GPS、格洛纳斯、伽利略的卫星基本都处在高度约 20000 千米的中圆地球轨道。投影在地球上的是这种波浪状的运行轨迹，卫星分时段覆盖不同的区域，多颗卫星环绕覆盖全球。



而北斗除了在中圆地球轨道有 27 颗卫星，环绕全球外，还有 10 颗在倾斜地球同步轨道，8 字形的轨迹可以增强亚太地区的信号覆盖；还有 8 颗在地球静止轨道，能全时段服务于亚太地区。


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更多的卫星和轨道类型增强了北斗对全球，尤其是东半球的覆盖。


这两张图是北斗和 GPS 现役卫星的运行轨迹。




而这是两者在全球任意地点可见的卫星数目图，颜色越深，当地可见的卫星越多。北斗在东半球大部分区域可见的卫星能达到 14~16 颗乃至更多，在其他地区也至少能见到 6 颗。


那么这些卫星是如何实现全球定位的呢？


当你在地球上某个位置，拿着一个可以接收卫星信号的设备，比如手机，而天上飞着卫星，此时想要求取你在空间中的坐标 x、y、z，关键是测量卫星跟你之间的距离 S。


首先，通过卫星的星历数据能计算出卫星的坐标 x1、y1、z1，这些是已知的。


只需要根据勾股定理求立方体的对角线长度，就能用这个式子表示卫星跟你之间的距离 S。


其次，卫星发出的电磁波信号也能测距。已知电磁波传播的速度，光速 c 每秒近 30 万公里（299 792 458 m/s），乘上电磁波从卫星发出到手机接收所耗费的时间 tB-tA， 即为距离。