北斗與GPS的區(qū)別

GPS本文大致從9個(gè)方面闡述了北斗與GPS的技術(shù)區(qū)分。包括:1.三頻信號(hào)2.有源定位及無源定位3.短報(bào)文通信效勞4.境內(nèi)監(jiān)控5.分步開通67.定位精度8.促進(jìn)9.建設(shè)速度快。北斗衛(wèi)星建設(shè)是中國(guó)戰(zhàn)略事業(yè)重要的一環(huán)。固然，國(guó)防安全是建設(shè)北斗最重要的緣由。在地理信息如此重要的戰(zhàn)場(chǎng)，必需握有自己的學(xué)問技術(shù)產(chǎn)權(quán)和產(chǎn)品。雖說GPS的民用在中國(guó)A政策”對(duì)時(shí)GPS北斗衛(wèi)星起步在1992年，在2023年實(shí)現(xiàn)區(qū)域掩蓋力量，可謂亞洲國(guó)家供給效勞，如今也已經(jīng)走出國(guó)門，受到東南亞國(guó)家的歡送。本文旨在從技術(shù)角度上認(rèn)真比較北斗和GPS的區(qū)分。三頻信號(hào)北斗使用的是三頻信號(hào)，GPS使用的是雙頻信號(hào)，這是北斗的后發(fā)優(yōu)勢(shì)。雖然GPS從2023年5月28GPS衛(wèi)星全部老化報(bào)廢更換為三頻衛(wèi)星現(xiàn)問題，可使用傳統(tǒng)方法利用另外兩個(gè)頻率進(jìn)展定位，提高了定位的牢靠性和抗干擾力量。北斗是全球第一個(gè)供給三頻信號(hào)效勞的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。有源定位及無源定位DEM〔數(shù)字高程模型〕代使用的是無源定位，和GPS是一樣的，不需要信息中心參與解算，有源定位則作為補(bǔ)充功能。這個(gè)功能的好處是當(dāng)你觀測(cè)的衛(wèi)星質(zhì)量很差，數(shù)量較少時(shí)〔4顆衛(wèi)星才能解算XYZ和時(shí)間四個(gè)未知參數(shù)，實(shí)際需要的更多，仍舊可以定位。這個(gè)功能的。害處是在戰(zhàn)斗中會(huì)暴露你的位置信息。0秒可以不是由于這個(gè)。北斗一代稱為北斗衛(wèi)星試驗(yàn)系統(tǒng)，北斗二代稱為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，“一代，二代”是為便利稱呼。從名字上就可以知道，北斗一代只是做個(gè)內(nèi)部試驗(yàn)而已，檢算民用啊。短報(bào)文通信效勞這個(gè)是中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航的原創(chuàng)功能，并且格外有用。08年汶川地震的時(shí)候，震區(qū)唯一的通，北斗還有一個(gè)好處是，不但能知道我在哪，還能讓別人知道你在哪。這個(gè)功能有利于求救。境內(nèi)監(jiān)控中，地面地面監(jiān)控局部又由三大局部組成：監(jiān)控站，主控站，注入站。GPS系統(tǒng)在全球建5個(gè)監(jiān)控站，1個(gè)主控站和3個(gè)注入站以保證衛(wèi)星運(yùn)行，這些站都的安全優(yōu)勢(shì)，不用受制于其他國(guó)家。星產(chǎn)業(yè)開啟全球化模式。分步開通GPS14顆在軌衛(wèi)星使用了5顆地球靜止軌道〔GEO〕衛(wèi)星，5〔IGSO〕衛(wèi)星，4〔MEO〕衛(wèi)星。162023年12月27日在亞太地區(qū)正式開通運(yùn)行。這有利于加快北斗的商用進(jìn)程，有利于對(duì)后續(xù)的且亞太地區(qū)的衛(wèi)星利用效率確定也更高，更值得優(yōu)先投資。局部加強(qiáng)，逐步成熟理論上GPS過的，在國(guó)內(nèi)衛(wèi)星的幾何條件比較好。單點(diǎn)定位的精度取決于兩個(gè)方面：一是觀測(cè)量精度，二是所觀測(cè)衛(wèi)星的空間幾何分布。導(dǎo)航中用精度衰減因子DOP來表示衛(wèi)星空間圖形的奉獻(xiàn)GDOPPDOPTDOP、平面精度衰減因子HDOPVDOPRDOP。隨著北DOP越來越小，它在中國(guó)及周邊地區(qū)的定位精度超過GPS也只是GPS設(shè)計(jì)使用21+321顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星。目前GPS實(shí)際已經(jīng)使用了32顆衛(wèi)星，衛(wèi)星數(shù)量越多，就會(huì)得到越多的冗余數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)就越牢靠，DOP值越小。北斗現(xiàn)在只有16顆，等北斗衛(wèi)星的數(shù)量越來越多，也會(huì)得到更多觀測(cè)數(shù)據(jù)，精度提升是必定的了。目前北斗芯片一般會(huì)支持GPS，可能存在以下緣由，第一是補(bǔ)充北斗系統(tǒng)的精度，其次是為了開拓市場(chǎng)〔剛開頭只支持北斗沒人用啊。這樣的話進(jìn)展的趨勢(shì)，GLONASS芯片一般也要兼容GPS，北斗芯片也有支持GLONASS甚至三個(gè)系統(tǒng)的。兼容系統(tǒng)，數(shù)據(jù)冗余更多了，精度更高，DOP小，這項(xiàng)功能做好了也會(huì)成為中國(guó)芯片廠商的優(yōu)勢(shì)。MX4，MX4pro，小米4，華為G7，三星S5，NOTE4現(xiàn)在均已支持GPS、GLONASS、北斗?？梢钥吹?，兼容三大導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)是大勢(shì)所趨，信任在不久的將來，兼容北斗的終端將會(huì)越來越多。改正模型優(yōu)化。與信號(hào)傳播路徑有關(guān)的誤差有：對(duì)流層折射誤差，電離層折射誤差延遲誤差，多路徑效應(yīng)，地球自轉(zhuǎn)效應(yīng)誤差。這些誤差是沒方法完全消退的，只能不斷減小。用于改進(jìn)電離層折射誤差延遲誤差的Klobuchar模型就是依據(jù)長(zhǎng)時(shí)間氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，持，聰明的猜，才出來后進(jìn)展試驗(yàn)驗(yàn)證，好用就留著，不好用就連續(xù)改。全球不同地區(qū)的電離層對(duì)流層都是不同的，這些公式是依據(jù)國(guó)外的觀測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)造的，用在中國(guó)自然會(huì)差一些，我們需要給北斗更多的時(shí)間累計(jì)觀測(cè)數(shù)據(jù)衛(wèi)星軌道精度提高。衛(wèi)星的實(shí)際運(yùn)行軌道確定與設(shè)計(jì)軌道有肯定的差距。偽距定在國(guó)外的軌道精度會(huì)比較差。彌補(bǔ)這個(gè)缺陷也需要給北斗時(shí)間。再提一下地球靜止軌道〔GEO〕衛(wèi)星。GEO衛(wèi)星相對(duì)地球做不到完完全全的靜止，會(huì)有肯定的漂移。而地球同步軌安排的范圍內(nèi)移動(dòng)，否則可能與其他衛(wèi)星相撞，所以每隔一段時(shí)間就需要調(diào)整GEO衛(wèi)星位置。目前調(diào)整北斗承受的是脈沖式，只能按整次數(shù)來調(diào)整衛(wèi)星的位置，不能是零點(diǎn)幾次，所以可能消滅多一次嫌多，少一次缺乏的狀況。在后續(xù)放射的GEO衛(wèi)星，調(diào)整衛(wèi)星會(huì)改用連續(xù)式，需要重累積數(shù)據(jù)。在調(diào)整衛(wèi)星期間，那顆衛(wèi)星處于失效狀態(tài)，由于我們不知道它的具體O衛(wèi)星數(shù)量比較少5顆，定軌比其他兩種衛(wèi)道精度自然就提高了，直到它耗盡為止。定位精度北斗系統(tǒng)定位精度由水平25m、高程30m，提高至目前水平10m、高程10m，測(cè)速精度由每秒0.4米，提高至0.2m，受時(shí)精度優(yōu)于20ns，目前在中國(guó)及周邊地區(qū)，北斗系統(tǒng)效勞性能與GPS相當(dāng)。許院士講座時(shí)說，他們的實(shí)測(cè)精度〔按中誤差算〕可以到達(dá)水平4—5m，高程5-6m的精度水平。許院士表示，北斗在剛投入使用就能到達(dá)如此精度，這還能進(jìn)一步提高。上述10m的精度，很多人認(rèn)為應(yīng)當(dāng)是對(duì)亞太地區(qū)的平均精度。需要留意的是，北斗的平面精度與高程精度是根本相當(dāng)?shù)?，而GPS系統(tǒng)的水平精度確實(shí)不錯(cuò)，但是它的高程精度是軟肋，比水平精度差得比較多，一般1.52GPS定位精度可以到達(dá)mm級(jí)，這是能實(shí)現(xiàn)的，但是不能脫離限制條件而談。衛(wèi)星定是針對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)量的技術(shù)，把定位精度由10-40m提高到小于3mmm級(jí)應(yīng)當(dāng)是靜態(tài)的長(zhǎng)時(shí)間的優(yōu)質(zhì)觀測(cè)條件下確實(shí)定定位特地建一個(gè)固定觀測(cè)墩，這時(shí)三腳架精度已經(jīng)不夠，而且還簡(jiǎn)潔被移動(dòng)。長(zhǎng)時(shí)間，就是24小時(shí)，365天不連續(xù)觀測(cè)，這就確定要保證有電源，而且要求還很高，不能斷電，備用電源近S天線，四周不能有安靜水面〔會(huì)有多路徑效應(yīng)，沒有大的山坡。不行或缺的是一臺(tái)高精度，高穩(wěn)定性，高品質(zhì)的GPS接收機(jī)及其他附屬設(shè)施〔保存、處理數(shù)據(jù)等功能。要是10mGPS系統(tǒng)使用的是WGS-84坐標(biāo)系，北斗使用的是CGCS2023坐標(biāo)系，所以二者的數(shù)值在各自坐標(biāo)系下直接比較的，不用進(jìn)展坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。促進(jìn)整個(gè)制造業(yè)的升級(jí)GPS的芯片那么好用，莫非我們北斗系統(tǒng)的芯片不好用就不去努力進(jìn)步了嗎？反倒是讓國(guó)內(nèi)的芯片廠商生產(chǎn)GPS破GPS的壟斷地位。專家推測(cè)，到2023年，僅北斗衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)將到達(dá)年產(chǎn)值4000億元人民幣，年復(fù)合增長(zhǎng)率到達(dá)40%以上。局部是人人都可以參與的，替代性格外強(qiáng)。不能提高自身競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品終究會(huì)被替換下場(chǎng)。北斗系統(tǒng)的精度不夠高很大一局部的緣由是中國(guó)的原子鐘不行。衛(wèi)星導(dǎo)定位中，時(shí)間系統(tǒng)有著極其重要的意義，在由跟蹤站對(duì)衛(wèi)星進(jìn)展定軌時(shí)，要求衛(wèi)星位置的誤差小于m時(shí)，相應(yīng)的時(shí)刻誤差應(yīng)小于16秒；假設(shè)要求測(cè)量的距離誤差小于1cm時(shí)，則信號(hào)傳播時(shí)間的測(cè)定誤差應(yīng)小于0.03ns〔1納秒=10-9秒。中國(guó)的原子鐘相研制本錢還不高，質(zhì)量很好，國(guó)內(nèi)直接放棄研制原子鐘了。等中國(guó)說要建導(dǎo)航系統(tǒng)，國(guó)外馬上子鐘技術(shù)更是悲劇了。建設(shè)速度塊歐洲早在1999年2月10日就提出建設(shè)GALILEO系統(tǒng)，在2023年放射了第一顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，2023年4月27日，放射其次顆試驗(yàn)衛(wèi)星，進(jìn)度比最初的打算推遲了整整五年，2023年10月放射第3第42023年4月14日放射升空，2023年10月25日第16顆北斗衛(wèi)星放射，這是北斗區(qū)域網(wǎng)最終一顆衛(wèi)星，北斗導(dǎo)航工程區(qū)域組網(wǎng)順當(dāng)完成，2023年12月27日正式公布了《北斗系統(tǒng)公開效勞性能標(biāo)準(zhǔn)〔1.0版》和《北斗系統(tǒng)空間信號(hào)接口掌握文件〔2.0版》兩個(gè)系統(tǒng)文件，這是北斗正式商用的標(biāo)志，全部的廠商都可以依據(jù)這兩個(gè)文件來開發(fā)自己的產(chǎn)品。北斗與O在使用頻率上是有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的〔有重疊，依據(jù)“誰先使用誰先得”的國(guó)際法原則，中國(guó)在2023年放射三顆“北斗“二代衛(wèi)星，正式啟用該頻率，而歐盟連預(yù)定的三顆試驗(yàn)衛(wèi)星都沒有射齊。敗下陣來，失去對(duì)頻率的全部權(quán)。上文列舉了北斗9點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，固然也沒有回避北斗的問題。除了國(guó)外監(jiān)控站很少，優(yōu)勢(shì)GEOGPS衛(wèi)星的壽命一般在8年，北斗衛(wèi)星的壽命在5162完全不影響用戶使用。當(dāng)前，這個(gè)問題根本解決了，衛(wèi)星壽命已經(jīng)延長(zhǎng)了。芯片價(jià)格較