这个问题我可以回答一下。
首先,目前在太空中的GPS卫星的数量不是24颗,而是32颗。
24颗只是为了进行全球定位而需要的最小卫星的数量,多出来的那几颗卫星,一方面是用来作备份的,防止某些卫星失效而让地球上某些区域的导航出现故障,另一方面这些卫星还可以增加卫星定位的精度。
那么北斗定位系统为什么会需要35颗卫星呢?这主要是因为三方面的原因:
1,北斗卫星的轨道位置更高一些,并且跟GPS卫星的排布顺序不一样。
GPS卫星是分成六个轨道,每个轨道上有4颗卫星,所以一共需要24颗卫星;而北斗卫星是分成三个轨道,每个轨道上9颗卫星,所以一共需要27颗卫星。至于说为什么要采用3*7的更高的轨道,这其中有很多原因,此处不细说。
2,北斗卫星系统由于历史原因,所以需要有几颗卫星先“打头阵”。
众所周知,北斗卫星定位最主要是为了军事用途,而且是后起之秀,如果我们跟GPS卫星一样一定要发射满24颗卫星才能够实现全球定位(发射完可能需要几年甚至十几年的时间,毕竟有些时候新卫星还没发射上去,老卫星寿命就到了),那么这段时间里面国家安全如何保障?如何跟伽利略和格洛纳斯这样的其他国家的定位系统争夺市场?
所以北斗卫星想出来一个绝招:先发射三颗一直在中国上空转的卫星,这样就可以先提供定位了——这就是所谓的倾斜同步轨道卫星,这些卫星的运动轨迹配合上地球的自转,在地球上的人看来,这些卫星就是在中国上空转,可以在仅有三颗卫星的情况下实现中国本土的卫星定位。【下图就是倾斜同步轨道卫星行进的轨道,可以看到,基本上就是在中国上空打转】
3,北斗需要同步卫星轨道实现短报互文功能。
北斗有一个GPS没有的功能,那就是“短报互文”,简单说你可以通过北斗卫星发送短信。而为了提供一个稳定的信号源,所以我们需要“同步轨道卫星”,让这些卫星的转动速度跟地球自转一样,这样我们在地球上看,这几颗卫星就是“不动”的。这样的卫星就是所谓的“同步轨道卫星”,一共有5颗。
所以说,北斗卫星总共有27+3+5=35颗卫星。
最后,我们可以看一下下面这张图里面两个卫星定位系统的区别。我们可以看到,北斗最外面的蓝色线是3颗倾斜同步轨道卫星,中间白色的是同步轨道卫星,最里面的黄色的则是真正用来进行常规定位导航的中轨道卫星。