二、北斗有哪幾個特點？

在我國長期航天技術(shù)積累和導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的后發(fā)優(yōu)勢下，我國采取了一套與其他任一導(dǎo)航系統(tǒng)都截然不同的思路。

1.三種軌道

目前另外三個全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)都采用距離地面20000千米左右的中圓衛(wèi)星軌道，而北斗是唯一采用三種軌道搭配的星座：27顆衛(wèi)星處在距離地面21500千米的中圓軌道，分布在三個軌道面上，保持55度傾角；5顆衛(wèi)星采取赤道上空35800千米高的地球靜止軌道；3顆衛(wèi)星處在地球同步軌道（也接近35800千米高）、保持約55度傾角。

GPS星座（左）和北斗星座（右）的對比（左圖來源：Wikipedia）

這樣帶來一定好處：衛(wèi)星定位需要接收機收到至少4顆衛(wèi)星信號。27顆中圓軌道衛(wèi)星為主力，圍繞地球一圈的軌道周期約為12小時，可以保持對全球范圍內(nèi)任一點的穩(wěn)定覆蓋，在任意時間、任意地點觀測到6顆星以上，符合常規(guī)衛(wèi)星定位系統(tǒng)需求。55度傾角的設(shè)計，也增加了對人口稠密的地球中低緯度區(qū)域覆蓋。

北斗的地球靜止軌道和傾斜同步軌道則是為中國乃至亞太地區(qū)特殊定制而來。日本擁有四顆傾斜同步軌道的準天頂系統(tǒng)，用以提高GPS在日本的應(yīng)用精度，我國相當于在設(shè)計之初就有亞太專屬服務(wù)。

兩種高軌衛(wèi)星的軌道周期與地球自轉(zhuǎn)24小時周期完全同步，因而相對而言5顆衛(wèi)星靜止在赤道上空，3顆衛(wèi)星由于傾角設(shè)置相對地面做固定周期的運動，投影軌跡始終留在亞太及沿赤道對稱區(qū)域，抗遮擋能力強。因而在亞太地區(qū)可以幾乎永久保持至少12顆衛(wèi)星可見，大幅提高該區(qū)域定位精度。在配合地面建設(shè)的增強基站情況下，實現(xiàn)分米乃至厘米級定位亦很現(xiàn)實。

可以從衛(wèi)星軌跡在地面投影看出北斗的亞太服務(wù)專屬：藍色8字形軌跡為傾斜同步衛(wèi)星，紅點為地球靜止衛(wèi)星，綠色為服務(wù)全球的中圓軌道衛(wèi)星（未全部展示）（圖自：參考文獻1）

其中，高軌衛(wèi)星軌道發(fā)射和入軌要求比較高，目前只能執(zhí)行一箭一星任務(wù)。但對于中圓軌道衛(wèi)星而言，隨著我國遠征系列火箭上面級的逐漸成熟，相當于有了衛(wèi)星載荷送入太空后的可多次點火啟動“太空擺渡車”，能夠?qū)崿F(xiàn)一箭雙星，大大提高了效率。因而，今年中8次任務(wù)成功部署了16顆中圓軌道衛(wèi)星，2次任務(wù)完成2顆高軌衛(wèi)星，能夠搭載遠征一號的長三乙火箭也成為了“金牌火箭”。

北斗一箭雙星的功臣：長征三號乙火箭（左）和遠征一號上面級（右）（圖源見水?。?/span>

2. 三種工作頻率

電離層會影響電磁波傳播，是衛(wèi)星導(dǎo)航定位的最大誤差源，必須消除。電離層的干擾與衛(wèi)星信號頻率相關(guān)，因而采用至少雙頻信號可以構(gòu)建電離層延遲修正模型最大限度去除這部分干擾因素，對定位精度的提升非常顯著，三頻則可以構(gòu)建更復(fù)雜模型消除高階影響。

此外，在三個頻段上發(fā)射也增加了不同信號（軍用、民用）的調(diào)制選項，抗干擾能力得到提升，也提高定位可靠性，對于厘米級乃至毫米級定位中最核心的載波相位模糊度解算也大有益處。正因如此，近些年來原本雙頻信號的GPS系統(tǒng)也在擴展成三頻系統(tǒng)?？梢姡倍返暮蟀l(fā)優(yōu)勢不言而喻。