匀分布在8个轨道面上,这虽然有利于提供全球信号,但绝对平均却不利于提高特定区域的信号强度和精度,为此美国又研制了陆基和天基的信号增强系统,最著名的是天基的广域增强系统(WAAS)。很多也跟进研制部署自己的GPS信号增强系统,包括欧洲的静止卫星重迭系统(EGNOS),的地球增强系统(GA),日本的卫星增强系统(MSAS)等。

准天顶卫星

日本的MSAS利用多功能传送卫星为搭载GPS信号增强载荷,在当时有效提高了日本本土及周边的GPS信号质量。随着需求的增加和技术的进步,日本提出研制独立的增强GPS信号系统的想法,2002年日本正式授权发展准天顶卫星系统,不同于WAAS、EGNOS以及日本上一代的MSAS,准天顶卫星并不是部署到静止轨道,而是进入倾斜同步轨道,而且星下点轨迹是独特的变形8字形,这种轨道的特点是卫星在日本本土上空时高度更高,而且停留时间更长,这套卫星增强系统也被形象地称为准天顶卫星系统(QZSS)。高悬在天顶方向的准天顶卫星,地面终端的接收仰角更大,对于日本多山、街道狭窄而且高楼林立的地方,准天顶的加入提供了更好的卫星可用性,整套系统建成后日本领土内GPS信号可用性从90%提高到99.8%左右。

日本最早计划发射三颗准天顶卫星,为以日本为中心的西太平洋一带提供增强服务。第一颗名为指路号(Michibiki)的卫星于2010年9月11日发射,这颗卫星基于日本的DS-2000通信卫星,发射后的表现相当令人满意。2013年日本又决定将准天顶系统的卫星数量从三颗增加到四颗,2023年6月、8月和10月10日,日本使用H-2A火箭先后把三颗准天顶卫星送入太空,其中QZS-3卫星兼具灾害通信功能,定点于地球静止轨道,另外三颗都在独特的倾斜同步准天顶轨道上,2023年11月1日准天顶系统正式宣布建成提供服务。

准天顶卫星的星下点轨迹是独特的变形8字形,这种轨道的特点是卫星在日本本土上空时高度更高,而且停留时间更长

准天顶系统目前包括于东经127度的QZS-3卫星,以及3颗准天顶轨道卫星,日本在常陆太田(Hitachi-Ota)和神户(Kobe)建立了两个地面主控站,还有日本领土上的7个卫星测控(TTC)站以及全球范围的30多个监测站。准天顶系统卫星发射L1 C/A,L1C,L2C,L5,L1S/L1-SAIF等多种信号,为GPS系统提供信息和信号增强,还为救灾提供了通信管理服务。

根据日本的实际测试,凭借准天顶系统亚米级增强服务信号SLAS提供的信息增强,极大地提高了GPS终端的精度,日本本PS/QZSS终端的水平精度普遍达到了1米以内,而早期GPS民用终端精度只有10米,现在也只有2-3米。准天顶系统提供的GPS信号精度增强不仅具有很高的民用价值,也有巨大的潜力,只要芯片加入对准天顶信号的支持,美军的JDAM或JSOW在别处误差好几米的话,在西太平洋区域精度可能在1米以内。

测试中的准天顶卫星

准天顶自立门户,更好为军事服务

准天顶卫星系统经济价值很大,但却只相当于GPS的信号增强器,这让日本很不甘心。虽然日本没有了世界争霸的野心,但仍力图有所作为。准天顶卫星的信号设计很有特色,它最早设计兼容寄生于GPS系统,发送的L1 C/A到L5s等信号都服务于这一目标,尤其是2002年项目启动时不仅考虑到L1 C/A、L1和L2C这样的前两代民用信号,还考虑兼容未来的第三代民用信号L5,准天顶系统首星指路号上天,比首颗发送L5信号的GPS卫星上天就晚了一年。准天顶的L6b/LEX信号还和欧盟的利略卫星的E6信号频率重叠,在利略大规模组网开始前就考虑对利略信号进行增强。

准天顶卫星系统花小钱办大事,经济价值很高,日本还试图在军事领域有所作为。事实上,准天顶系统2013年增加一颗静止轨道卫星,以及挪用“辉夜姬2”月球着陆器的资金用于准天顶项目,都反映了日本对准天顶系统军事价值的看重。日本早已动了建设独立卫星系统的心思,新增加的一颗静止轨道卫星就是实证。这颗静止轨道上的QZS-3卫星,和其他三颗准天顶轨道卫星配合,已经具备了独立提供服务的能力,只不过美日两国关系十分密切,不担心美国卡脖子,并没有用准天顶系统信号取代GPS的机会。

随着卫星数量的增多,准天顶未来可以为日本提供独立的卫星服务

现在准天顶星座才三颗准天顶轨道卫星,虽然能保证任何时刻都有一颗卫星高悬在日本四岛上空,但卫星数量还是太少了。日本在准天顶系统的研制和运行中尝到了甜头,打算进一步扩充准天顶星座,2023年日本宣布采购准天顶的第5、6、7颗卫星,并升级地面控制部分,提高准天顶系统的性能。目前日本计划2023年发射指路号的替代卫星QZS-1R,从这颗卫星开始根据美日协调不再发送L1 C/A信号,2023-2023年间日本将密集发射三颗准天顶卫星,过渡到新的七星准天顶星座。

七星准天顶系统确保始终都有两颗卫星在日本本土上空,增加了卫星可见数量和可用性,进一步提高了准天顶系统的性能,包括作为独立卫星系统的性能。准天顶系统未来不止要发射三颗新卫星,还将使用大量新技术进行升级,尤其是星地双向测距和星间测距两项关键技术。日本计划通过扩充准天顶星座和技术升级,把准天顶系统的空间信号用户测距误差(SIS-URE)从2023年的2.6米逐步降低到1米,在2035年后全部七颗准天顶都具备星间测距和星地双向测距能力后,结合地面控制和监测设施的升级,将SIS-URE误差降低到0.3米,为日本经济和军事领域提供更好的卫星服务,所以说,准天顶虽然表面上披着民用的“皮”,但“骨子”上却有着日本军事方面的重要考虑。

倘若美国突然关掉GPS,全世界有哪几个能幸免?只有这两个

GPS全称全球系统,是以空中卫星为基础的高精度无线电系统,20世纪70年代美国最先研制,历时20年,斥资200亿美元,到1994年3月,美国GPS系统覆盖率高达为98%,为全球提供了服务。

GPS全球系统的用途非常广泛。陆地应用主要包括车辆、应急反应、大气物理观测、地球物理勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等。海洋应用主要包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量、海洋、海平面升降监测等。应用主要包括飞机、遥感姿态控制、低轨卫星定轨、制导、救援、载人器防护探测等。

美国已经发布这个系统30多年了,一直免费全球使用,的确很有战略眼光,也很有经济头脑。虽然这个系统投入巨大且全球,但是因此带来的经济和战略意义不用多说。另外,上面说了正因为GPS靠的是无线信号的比对、计算,因此美国是可能干扰信号的,也就是说能够降低别人的精度,而自己的精度高,虽然让你,但也等同于把自己的安慰交到了别人手上。

那么,GPS作用这么强大,倘若美国突然关掉GPS,我们还能正常生活吗?答案是肯定的,因为除了美国,这世界上还有两个,拥有同GPS一样强大的全球系统,其中一个是,另一个就是我们中国。

的GLONASS (格洛纳斯)

GLONASS是俄语“全球卫星系统”的缩写,该系统为满足前苏联授时、海陆空与、大地测量与制图、生态监测研究等建立,于1978年开始研制,1982年10月开始发射卫星。根据2023年的数据,GLONASS在轨运行的卫星已达28颗。并且GLONASS系统单点精度水向为16m,垂直方向为25m。系统误差历年来不断有所改善,目前达到1~2m左右。就精准度而言处于全球领先水平。

中国的BDS (北斗)

从1994年开始,我国已先后发射多颗北斗一号、北斗二号卫星,前者向中国提供服务,后者向亚太地区提供服务——这些也让我国成为继美、俄之后世界上第三个拥有自主卫星系统的。

中国北斗是实施40年来取得的重要成就之一。中国于20世纪后期开始探索适合国情的卫星系统发展道路,逐步形成“三步走”发展战略:2000年年底建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年年底建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;预计2023年前后建成北斗全球系统,向全球提供服务。

我国的北斗系统计划向全球用户免费提供、测速和授时服务,实现全球覆盖后,不止我国,全球都将受益。到时候,即便美国关掉了GPS了,全不会受到影响!你有没有感受到中国的强大?