【文/观察者网专栏作者 张仲麟】

自2000年10月第一颗北斗卫星发射上天之后，北斗卫星导航系统成为了GNSS系统中一颗冉冉升起的新星。它不仅仅继承了恒古以来北斗星指引人类的使命，更是在世界范围内扮演着越来越重要的角色。

而在距离首颗北斗卫星上天23年之后，2023年11月16日，北斗标准正式被国际民航组织采纳，列入《国际民航公约》附录10并正式生效，与GPS和GLONASS一同成为了国际公认的GNSS系统之一。

23年前，一颗北斗卫星孤独的在星空中闪耀，而23年后，在地球的每一个角落都能看到北斗卫星，收到它的信号。这不仅仅是中国航天事业的一大进步，也是全球GNSS系统的一次重大革新，更是给全球民航体系增加了新的安全保障。

为什么要构建北斗系统

作为广袤地球上生活的一员，人类自文明起源之初就对定位与导航有着极为强烈的需求，也因此发明了一系列的手段来定向与定位，中国四大发明之一的指南针就是其中之一。

对幅员辽阔的中国来说，拥有一种可靠的、大范围的、精确的导航系统尤为重要。早在上世纪七十年代，中国就立项了灯塔导航卫星项目也即691项目，利用卫星的无线电信标进行测向和定位，但由于各种原因灯塔项目在1980年下马。而随着美国GPS系统与苏联/俄罗斯的GLONASS系统投入使用，并在军事及经济领域发挥巨大作用，中国自己的GNSS系统又被提上日程。

GNSS系统对一般国家而言是个昂贵的奢侈品。一方面，建立一个全球GNSS星座，需要至少24颗卫星才能覆盖全球，如果考虑到卫星到寿轮替、备用星、地面站以及巨额的研发费用，单独建立一套GNSS系统对一般国家来说并不经济。

另一方面，很多国家觉得有现成的美俄GNSS系统，并且民码免费开放给所有用户使用，为啥还要费大力气自己再搭建一套呢？何况建立GNSS系统需要极强的航天能力。

也因此，对印度、日本这类国家来说，在现有GNSS的基础上搭建一套辅助GNSS来提高区域精度，是更为现实的选择，如日本的QZSS准天顶卫星系统是用来补充日本地区GPS精度，使用专用终端能达到极高精度。而印度的IRNSS（印度区域导航卫星系统）从名字上就可以看出是个专门用于南亚次大陆及印度洋地区的卫星导航系统，而非全球性卫星导航系统。

印度的IRNSS系统使用范围基本就局限于南亚次大陆及印度洋

对于地区强国来说，基于现有GNSS系统进行针对性补充或者搭建区域性卫星导航系统，就已经足够使用了，但是对于真正的大国来说，必须得有自己的GNSS系统。纵使目前美俄的GNSS系统在民用领域是开放的，但是这种新时代的“关键基础设施”如果没掌握在自己手上，就很容易受制于人。

而且考虑到GNSS在军事领域的巨大用途以及各GNSS系统的军码是高度机密的，因此对于真正的大国来说，建立一套自己的GNSS系统不仅仅可以展示自己的航天技术实力，更是战略自主性和国防及国家安全的关键。

事实上，依赖他国的GNSS系统意味着关键时刻会面临服务受限或者中断的风险，而对一直在进行东南方向军事斗争准备的我国来说，依赖他国GNSS（尤其是GPS）将有极大可能在未来的摊牌时刻陷入巨大的被动之中。

也因此，上世纪九十年代初我国就着手立项建立自己的GNSS系统也即北斗系统。北斗系统也是秉持着我国一贯的小步快跑策略，除了实验性的第一代北斗之外，投入实用并在2012年完成搭建的第二代北斗是先以中国及亚太地区为服务核心，并在随后的第三代北斗（BDS3）中覆盖全球，于2020年正式完成BDS3的搭建。这使北斗系统从一个区域卫星导航系统变成了真正意义上的全球卫星导航系统。

北斗二代服务范围还只有亚太，到了北斗三代就达到了全球覆盖了

北斗算是什么水平？

虽说是最新的GNSS系统，但是由于诞生的比较晚以及商业化开发不足，使得北斗系统在全球范围内的民用应用并不大。尤其在几十年GPS系统成熟的生态与产品所产生的路径依赖之下，国外并没有多少用户使用北斗系统的动力，主要用户还是集中在国内尤其是专业用户。

但这并不代表北斗系统不如GPS与GLONASS系统，作为2020年才完成搭建的系统，本身就具备着一定的后发优势，而且从客观规律来说。更新的技术、更高的星座密度必然会带来更好的导航精度。毕竟北斗三代是基于24颗MEO（中轨道）卫星、3颗GEO（地球同步轨道）卫星与3颗IGSO（倾斜同步轨道）卫星所建立的系统，相比GPS和GLONASS多了GEO与IGSO轨道卫星，而这6颗同步轨道卫星是为了加强区域信号以获得特定范围内更好的精度——当然我们都猜得到，这是用来加强东亚与西太地区的北斗精度。

而目前由于处在北斗二代与三代同时使用的阶段，这就使得天上的北斗卫星星座密度处于一个极高的水平，简单点说就是目前天上北斗卫星数量（含6颗实验星一共62颗）比GPS（32）和GLONASS（24）加起来还多。当然光说数量不够具体，我们不看说明书看疗效，毕竟GNSS系统最终还是得看定位精度，而某一区域里有多少颗星覆盖，也一定程度上代表着信号强度与定位精度。

如果我们查看中国卫星导航系统测试评估研究中心实时显示的各GNSS系统关键指标，就能发现不少有意思的事。以可见卫星数这一指标为例，可以看到北斗系统除了南北美洲部分地区之外，其他地区可见星数都保持着一个极高的水平。而亚洲地区的可见星数格外高，一方面是北斗三代本来就加强了亚洲地区的卫星，另一方面则是专注于亚太地区的北斗二代也还在使用，导致可见星数密度极高。

而GPS系统可见星数分布就较为均匀，作为使用最久也最成熟的GNSS系统，其32颗卫星构成的星座确保地球每一处都有着堪用的可见星数。而俄罗斯的GLONASS就显得有些一言难尽了，大量地区处于可见星数较少的状态，也算是侧面反应了俄罗斯GLONASS系统的现状。

此处显示的是各GNSS系统在全球任意地点可以看到的卫星数目，区域颜色越黄代表该位置可见星数越多，见右侧竖条