定位、導(dǎo)航已經(jīng)是我們生活中不可離開的一環(huán)，然而，無論是定位還導(dǎo)航其實都離開導(dǎo)航系統(tǒng)的支持，例如，美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、中國的北斗。

不過，因為國家的技術(shù)發(fā)展不同，導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度其實也并不相同，美國的GPS能達到0.1米的精確度，俄羅斯的格洛納斯能達到1.5米，中國北斗能達到多少米的精度？

美國的GPS

1957年，蘇林發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星，當時，美國和蘇聯(lián)作為齊頭并進的兩個大國，美國也十分關(guān)注蘇聯(lián)的進展。

隨著這一衛(wèi)星的發(fā)射，美國數(shù)學(xué)家比爾·蓋伊和物理學(xué)家喬治·威芬巴赫發(fā)現(xiàn)了這顆人造衛(wèi)星的頻率正在不斷出現(xiàn)了偏移，這是衛(wèi)星和地球的相對運動引起的多普勒頻移效應(yīng)，并且根據(jù)這一現(xiàn)象，用接收到的信號不同頻差來計算衛(wèi)星的具體位置。

他們將這一現(xiàn)象告訴實驗室主任時，實驗室主任也非常高興，他正在研究如何在大海中定位軍艦的位置，現(xiàn)在他們可以利用衛(wèi)星的位置反推軍艦的位置。

就這樣在他們的努力中，美國的第一代導(dǎo)航系統(tǒng)子午儀系統(tǒng)于1964年投入使用，但是由于計算方式的問題，無法獲取實時定位，這個系統(tǒng)只能供給核潛艇和水面艦艇的導(dǎo)航。

而且精度誤差能達到上百米，所以只能用于簡單導(dǎo)航，無法滿足動態(tài)使用的要求，這樣根本就無法滿足美軍核潛艇快速進行反擊，而且也無法滿足空軍的三維需求。

再加上，當時美國和蘇聯(lián)雙方正處于競爭關(guān)系，美國開始對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進行研究升級，研發(fā)出了第二代GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，采用時間測距體制，提升精度到米級，而且只用24顆衛(wèi)星就能夠?qū)崿F(xiàn)全球?qū)崟r覆蓋。

在1991年的海灣戰(zhàn)爭中，GPS全球組網(wǎng)雖然還未徹底完成，但是憑借這個半成品，美軍還是輕松獲得了戰(zhàn)爭的勝利，并且這場科技信息戰(zhàn)也讓很多國家為此感到十分驚訝，也開啟了一種新的戰(zhàn)爭方式。

這些年來，美國都會耗費巨資對GPS進行維護升級，GPS也升級到了第三代，定位精度也在不斷的升級，目前，軍用級別的精度已經(jīng)達到0.1米。

民用級別的精度也能提升到6米，不僅如此，民用級別的GPS在全球范圍內(nèi)也是可以免費使用的。

俄羅斯的格洛納斯

俄羅斯的格洛納斯和美國的GPS發(fā)展歷程上是比較類似的，在蘇聯(lián)時期，當時的導(dǎo)航系統(tǒng)和美國的子午儀系統(tǒng)有著比較類似的困境，定位速度慢，精度也比較差，因此，蘇聯(lián)組織了國防部、科學(xué)院和海軍聯(lián)合推動新系統(tǒng)研發(fā)。

在多方努力下，格洛納斯問世，不過，這個項目雖然成功問世，卻因為衛(wèi)星壽命的問題，并沒有實現(xiàn)全球組網(wǎng)，在除去因為各種原因損失的，在蘇聯(lián)解體前夕，也僅僅只有10顆衛(wèi)星在軌工作。

隨著蘇聯(lián)解體，俄羅斯繼承了來自蘇聯(lián)大部分財產(chǎn)，其中就包括格洛納斯系統(tǒng)，在俄羅斯完成初期修整后，便投入巨資完成了格洛納斯的全球24顆衛(wèi)星組網(wǎng)。

然而，雖然完成了組網(wǎng)，但是從美國每年的昂貴費用就能看出維護也是一大筆錢，這對于俄羅斯的經(jīng)濟其實也是一筆負擔，2001年前后，格洛納斯僅僅剩下7顆在軌，本土覆蓋都變得十分艱難，定位精度只能夠達到1.5米。

后來，俄羅斯的經(jīng)濟緩過來后，再加上衛(wèi)星技術(shù)在現(xiàn)代科技發(fā)展中也是重要的一環(huán)，俄羅斯又一次對格洛納斯進行了升級，新一代衛(wèi)星延遲不僅降低了延遲，就連壽命也增強了，但是由于西方的制裁，格洛納斯新一代衛(wèi)星發(fā)射計劃一直在延遲。

不過，就新一代的格洛納斯而言，俄羅斯通過多方面的優(yōu)化，已經(jīng)進一步提升了定位精度，但是由于西方一直在制裁俄羅斯，目前，格洛納斯在軌衛(wèi)星僅剩下25顆，還得算上超出服役年限的衛(wèi)星。

未來格洛納斯想要繼續(xù)發(fā)展，可能還需要俄羅斯做出新的突破，或者從其他地方購入所需的芯片，否則的話，格洛納斯想要徹底更新?lián)Q代恐怕并不容易。

中國的北斗

美國和俄羅斯乃至歐洲都有自身的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，中國自然也并不例外，尤其是中國在見識到海灣戰(zhàn)爭中，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的用法后，便開始著手研究北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

當時，中國才處于改革開放初期，只是有了一點點成果，因此，國家在預(yù)算方面也并不十分富裕，為了最大程度的利用好每一份經(jīng)費，便研究出了靜止高軌道的雙星定位方式。

北斗一代在這樣的情況下很快問世，這也讓很多國人為之驕傲，尤其是北斗一代的衛(wèi)星既能夠完成通信任務(wù)，又可以完成定位任務(wù)，而美國的GPS只能夠完成定位導(dǎo)航，是沒有通信功能的。

聽上去北斗一代很全面，但事實上，在使用定位導(dǎo)航的情況下，通信通道根本無法被滿足，而在定位導(dǎo)航上，精度又很差，屬于兩面不討好，因此，也沒少被罵。

北斗進行升級已經(jīng)成為了迫在眉睫的事情，研究人員們也開始火速研究北斗二代，當時，歐洲的伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也在緊鑼密鼓進行中，而且還和北斗所需要用到的軌道和頻率十分相似。

在這樣的情況下，按照國際規(guī)則，誰先搶占了就算誰的，中國開始快速發(fā)射衛(wèi)星并進行組網(wǎng)，截止2018年，在軌工作衛(wèi)星已經(jīng)達到33顆，并且也可以面向全球提供服務(wù)。

通過多年來的發(fā)展和優(yōu)化，在定位精度上，面向全球的定位精度為0.5米，亞太地區(qū)則能夠做到0.2米的定位精度。

另外，北斗一代的通信技術(shù)后續(xù)的升級中也并沒有舍棄，而是通過加射衛(wèi)星的方式和北斗衛(wèi)星進行組網(wǎng)，既滿足了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位需求，又能夠正常進行通信。

參考資料：
海外網(wǎng)——2022-04-15《北斗三號系統(tǒng)全球定位精度實測優(yōu)于4.4米 與美國GPS相當》
中國廣播網(wǎng)——2013-09-08《北斗導(dǎo)航定位精度提升到厘米級 將與GPS差異化競爭》
人民日報——2013-01-18《俄羅斯航天“再起步”八年后衛(wèi)星定位精度將達零點六米》