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就在上周，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第了56颗北斗导航卫星，此次发射的北斗导航卫星是2020年北斗三号全球组网以来发射的首颗备份卫星。

这颗卫星的作用挺大的，它不仅将系统现有区域短报文通信容量提升1/3，提高星基增强和精密单点定位服务性能，还进一步提升系统了服务的连续性和稳健性，支撑系统稳定运行。

看到这段描述，我们不禁要问，北斗导航系统是由这56颗卫星组成的吗？为什么这颗卫星能够提高区域短报文通信？甚至你可能还听说短报文通信能力是北斗不同于GPS的独门绝技，但可能没了解过其中的原理。

要想明白这几个问题，就要系统性地了解北斗导航系统的建设过程以及北斗星座系统的拓扑结构。

一、北斗卫星在太空中如何分布？

北斗一号是1994年启动建设的，2000年发射了2颗地球静止轨道卫星。地球静止卫星的含义是，这两颗卫星运行在距离地面36000公里的地方，公转的周期与地球的自转周期一致，所以从地面视角看来，这颗卫星就永远定在太空中的某一个点。2003年，发射第3颗地球静止轨道卫星，进一步增强系统性能。

理论上，有这三颗卫星就能覆盖地球上除了南北两级之外的大部分区域，但对于精确定位功能是远远不够的。不过，从北斗一号开始，我们就上了双向短报文通信功能，这是北斗的独创。

北斗短报文功能能够让我们在没有地面基站的情况下通过卫星进行发短信，并能够定位，并且能够显示发布者的位置，这是北斗一号有源定位的优势。此后的北斗二号和北斗三号继承了北斗一号的基因。

北斗二号是2004年开始建设的，到了2012年完成了14颗卫星的发射，包括5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星。这三种类型卫星的混合组网，成就了北斗导航系统的又一大特色。相比之下，GPS卫星导航系统只有一种类型的卫星，24颗全在中圆地球轨道上（加上备份共32颗）。

2009年我们又启动了北斗三号的建设，到了2020年完成了30颗卫星的发射。像北斗二号那样，北斗三号的这30颗卫星分布在三种不同的轨道上：3颗处于地球静止轨道，3颗处于倾斜地球轨道、24颗处于中圆地球轨道。至此，中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统已全面建成。

因此，最近发射的第56颗卫星，实际上是算上了此前北斗二号发射过的系列卫星。

目前，北斗三号卫星兼容了北斗二号卫星。总体来看，北斗三号全球卫星导航系统的在轨运行服务卫星共46颗，包括15颗北斗二号卫星和31颗北斗三号卫星。当前北斗系统运行连续稳定，全球范围水平定位精度约1.52米，垂直定位精度约2.64米；测速精度优于0.1米/秒，授时精度优于20纳秒。

二、北斗导航系统与GPS相比，有什么优势？

作为问答，咱们抛开繁琐的细节，总体上来看，北斗与GPS相比有这两大优势：

1、北斗导航系统在全球范围定位精度与GPS相当，但局部区域优于GPS。据介绍，在北美、非洲以及欧洲等地，北斗的定位精度在5米左右，在亚太地区可以精确到2.5米到3米。

2、除了实时导航和快速定位之外，就是我们开头提到的，北斗系统的短报文功能是最大特色，目前是国外其它任何一个全球卫星导航系统都不具备的，这也是我们采用高低轨卫星混合组网带来的优势。

最近发射的第56颗卫星，是一颗地球静止轨道上的卫星，就是开头提到的能够提高现有区域短报文通信容量的卫星种类。因此说，这颗卫星的发射成功，标志着咱们北斗的独门绝技又增强了。

三、冷知识：北斗导航卫星需要爱因斯坦的相对论修正

大家可能听说过，根据爱因斯坦的狭义相对论，运动的钟会变慢，又根据爱因斯坦的广义相对论，处于高处的钟表时间会变快。虽然这两种效应相从日常生活的角度来看，非常微小，但导航卫星上面的原子钟是能够感受到的，假如不扣掉相对论效应，卫星上的时钟与地面上的时钟相比，每天会快38毫秒，这38毫秒就会导致导航精度偏离10公里！

因此，当你在享受精确的卫星导航时，应该感谢一下爱因斯坦。归根结底，不是北斗为你导航，也不是GPS为你导航，是爱因斯坦为你导航。