我國(guó)北斗覆蓋全球是35顆衛(wèi)星，據(jù)了解GPS覆蓋全球只需要24顆，這其中的差別除了數(shù)量上還有什么差別呢？下面智仁北斗GPS定位器為大家介紹！

GLONASS（俄羅斯的全球定位系統(tǒng)）、GPS（美國(guó)）、 COMPASS（即北斗，中國(guó)）的一部分和Galileo（歐洲）的衛(wèi)星都運(yùn)行在地球中軌道(MEO)，高度分別為19,100km、20,200km、21,500km 、23222km。別家需要全球覆蓋的的衛(wèi)星數(shù)目分別為24、24和27。

先簡(jiǎn)單講講GPS。GPS需要24顆衛(wèi)星只是最基本的數(shù)目。這個(gè)數(shù)目可以保證全球每個(gè)地方任何時(shí)刻至少能看見(jiàn)4顆衛(wèi)星，通過(guò)4個(gè)方程可以解出空間三維坐標(biāo)和時(shí)間四個(gè)變量。這24顆衛(wèi)星分布在6個(gè)軌道面，每個(gè)軌道面有4顆衛(wèi)星。 GPS系統(tǒng)的接收機(jī)都是采用無(wú)源定位方式（就是接收機(jī)不需要發(fā)送信號(hào)）。

北斗和伽利略一樣用了27顆地球中軌道衛(wèi)星，一個(gè)原因是因?yàn)樗麄兊能壍栏咭恍枰远鄶?shù)目保證衛(wèi)星離接收機(jī)不太遠(yuǎn)，另一個(gè)主要原因是這些衛(wèi)星的軌道同GPS不同，只有3個(gè)軌道面，每個(gè)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(gè)衛(wèi)星的原因。

首先，軌道越高，所需衛(wèi)星總數(shù)越少，因?yàn)槊總€(gè)衛(wèi)星覆蓋的面積更大。原答案中“需要略多數(shù)目保證衛(wèi)星離接收機(jī)不太遠(yuǎn)”是完全錯(cuò)誤的。北斗和 Galileo 會(huì)適當(dāng)增大衛(wèi)星發(fā)射功率以保證地面接收到信號(hào)的信噪比，而不是增加衛(wèi)星數(shù)。

其次，GPS 六個(gè)軌面，并不一定比北斗和 Galileo 的三軌面設(shè)計(jì)更優(yōu)。事實(shí)上，四大 GNSS 系統(tǒng)，只有 GPS 用了六軌面，其他三個(gè)系統(tǒng)都采用了三軌面。下面這篇論文詳細(xì)說(shuō)了為什么 Galileo 選擇了三軌面。

最后，我來(lái)簡(jiǎn)單回答一下為何北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)需要 35 顆衛(wèi)星才能覆蓋全球，而 GPS 只要 24 顆就夠了。關(guān)鍵在于如何定義“夠”。

在設(shè)計(jì) GPS 的時(shí)候，“夠”的定義是保證地球上任何地點(diǎn)任何時(shí)間都可以定位——能看到至少 4 顆衛(wèi)星。按照這個(gè)要求，在六軌面和軌道高度 20,200km 的前提下，只要 21 顆衛(wèi)星就夠了。所以，GPS 選擇了 21 工作衛(wèi)星 + 3 備份衛(wèi)星的基礎(chǔ)星座。同時(shí)代的 GLONASS 的設(shè)計(jì)是三軌面 21 工作衛(wèi)星 + 3 備份衛(wèi)星，同樣可以保證全球任何時(shí)間都能看到至少 4 顆衛(wèi)星。

在實(shí)際運(yùn)行中（1990 年到現(xiàn)在），GPS 衛(wèi)星數(shù)總是多于 24 顆，很多時(shí)候有 32 顆在天上，超過(guò) 30 顆可用。這樣，地球上很多地方都能看到 8 顆以上衛(wèi)星（開(kāi)闊地、無(wú)遮擋）。人們發(fā)現(xiàn)多出來(lái)的衛(wèi)星可以提高 Geometric Dilution of Precision (GDOP) 進(jìn)而提高準(zhǔn)確度（accuracy），并且可以通過(guò) RAIM (Receiver autonomous integrity monitoring) 提高完好度（integrity）。RAIM 需要至少 6 顆衛(wèi)星才能有較好的性能。

所以，在設(shè)計(jì)北斗和 Galileo 時(shí)，“夠”就不僅僅是任何地點(diǎn)任何時(shí)間都可以定位，而是要提供盡可能高的 RAIM 可用性（availability），所以 Galileo 和北斗 MEO 都使用了 27 工作衛(wèi)星 + 3 備份衛(wèi)星的星座設(shè)計(jì)。北斗額外加了 5 顆 GSO 衛(wèi)星提高亞太地區(qū)的性能。（轉(zhuǎn)自網(wǎng)絡(luò)）