不是，北斗是一個空間探測系統，主要地球上導航用的，是中國自主研發，值得華人驕傲

北斗：是中國自行研發的導航定位系統名稱，不是科學家

北斗並不是科學家，而是天空中的北斗七星的總稱。

55顆是從北斗一號，北斗二號和北斗三號的總共數量，北斗三號共計30顆，而且現在北斗三號最後一顆發射完，確實總數量是55顆這樣，一號是摸索階段，二號是初步提供軍用和民用的服務，北斗三號是最新型號，在一號和二號的基礎上效能提高了很多很多，千萬別把它們搞混淆，一號二號現在只是幫三號提供輔助和星際鏈路連結，三號才是我們軍民需要的最新一代，只比GPS強，不會比它弱。

前面的衛星都是實驗星，另外北斗衛星的發射持續了十幾年，技術是在不斷的進步的，十幾年科技的變化可以說是突飛猛進的，以前的衛星肯定已經過時了，食之無味，棄之可惜，有些衛星實際上就可以淘汰了，不過是不浪費做備用罷了

今年的北京高考語文作文題，意料之外地考到了物理知識。作文材料裡談到的是北斗導航定位系統。這是中國自主建設的一套衛星，一共55顆，合在一起就能讓人知道你在地球上的什麼地方。平時你手機地圖的定位功能，也許就使用了北斗的訊號。

而作文題目是，“材料中‘每一顆都有自己的功用’，引發了你怎樣的聯想和思考？”

這個題目其實還挺坑的。光看這個描述，你可能會覺得，這55顆衛星應該各自有什麼獨一無二的特徵吧？它們是分工合作實現了導航定位的效果，就像電影動畫裡的超級英雄隊伍一樣，不同的超級英雄發揮自己的特長去打敗壞蛋。

但其實，北斗系統並不是那麼運作的。怎麼回事呢？彆著急，聽我講點兒背後的物理，你就會理解了。

北斗系統的最基本的功能，是定位，也就是判斷你在地球上的什麼位置。但是，它是怎麼知道你在哪裡的呢？

靠眼睛看，肯定不行。人太小了，在太空中看不見，而且可能會被樓或者是山給擋住。

靠耳朵聽呢？

一方面，太空中沒有空氣，聲音是不能在太空中傳播的。另一方面，你平時肯定有個經驗，那就是耳朵判斷方位很不準，你只能大概聽到一個人在你後面，判斷是左後還是右後就已經要費點功夫了，判斷左後30度還是45度，一般人根本做不到。更何況，就算知道了方位，也不知道距離啊。

哎，就有科學家想到了一個測量距離的方式。什麼辦法呢？看時間。

在《30位超級英雄帶你學物理》裡面，我給你講過聲速和奧特曼的事情。聲音在空氣裡傳播是需要時間的，速度大概是每秒鐘340米。假如你大喊一聲“現在時間是晚上7點整”，但小明聽到聲音的時候看了一下表，已經7點零1秒了，那就說明聲音傳過來花了1秒鐘，也就是兩個人距離有340米遠。

但光知道距離，還是沒啥用，還得知道方位。但是接下來，科學家就想到了一件更加巧妙更加厲害的事情。

假如說小明現在知道了你距離他340米，雖然不知道方位，但還是可以這麼說，如果以小明為圓心，以340米為半徑，畫一個圓，那麼你肯定在這個圓上的某個地方，對吧？

但現場不光有小明和你，還有小紅，小紅跟小明站的地方不同，而且她也聽見了你喊的那一聲，但是她聽到的時候看了下表，已經7點02秒了，說明聲音傳到她花了兩秒鐘，你和她距離680米。那麼，以小紅為圓心，680米為半徑，也畫一個圓，你肯定也在這個圓上吧？

一般來說，這兩個圓都會有兩個交點，換句話說，你肯定就在其中一個點上。突然之間，不需要方位，只需要距離，也能確定具體的位置了！

那到底是兩點裡的哪一點呢？講到這裡你肯定能猜到了，我們再找另一個人，比如找小張，問問他什麼時候聽到你喊聲，以他為圓心再畫一個圓。這三個圓的交點，一定只有一個了，這樣一來，你的位置也就能確定了。

這，也就是北斗定位系統的原理了。當然，聲音不能在太空中傳播，就算能，你喊的聲音那麼小，衛星肯定也聽不見。所以北斗用的不是聲音，而是無線電波，但道理是完全一樣的。

所以理論上，每個衛星的功能都是一樣的，都可以相互替代，就像小紅和小明沒有高下之分一樣。

但說到這你可能就有疑問了，照這麼說，只需要3顆衛星不就能確定位置了？為什麼要55顆呢？

有好幾個原因。

第一，所有的測量都有誤差，為了讓誤差變小，一個好辦法就是多測量幾次。所以在現實中，我們會保證至少有4顆衛星同時參與，多了當然更好。

第二，地球不是平的，而是圓的，如果你去了地球的另一端，衛星的無線電波不就被地球擋住了嗎？所以只有4顆是不夠的，要有很多顆衛星，讓你不管在地球的什麼地方，頭頂上都至少有4顆衛星。

第三，絕大部分衛星在天上都必須不停移動位置，否則就會掉下來。這就意味著，可能你上午還能看到4顆，下午就只剩兩顆了，這可不行對吧。為了避免這種情況發生，發射的衛星還要更多，作為備用。

為什麼說絕大部分呢？如果把衛星打到特定的高度和特定的位置上，那麼這些衛星旋轉速度和地球一致，看起來就像是固定在天上了。這樣的位置叫“地球靜止軌道”。不過，靜止軌道的位置有限，大家會盡量省著用。

現在的北斗衛星只有3顆在靜止軌道上，並且都位於中國上方，其他的衛星都還是普通的衛星，在天上會跑。

第四，有的時候會有一顆衛星發生故障，或者需要軟體更新，暫時不能正常工作，不能因為一顆就讓整個系統大範圍出問題對吧，所以還要發射更多的衛星備用。

第五，這麼大的一個衛星系統，其實是沒法一次建成的，需要從小的系統慢慢來，北斗在20年前就開始建設了，當年的一些老衛星現在已經過時，需要新的衛星來代替。

因為這些原因，我們才發射了那麼多的北斗衛星。世界上還有其他一些衛星導航系統，需要的衛星數量也差不多。

所以回到題目來說，北斗衛星“每一顆都有自己的功用”，不是你第一反應想象的那種功用。每一顆衛星的基本功能，其實都差不多，都可以相互替代，沒有什麼獨特的屬性。

但是，整個系統要想執行，必須要有足夠的衛星線上。就算是發上去備用的衛星，也會在關鍵時刻起到不可替代的作用。這一點，才是每一顆北斗衛星真正的功用。

現在你知道了，北斗衛星需要這麼多，不是因為各有各的獨特功能，而是要保證任何時候你頭頂上都會有好幾顆衛星，這樣才能幫你定位。這種分工合作的方式，和你熟悉的超級英雄戰隊可能不太一樣，但其實更接近於日常生活裡的合作。

北斗衛星導航系統分為三步走，分別是覆蓋中國地區的北斗一號，一共發射四顆衛星，目前已經全部退役，解決了中國衛星導航的有無問題；北斗二號覆蓋亞太地區，先後發射了20顆衛星，目前服役狀態有15顆，其中5顆地球同步軌道衛星，7顆傾斜地球同步軌道衛星，還有3顆中圓地球軌道衛星，實現區域無源定位，保住了衛星頻率，自主設計的原子鐘也得到了檢驗，不再被歐美卡脖子；北斗三號一共發射了35顆衛星，其中有5顆為實驗衛星，原子鐘效能也得到了10倍的提升，目前在服役狀態的北斗三號衛星有30顆，其中3顆地球同步軌道衛星，3顆傾斜地球同步軌道衛星，還有24顆中圓地球軌道衛星。通常我們所講的北斗55顆衛星是指北斗二號和北斗三號發射的導航衛星的總數，目前一共有45顆北斗導航衛星在軌執行，覆蓋全球，其中30顆北斗三號衛星支援我們國家首創的星間鏈路，可以減少地面站的依賴。現在智慧手機中的衛星導航晶片都是支援北斗的，包括今年剛剛釋出的蘋果手機也是支援北斗導航的，北斗定位效能在亞太地區優於GPS，且隨著4000個地面站組成的地基增強系統的全面建成，未來車道級定位不在遙遠。衛星導航授時是國家發展的基礎設施，保障國家發展安全，重要性不亞於5G，至此銀河號悲劇不會再次重演，同時具有廣闊的市場空間，中國將在2030年建成與萬物互聯、萬物智慧相聯絡的新時空服務體系。

1北斗一號一共4顆星（是實驗衛星，不起導航作用）2，北斗二號20顆星 3，北斗三號35顆星