第30章 北斗的缺陷（2 / 2）

“别睡了，我还有些事情想请教你呢，正事儿。”

顾诚果然没睡着，坐正了身体，喝了口柠檬茶：“说吧。”

李允欣组织了很久的措辞，才有条有理地问：“这几天跟着你见识了这么多，北斗导航系统跟GPS相比的优势我大致也懂了。我想问的是：北斗相比于GPS就真的毫无缺陷么？那我们如果在东夷也改用北斗导航芯片给手机定位的话，技术上可以实现么？

而且有一个技术细节我一直觉得匪夷所思，上次北斗那个工程师说，GPS最初需要24颗卫星、6个轨道面才能实现全球定位，后来为了增加别的功能更是增加到了总共27颗卫星。北斗系统听说目前才8颗星，比完全体时计划的35颗还差了很多。怎么就已经能够那么精确地定位了呢？剩下的20多颗难道发和不发一个样么？”

这几天，北斗和GPS的差异问题，李允欣已经听得够多了，但主要都是在谈功能方面。

尤其是“GPS与手机导航芯片是单向通信、GPS把信号发射给手机，手机接收到之后在本地计算得出本机位置，但并不反馈给卫星”和“北斗与手机导航芯片是双向通信，手机计算出本机位置后还要发回给卫星”这一点上。

然而，具体通过什么样的技术原理来实现这个功能，这几天一直没有人在李允欣面前聊起，加上大家都忙，她也没问。

如今回程路上闲下来，她才想到。

而且此刻问出来，显然也是她内心有些小私心，希望能够促成顾诚和三星方面更多的合作，好让顾诚承她的情。

顾诚的社会阅历比李允欣不知丰富了多少，对于对方的动机，自然是心下雪亮。

“北斗当然不可能用七八颗卫星，就实现GPS用24颗星实现的功能。你也说了，北斗系统的完全体需要35颗星，比GPS还多得多呢。

要解释这个问题，我需要给你扫盲一下两个系统的卫星布局逻辑：GPS最初的24颗卫星，是分为6个轨道面，相邻轨道面的夹角大约是60°，每个轨道面上均匀分布4颗卫星。

这样，每一个轨道面都可以确保地球上大约三分之二的面积每时每刻可以在头顶上搜到该轨道面内的一颗卫星。6个轨道面合起来，就能实现地球上任意一点任意时刻头顶有4颗卫星——这时候，定位就实现了。

北斗比GPS多了一个双向收发的功能，所以需要地球上每个点每一时刻可以搜到的卫星再多一些，大致上是按照8个轨道面、每个轨道面4颗星布置的，这样就是32颗星。

说到这儿，你可能注意到了，刚才说北斗系统一共有35颗星，那么多出来这3颗是什么呢？就是我们06年的时候提前发射的那3颗。那三颗位于大约两万多公里高的‘近似同步轨道’上，而不是其他32颗那样相对近地的轨道上。

学过初中物理课的都知道，地球赤道上空35000多公里的那条轨道，叫做‘地球同步轨道’，因为在那个位置上的卫星，绕地球转一圈的时间恰好是24小时，和地球自转完全吻合，所以处在那个高度的卫星是相对于地面上赤道的某一点静止的。

而事实上，除了绝对静止的‘地球同步轨道’之外，在比它低一些的地方，还有一些‘近似同步轨道’，这些轨道上的卫星，相对于地面并不是绝对静止，但它们可以确保‘相对于地球的经度始终在一个很小的范围内波动，而在纬度方向上画往复的8字形轨迹’——大致上就跟蜜蜂在蜂巢里跳舞画圈、告诉蜂群哪里有花蜜时那轨迹差不多。

北斗系统当初最开始发射的那3颗近似同步轨道星，就是分别在东经105°、120°到135°左右的经度上——所以，这个设计其实是为了确保‘我们不用等32颗卫星统统发射完之后，这套导航系统才能正式商用化’而作出的权宜之计。

加上这三颗卫星之后，在东经105°到135°，也就是东七时区到东九时区的低纬度地区，就能始终在头顶发现这三颗卫星。只要剩下的8条纬度轨道面有一条发射完全、确保那条轨道面上有任何一颗卫星在任意时刻被地面搜索到，就已经可以构成定位了。

换句话说，以后35颗卫星发射完之后，其实只有后32颗是非保留不可的。而最初的3颗就完成历史使命废弃了、浪费了。

但是这种浪费又是‘小步快跑、分批验证技术’所必须的，因为华夏没有米国那么大的技术和财力，一步到位把二三十颗导航卫星发射完。浪费这三颗，就可以在组网未完成之前那五六年的时间差里，确保东七到东九时区的低纬度地区人民可以先试用起来这套系统。”

米国人的GPS，是必须24颗卫星发射完了，才能商用的，从经济上来说很不合理。然而当年米国人最初搞GPS的时候并不是为了商业目的，而是为了军事监控。米国人本来就不是为了本土定位，而是为了全球军事部署，所以米国人那样设计是有道理的。

但华夏的北斗系统，显然是一个定位时就已经要兼顾商业和军用的系统。在初期用户主要在本土的时候，“浪费”三颗星换取“本土地区比全球其他地区早五六年开始试商用”，显然是有道理的。

李允欣一个文科生或者说艺术生，听了顾诚的讲解，第一反应完全是懵逼的。

幸好她本来就是想和顾诚多搭讪一会儿，便碍着面子继续刨根问底，花了很久才把这事儿搞明白。

“闹了半天，原来北斗系统目前只能在东亚、东南亚和澳洲西部地区覆盖啊。最初的三颗星经度几乎不会变，怪不得八颗星就已经能用了，我还以为它真的比GPS强那么多倍呢。”

她喃喃自语了两句，但很快就发现一个新的契机：东夷和扶桑，不就是在东九时区么？

从阿三国往东，整个东南亚，一直到澳洲，经度貌似都可以被覆盖到。要是顾诚愿意走出国门，就算搭载北斗导航的系统七八年内不能到欧美兼容，也已经有足够的地盘让他扩张了。

念及此处，李允欣连忙追问了下一个细节：“那你刚才说，因为有3颗基准星是在赤道上空的‘近似同步轨道’，所以没法被高纬度地区地面侦测到。那你所说的这个高纬度，大致是多高呢？”

顾诚稍微想了想：“当初米国人搞GPS，两个轨道面的夹角是55°，这当然是留出一点余量的，我们也按照55°算好了。近似同步轨道的轨迹是在南纬12°到北纬12°之间来回8字型轨迹晃动的，按照最恶劣时的南纬12°计算，这时北半球能够确保收到基准星信号的最北坐标应该是北纬43°。

换句话说，哪怕是华夏国内，东北黑吉两个省在基准星位于南半球时定位不了的，内蒙新江也有一些地方定位不了——这也是为什么当初米国人搞GPS定位系统时，不搞近赤道的近似同步基准星的原因。

冷战时期，米露争霸的监控核心是北极，一旦战争爆发，搭载核弹头的‘白杨’和‘民兵’都是飞北极轨道打击敌方本土的，‘逆火’和B-1轰炸机的突防航线也是北极。如果GPS覆盖不了北极，当年就毫无军事价值。”

李允欣好歹有些地理知识，自己心算了一下：东夷跟北夷分界在北纬38°，那是毫无影响了，扶桑人那边，估计也就北海道某些比札幌更北的犄角旮旯搜不到。