为全球导航，中国如何做到的( 二 )
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与此同时两颗卫星均位于地球静止轨道其轨道高度在35786千米运行周期与地球自转周期保持一致可始终朝向地球的同一面保证了全时段的信号覆盖（地球静止轨道示意，制图@郑伯容/星球研究所）▼
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从1994年方案获得正式立项到2000年两颗北斗卫星成功入轨历时6年多的研发北斗双星的设想终于变成了现实这便是北斗一号它的信号基本可以覆盖中国全境（北斗一号的覆盖范围为东经70°-145°，北纬5°-55°，制图@王朝阳&郑伯容/星球研究所）▼
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用户不仅能接收位置信息还能像“发短信”一样主动发送文字消息这在求救和援助时尤为关键而对于如同“收音机”般单向接收数据的GPS等系统这是无法做到的（“发短信”的优势在于，既能知道自身的位置，也可以告诉他人，这在地震、远洋等一些险境中意义重大，下图是2008年汶川地震中救援的场景，摄影师@贾君洋）▼
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这项功能属于国际首创美国GPS之父帕金森教授后来对此功能赞誉有加▼既能够知道你在哪里，也能够知道我在哪里这是多么美妙的体验不过北斗一号的缺陷同样显而易见它的定位精度为20-100米时间精度为20-100纳秒与同期GPS的10米和20纳秒差距明显而且仅支持150个用户同时在线与全球覆盖的目标也相差甚远还有“发短信”式的交互模式过程较为繁琐、信号易被拦截不仅导致定位中存在1秒左右的时延还容易暴露自身位置而对于高速运动的飞机、导弹来说每1秒都生死攸关军事行动中保密性更是至关重要（北斗一号和GPS系统定位操作对比，制图@郑伯容/星球研究所）▼
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北斗一号尽管性能有些简易但基本解决了我们导航系统从无到有的问题北斗的梦想已经在蹒跚中起步接下来会一帆风顺吗？03攻坚克难自2010年起西昌卫星发射中心变得非常热闹在不到3年的时间里将有14颗导航卫星从这里陆续发射升空2010年发射5颗2011年发射3颗2012年发射6颗（2007年和2009年各有一颗北斗二号实验星已经发射升空，下图是西昌卫星发射中心的两个发射塔架与火箭运输机车的同框，摄影师@余明）▼
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同时运算和控制等地面配套系统也铺展开来卫星与地面的调整测试也在同步进行2012年底新系统组网成功这就是北斗二号（北斗二号系统运行示意，制图@郑伯容/星球研究所）▼
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与北斗一号相比其覆盖范围明显扩大扩大至亚太地区的大部分区域定位精度也从20米提升至10米时间精度达到10纳秒（北斗二号的覆盖范围为东经70°-150°，南纬55°-北纬55°，制图@王朝阳&郑伯容/星球研究所）▼
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北斗一号独特的通信功能也被完整继承了下来可在应急通讯中帮助更多的人（2015年4月25日尼泊尔发生8.1级地震，救援人员曾借助北斗实施搜救，下图为尼泊尔新图巴尓恰克地区的震后场景，图片来源@人民视觉）▼
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然而这样的升级并非一帆风顺挡在科学家面前的是重重难关难关之一在于卫星如何布局最适宜导航卫星的轨道是高度约20000千米的中圆轨道是实现全球覆盖的最优选择GPS等系统的卫星便分布于此（不同轨道类型及卫星示意，制图@陈思琦&陈随/星球研究所）▼
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可是中圆轨道卫星飞越目标区域的时间较短这意味着想要实现此区域的稳定覆盖必须发射足够多的卫星然而彼时发射此类卫星的技术在我国还尚未成熟倘若全部使用中圆轨道无疑是充满风险为了短期内实现目标中国科学家另辟蹊径首次开创了“混搭”的卫星布局方式通过排兵布阵14颗卫星分布于三种轨道除了4颗中圆轨道卫星外还有5颗倾斜同步轨道卫星保证信号对亚太地区的长时间覆盖5颗地球静止轨道卫星实现此区域的全时段稳定覆盖（倾斜同步轨道卫星的运行周期和轨道高度与地球静止卫星相同。把倾斜同步轨道卫星用于定位，属于中国首创。下图是北斗二号系统三种轨道的示意，制图@郑伯容/星球研究所）▼
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