美國GPS III衛星剛剛殺入太空！比中國北斗二號好在哪裡？

12月24日，美國SpaceX公司的獵鷹9號火箭，將美軍戰略價值極高的第一枚GPS III導航衛星，送入了軌道。這是美軍第三代GPS體系中，第一枚進入軌道的導航衛星。

那麼，與中國北斗二號衛星相比，GPS III到底有什麼優勢呢？中國的北斗導航技術，又應當如何追趕？

GPS III衛星

GPS III衛星

準確的說，今天（24日）發射的是美國GPS block IIIA衛星，但因為目前也只有一枚GPS III升空，「A」字暫時可以忽略。GPS III衛星是美國空軍交由世界頭號軍火商——洛克希德 · 馬丁公司設計製造的全新一代GPS衛星，單價高達5億美元。它與目前的北斗二號衛星相比，具有3個優勢：

一、定位精度進一步提高

GPS III衛星配備了最新、精度最高的導航信號發送組件，通過與最新改進的用戶設備結合，GPS III將把GPS II時代的定位精度（3米）改善至1米。而且，非常重要的是上述精度數據，指的是GPS民用導航精度。在實現1米「民用精度」後，GPS III將令民用領域衛星導航定位的運用場景獲得煥然一新的突破。

GPS III衛星

GPS III衛星

顯然，美國軍用的GPS III精度會更高一些，這是GPS體系中的技術基礎與人為干預策略所決定的，這將令美軍武器與平台的定位精度進一步顯著改善，特別是在時間敏感性高、射程遠、飛行時間長、攻擊深入加固結構強度的目標等作戰場合中，進一步提高定位精度的意義非比尋常。

而目前正在建設、預計2020年左右完成的北斗二代系統，在完成27顆中軌道衛星、5顆同步衛星、3顆傾斜同步衛星的布局後，通過類似於GPS的4星同時定位授時原理，民用免費定位精度誤差約為10米，測速誤差低於0.2米，授時精度低於50納秒。可見，北斗二代系統基本能夠與GPS II媲美，但與美國最新的GPS III相比確實有一定差距。

此外，GPS III通過實現播放L1C民用信號的能力，增大了與民用領域的各國衛星通用、互助的能力（例如歐洲伽利略衛星定位系統），使得多達90顆定位衛星可以協調工作、提供服務，有助於提高精度。

二、發射功率更高，抗干擾能力更強

GPS III導航衛星使用了更新的大功率發送組件，令其信號功率更出色，一定程度上也簡化了新一代接收設備的技術要求。

GPS III的抗干擾能力，實際上達到了「攻守一體」的高度。作為美國空軍的戰略級項目，GPS III導航衛星優先考慮軍事用途，它圍繞著美軍「新世紀導航戰」的思想，採用了綜合性、整體化的抗干擾設計，能挫敗近年出現的一些GPS干擾手段。廠商方面稱其抗干擾能力是GPS II衛星的8倍。

在「進攻」策略方面，GPS III衛星實現了依據作戰需要，靈活切斷特定地理區域導航信號的能力，可以有效的阻礙使用GPS民用信號、及相關差分技術進行導航的敵方作戰平台與武器。

在上述領域，北斗二代衛星已經有了長足的進展，但仍需要一段時間研發、部署能夠與GPS III媲美的高抗干擾能力新型衛星。

GPS III衛星

GPS III衛星

三、GPS III衛星增加了數據上行能力

這一技術本質上與最初的北斗一號衛星有相似之處，即新的用戶終端，可以通過雙向數據傳輸手段，將簡訊或者較小的數據包發給GPS III導航衛星，進而進行處理分析或分發，不僅能完成有限的數據通信功能，還實現更有效的快速定位導航。

此外，美國GPS III導航衛星，與過去的兩代GPS衛星一樣，只是龐大的以美國地球物理數據為基礎的導航體系中的衛星部分。在實際運用中，不同位置、不同時刻地球引力、太陽對大氣電離層干擾、衛星自身運動狀態細節等等因素都對最終的定位精度產生極大的影響。這要求依靠深入的地球物理數據積累，以及高度發達的計算處理、通信能力來實現指揮控制，否則北斗也好、GPS也好，都將無法克服各種誤差帶來的技術困難。因此，衛星本身只是整個體系中的一個環節而已。從這一角度來說，中國北斗體系還需要在體系高度更加深入、全面的建設與發展，追趕美國在相關領域在超前幾十年的發展歷程中獲得的領先地位。

除了在軍事上的巨大戰略、戰術意義外，GPS III導航衛星獲得的全新高精度定位信息，也有著很高的商業利潤潛力。對於許多民間用戶來說，付費獲得高精度有著巨大的回報，因此願意支付昂貴的費用獲取其服務，這也是未來北斗衛星定位導航服務值得關注的發展方向。

同時，第一枚GPS III導航衛星的發射，竟然是由私營的SpaceX公司的獵鷹9號火箭，從佛羅里達州卡納維拉爾角發射場實施完成的。這是SpaceX公司第一次完成美國國家安全級別的發射任務。將具有戰略意義的這一衛星發射業務交給私營公司，說明了美國空軍在太空發射任務方面的一大轉變。

GPS III衛星雖然價值極高，但在美國軍費緊縮的今天，它也遭遇了不少的困難。實際上該衛星的發射已經延誤了4年，目前還有總價值至少為126億美元的23顆新型衛星需要進行製造或者發射。第二顆GPS III衛星，將於2019年升空。

最終，GPS三代星將達到32枚，實現全面替代目前我們廣大用戶正在使用的GPS二代衛星。屆時，中國北斗衛星定位導航體系也已經進入第三代，雙方的競爭將進入全新的階段。

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