北斗卫星一共多少颗？
北斗卫星导航系统，简称北斗系统，是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。 随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天为各类用户提供高精度定位、导航、授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒，并具备短报文通信能力。 卫星导航系统是全球性公共资源，多系统兼容与互操作已成为发展趋势。中国始终秉持和践行“中国的北斗，世界的北斗，一流的北斗”的发展理念，服务“一带一路”建设发展，积极推进北斗系统国际合作。
与其他卫星导航系统携手，与各个国家、地区和国际组织一起，共同推动全球卫星导航事业发展，让北斗系统更好地服务全球、造福人类。 北斗卫星导航系统目前一共发发射了54颗卫星，最后一颗卫星将于今年6月发射，由于实验用卫星和系统建设历经数十年，卫星已到到使用寿命，最终建成在轨运行的北斗三号系统由35颗卫星组成。
北斗组网需要多少颗卫星？
今年的北京高考语文作文题，意料之外地考到了物理知识。作文材料里谈到的是北斗导航定位系统。这是中国自主建设的一套卫星，一共55颗，合在一起就能让人知道你在地球上的什么地方。平时你手机地图的定位功能，也许就使用了北斗的信号。而作文题目是，“材料中‘每一颗都有自己的功用’，引发了你怎样的联想和思考？”这个题目其实还挺坑的。
光看这个描述，你可能会觉得，这55颗卫星应该各自有什么独一无二的特征吧？它们是分工合作实现了导航定位的效果，就像电影动画里的超级英雄队伍一样，不同的超级英雄发挥自己的特长去打败坏蛋。但其实，北斗系统并不是那么运作的。怎么回事呢？别着急，听我讲点儿背后的物理，你就会理解了。北斗系统的最基本的功能，是定位，也就是判断你在地球上的什么位置。
但是，它是怎么知道你在哪里的呢？靠眼睛看，肯定不行。人太小了，在太空中看不见，而且可能会被楼或者是山给挡住。靠耳朵听呢？一方面，太空中没有空气，声音是不能在太空中传播的。另一方面，你平时肯定有个经验，那就是耳朵判断方位很不准，你只能大概听到一个人在你后面，判断是左后还是右后就已经要费点功夫了，判断左后30度还是45度，一般人根本做不到。
更何况，就算知道了方位，也不知道距离啊。哎，就有科学家想到了一个测量距离的方式。什么办法呢？看时间。在《30位超级英雄带你学物理》里面，我给你讲过声速和奥特曼的事情。声音在空气里传播是需要时间的，速度大概是每秒钟340米。假如你大喊一声“现在时间是晚上7点整”，但小明听到声音的时候看了一下表，已经7点零1秒了，那就说明声音传过来花了1秒钟，也就是两个人距离有340米远。
但光知道距离，还是没啥用，还得知道方位。但是接下来，科学家就想到了一件更加巧妙更加厉害的事情。假如说小明现在知道了你距离他340米，虽然不知道方位，但还是可以这么说，如果以小明为圆心，以340米为半径，画一个圆，那么你肯定在这个圆上的某个地方，对吧？但现场不光有小明和你，还有小红，小红跟小明站的地方不同，而且她也听见了你喊的那一声，但是她听到的时候看了下表，已经7点02秒了，说明声音传到她花了两秒钟，你和她距离680米。
那么，以小红为圆心，680米为半径，也画一个圆，你肯定也在这个圆上吧？一般来说，这两个圆都会有两个交点，换句话说，你肯定就在其中一个点上。突然之间，不需要方位，只需要距离，也能确定具体的位置了！那到底是两点里的哪一点呢？讲到这里你肯定能猜到了，我们再找另一个人，比如找小张，问问他什么时候听到你喊声，以他为圆心再画一个圆。
这三个圆的交点，一定只有一个了，这样一来，你的位置也就能确定了。这，也就是北斗定位系统的原理了。当然，声音不能在太空中传播，就算能，你喊的声音那么小，卫星肯定也听不见。所以北斗用的不是声音，而是无线电波，但道理是完全一样的。所以理论上，每个卫星的功能都是一样的，都可以相互替代，就像小红和小明没有高下之分一样。
但说到这你可能就有疑问了，照这么说，只需要3颗卫星不就能确定位置了？为什么要55颗呢？有好几个原因。第一，所有的测量都有误差，为了让误差变小，一个好办法就是多测量几次。所以在现实中，我们会保证至少有4颗卫星同时参与，多了当然更好。 第二，地球不是平的，而是圆的，如果你去了地球的另一端，卫星的无线电波不就被地球挡住了吗？所以只有4颗是不够的，要有很多颗卫星，让你不管在地球的什么地方，头顶上都至少有4颗卫星。
第三，绝大部分卫星在天上都必须不停移动位置，否则就会掉下来。这就意味着，可能你上午还能看到4颗，下午就只剩两颗了，这可不行对吧。为了避免这种情况发生，发射的卫星还要更多，作为备用。 为什么说绝大部分呢？如果把卫星打到特定的高度和特定的位置上，那么这些卫星旋转速度和地球一致，看起来就像是固定在天上了。
这样的位置叫“地球静止轨道”。不过，静止轨道的位置有限，大家会尽量省着用。现在的北斗卫星只有3颗在静止轨道上，并且都位于中国上方，其他的卫星都还是普通的卫星，在天上会跑。第四，有的时候会有一颗卫星发生故障，或者需要软件更新，暂时不能正常工作，不能因为一颗就让整个系统大范围出问题对吧，所以还要发射更多的卫星备用。
第五，这么大的一个卫星系统，其实是没法一次建成的，需要从小的系统慢慢来，北斗在20年前就开始建设了，当年的一些老卫星现在已经过时，需要新的卫星来代替。因为这些原因，我们才发射了那么多的北斗卫星。世界上还有其他一些卫星导航系统，需要的卫星数量也差不多。所以回到题目来说，北斗卫星“每一颗都有自己的功用”，不是你第一反应想象的那种功用。
每一颗卫星的基本功能，其实都差不多，都可以相互替代，没有什么独特的属性。但是，整个系统要想运行，必须要有足够的卫星在线。就算是发上去备用的卫星，也会在关键时刻起到不可替代的作用。这一点，才是每一颗北斗卫星真正的功用。现在你知道了，北斗卫星需要这么多，不是因为各有各的独特功能，而是要保证任何时候你头顶上都会有好几颗卫星，这样才能帮你定位。
美国GPS只有24颗卫星而中国北斗有35颗，为何相差11颗？
抛砖引玉，简单回答一下。美国的GPS只有24颗卫星，其实这个是不准确的，应该是32颗卫星，其中8颗是备用卫星，目前工作卫星是24颗而已。首先说一下，只是GPS定位的话，是需要四颗卫星才能校准的，也就是说开始必须搜索到四颗卫星才可以正常工作，后续移动的时候搜索到三个卫星就可以工作了。当初美国的设计是尽快全球铺开，GPS可以全球覆盖，于是设计了24颗卫星，分布在6个轨道面，这样设计在地球上任何一个位置可以看到四颗卫星，就可以正常工作了。
北斗卫星发射的晚一点儿，卫星的轨道就要比美国GPS卫星高一点，但是理论上24颗卫星也可以和GPS一样做无源定位。但是实际上北斗使用了27颗中轨道卫星进行定位，一方面是高了一点儿，需要多一点儿卫星进行定位。另外一方面就是北斗的卫星只有3个轨道面,轨道面夹角是120度，这样一来就需要9颗卫星一组了，3*9=27颗。
北斗的剩余8颗卫星中，有3颗是倾斜同步轨道卫星，起到快速辅助北斗系统组网成型的作用。另外5颗卫星是静止卫星，是中国北斗独有的功能，是使用有源接收机和收发短报文作用的。27 3 5=35，所以中国的北斗卫星系统现在就有35颗卫星了。以上个人浅见，欢迎批评指正。喜欢的可以关注我，谢谢！认同我的看法的请点个赞再走，再次感谢！。
美国GPS卫星只有24颗，为什么我国北斗系统需要用55颗呢？
北斗系统一共有三代，三代之间的技术并不完全相同，你说的55颗星，大概是北斗一代、北斗二代加北斗三代的卫星总和。卫星数量北斗一代，一共3颗星，2000年上天，2012年已经全部退役。北斗二代，一共16颗星，6颗静止轨道卫星，6颗倾斜地球同步轨道卫星，4颗中地球轨道卫星。2012年上天，现在还有部分卫星仍在工作，还没有完全退役。
北斗三代，一共30颗星，24颗中地球轨道卫星，3颗静止轨道卫星，3颗倾斜地球同步轨道卫星，2020年7月31日正式对外开放。至于美国的GPS卫星系统，在2011年以前是24颗中地球轨道卫星组成，21颗为工作星，3颗备用星。2011年6月，变成了27颗星。2018年10月18日，再加4颗星，现在GPS系统是31颗星，但都是中地球轨道卫星。
至于俄罗斯的GLONASS和欧盟的伽利略卫星系统，都是采用的中地球轨道卫星组网，没有使用静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星。北斗卫星系统与外国卫星系统的区别所以，如果说北斗与外国卫星系统的区别，倒不是卫星数量的多少，而是中国使用了静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星，而外国卫星系统没有采用。实际上GPS在1960年代设计GPS卫星系统的时候，美国海军自己也考虑过采用同步轨道卫星的模式，但后来与空军的子午仪卫星系统合并时，就简化成了现在的GPS卫星系统，放弃了同步轨道卫星方案，主要原因是过于复杂。
我不是专业人员，但猜测美国放弃同步轨道卫星，但中国必须要使用同步轨道卫星的原因，大概是：北斗使用同步轨道卫星来提高卫星定位精度。一是卫星的原子钟精度没有美国的先进，二是地面注入站被限制在国境线以内，无法及时调整卫星轨道状态。这两者都会造成定位精度降低，并且卫星调轨的时候是中断服务的，但这些调轨都只会发生在卫星经过中国上空时才会发生，也就降低了卫星系统在国内服务的质量。
此时，就必须加上几颗专门为国内定位服务的同步轨道卫星来提高国内卫星定位的质量了。我猜测是这个原因。至于GPS就因为没有上面两个原因，自然定位质量就提高到不需要同步轨道卫星来协助定位了。分别描述如下：美国的卫星时钟技术先进，因此可以精确定位，不需要同步轨道卫星来协助提高定位。1974年美国GPS卫星就采用铷原子钟了，相对频率稳定度达到10^-12/秒，误差8m。
1977年，BLOCK II型采用了更先进的铯原子钟后，相对稳定频率达到10^-13/秒，误差再降为2.9m。1981年，休斯公司研制的相对稳定频率为10^-14/秒的氢原子钟使BLOCK IIR型卫星误差降至仅为1m。也就是说，在1981年，美国卫星已经全部使用氢原子钟，如此就可以省掉了同步轨道卫星。
其次，是美国的地面注入站可以在全世界各个地方设置，而不是限制在美国国境以内，也就是说，美国可以随时调整卫星的轨道状态。GPS注入站目前有4个，分别位于南太平洋马绍尔群岛的瓜加林环礁，大西洋上的英国属地阿森松岛，英属印度洋领地的迪戈加西亚岛和位于美国本土科罗拉多州的科罗拉多斯普林斯。注入站的作用是把主控站计算得到的卫星星历、导航电文等信息注入到相应的卫星。
