2020年6月23日，我國北鬥三號收官衛星發射成功，進入全球組網時刻，全國上下一片歡騰，我國終於要擁有自己的全球導航定位系統了！當然，遠在大洋彼岸的美國也在加緊更新GPS系統，將在北京時間7月1日凌晨發射第三顆GPS三代衛星。
北鬥三號收官衛星發射瞬間
GPS是美國的定位導航系統，全稱是Global Positioning System（全球定位系統），不過現在也是所有全球定位系統的統稱。目前美國運行在太空的主要還是GPS的二代衛星，相對競爭對手已經不再具有明顯的先進優勢，並且壽命已經接近退役，所以美國計劃將其逐步更換為最新一代的GPS衛星。
GPS三代衛星
本次發射的這顆GPS三代衛星已經是第三顆 了，第一顆在2018年12月23日由spacx的獵鷹9號火箭成功發射，第二顆在2019年8月22日使用德爾塔4火箭發射，而這第三顆將在明天凌晨由spacex的獵鷹9號發射。值得一提的是，GPS三代衛星前面的六次發射，其中有五次將是使用spacex的獵鷹9號發射。有意思的是，或許是獵鷹9號成功發射載人飛船的緣故，軍方竟同意spacex在這次發射中進行回收火箭。
獵鷹9號發射GPS三代衛星
本次發射的這顆GPS三代衛星重約4000公斤， 由洛克希德·馬丁公司研製，衛星運行軌道為20200km x 20200km x 55°。GPS三代星座採用交叉連接的指揮和控制體系結構，使整個星座能夠從單個地面站同時更新。另外還採用一種新的點波束能力，以增強M碼（軍用）覆蓋範圍和增強對敵幹擾能力，相比GPS二代，三代的精度、穩定性、可靠性都有很大的提升。
金屬銫
大家都知道導航衛星上都安裝了原子鐘，目的就是校正相對論效應，提高定位準確度的。GPS三代衛星使用的是原子鐘是銫原子鐘，北鬥三號使用的是銣原子鐘及氫原子鐘。這幾種原子鐘比較如下：銫鐘的精度高、穩定性極好，無老化現象，缺點是體積較大、能耗較高、價格貴。銣鍾是體積、能耗較小、精度穩定性較高，但有一定老化率。氫鍾精度高、穩定性好，但是體積大、能耗高。值得一說的是，銫原子鐘是世界基準時鐘計量器具，其固有頻率是所有系統中的基準頻率。
原子鐘
與GPS二代衛星相比，三代GPS衛星安裝了一臺LEROS-1C發動機，用作遠地點推進系統。這將使得GPS三代可以更好的修正軌道，並且根據任務需要調整軌道。此外，相對於二代GPS衛星來說，三代衛星具有更大的發射功率，使得地面的接收裝置可以更簡單。高精度信號發射組件，配合新一代的用戶端接收器，三代GPS的民用精度將比二代提高3倍。另外，GPS三代還容許民用範圍內的國際衛星通用，也就是說可以和多個國家的衛星配合使用，相當於太空上有近百顆定位衛星可以使用（最多時），可以大大提高精度、穩定性。
GPS三代衛星展開太陽板
公開數據來看，GPS三代衛星提供的民用精度將達到1米（當前為5~10米），北鬥三號全球定位精度10米、國內5米左右，歐洲的伽利略系統免費民用定位精度為1米。當然，加上輔助增強裝置後，四大系統都可以實現釐米，甚至毫米級的定位精度，這也就是為什麼媒體整天說可以實現釐米、毫米級定位，但是民用卻只有幾米的精度緣故。
定位導航衛星
當然，對於民用來說，各個導航系統帶來的精度提高，到達一定程度後，其實意義並不是特別大。而其最大的意義，當然在於軍用方面。GPS三代相對二代來說，最大的變化在於全新增加的M碼（軍碼），據說美國軍方對其抗幹擾能力測試結果極為滿意，而以往的GPS信號非常容易幹擾。根據美國公開的數據，GPS三代衛星抗幹擾能力比二代提高了8倍。
衛星
美國在衛星的技術優勢，還表現在衛星的壽命上，GPS三代衛星的設計壽命為15年（二代為12年），當然實際使用過程往往超過這個時間。當然，我國近年也取得了長足進步，北鬥三號的設計壽命也達到了10年。
一秒鐘定義
衛星定位系統已經進入全球化的競爭時代，競爭將促使技術更快的發展，並帶動更多的相關產業發展！