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2006-11-02

北斗星导航系统与GPS系统比较

北斗星导航系统与GPS系统比较




北斗星导航系统与GPS系统比较(节选)
1、覆盖范围:北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70°一140°,北纬5°一55°。GPS是覆盖全球的全天候导航系统。能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗)。
2、卫星数量和轨道特性:北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星颗卫星的赤道角距约60°。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星,轨道赤道倾角55°,轨道面赤道角距60°。航卫星为准同步轨道,绕地球一周11小时58分。[虚
3、 定位原理:北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算,供用户三维定位数据。GPS是被动式伪码单向测距三维导航。由用户设备独立解算 自己三维定位数据。"北斗一号"的这种工作原理带来两个方面的问题,一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性,这在军事上相当不利,另一方面由于设备必须包 含发射机,因此在体积、重量上、价格和功耗方面处于不利的地位。
4、定位精度:北斗导航系统定位精度约几十米,授时精度约100ns。GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m,C/A码目前己由25-100m提高到12m,授时精度日前约20ns。
5、 用户容量:北斗导航系统由于是主动双向测距的询问--应答系统,用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号,还要求用户设备向同步 卫星发射应答信号,这样,系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。因此,北斗导航系统的用户设备容量是有限的。 GPS 是单向测距系统,用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位,因此GPS的用户设备容量是无限的。
6、生存能力:和所有导 航定位卫星系统一样,"北斗一号"基于中心控制系统和卫星的工作,但是"北斗一号"对中心控制系统的依赖性明显要大很多,因为定位解算在那里而不是由用户 设备完成的。为了弥补这种系统易损性,GPS正在发展星际横向数据链技术,使万一主控站被毁后GPS卫星可以独立运行。而"北斗一号" 系统从原理上排除 了这种可能性,一旦中心控制系统受损,系统就不能继续工作了。
7、实时性:"北斗一号"用户的定位申请要送回中心控制系统,中心控制系统解算出用 户的三维位置数据之后再发回用户,其间要经过地球静止卫星走一个来回,再加上卫星转发,中心控制系统的处理,时间延迟就更长了,因此对于高速运动体,就加 大了定位的误差。此外,"北斗一号"卫星导航系统也有一些自身的特点,
  1. "北斗"具有定位和通信双重作用,具备的短信通讯功能就是GPS所不具备的。
  2. "北斗"定位精度一点二米
  3. "北斗"终端价格两万元左右
  4.采用接收终端不需铺设地面基站
  5.灾难中心的船只一秒钟就可以发出信息
  对比 :
  1. 其规模太大、造价太高,其他国家很难效仿,俄罗斯和欧洲的空间局就是典型的例子。
  2. GPS只能用作导航却无法实现通信功能,因而不能满足日益增长的用户需求。如果仅依赖GPS,则容易受别人的控制。民用卫星定位系统,这方面的应用业务刚刚开始,在这之前民用的一些试验试点工作已经开展一年多了。 
   "北斗一号"和GPS的区别主要在于两个方面,一方面是技术体制的区别,GPS是一个接收型的定位系统,只转播信号,用户接收就可以做定位了,不受容量 的限制。"北斗一号"是双向的,既有定位又有通信的系统,但是有容量的限制,GPS是美国军方控制的军民共用的系统,对世界开放。我们中国人所说的使用的 GPS是可以免费接收它的信号,但美国人并不承诺保证你的使用,他目前不收费,但没有承诺永远不收费。
美国的GPS在当年刚刚被使用时要比"北斗 一号"贵得多,早期在上世纪80年代末90年代初人们在用GPS系统时最便宜的GPS接收机就要几万美元,贵的要几十万美元,一套两个。北斗现在的用户终 端的价格是比GPS低端的价格要贵,现在GPS价格一般导航系统在几千元人民币,高精度GPS几万到十几万元人民币不等。北斗的用户终端目前在两万元左 右。
  另一个问题就是它的用途和特点是不一样的,GPS解决了一个我在哪里的定位问题,比如在沙漠里,在海洋上。而北斗不仅仅解决了我在哪里, 它还解决你在这里他在哪里的问题,北斗的用户终端实际是具有收发功能,而GPS只具有接收功能,它通过接收才知道位置,而北斗是具有收发功能,它的定位需 要发射然后再得到位置,同时它的位置可能传给你也可以传给关心你的人,实际上北斗是具有一个定位和通信双重功能的设备,在用户群上是不一样的,接收的场合 是不一样的。
  北斗当年论证的时候,国家地震局地震研究所的一位研究员出了一份论证报告就是谈这个问题的,北斗系统将成为一个生命线工程,就是 和人类生存活动相关的一些工程,比如说大地震,地震后我们所有的有线系统都可能失去功能,而北斗系统作为一个卫星监视系统既可以有及时的位置报告,又可以 通信,比如说海啸,实际上是由地震引起的,北斗去做救援是非常有用的,它可以及时地发送位置和与位置有关的相关信息,我们可以把信息发送给有关部门。价格 问题,实际上价格和用户的数量有关系,一千个用户与一万个、十万个用户来比,用户终端的成本会有很大不同,现在主要的成本就在用户终端里,北斗用户终端刚 才说了是有发有收的,随着用户业务的开展,成本一定会降下来。 所以说"北斗"是平民化的
  北斗一号"的潜力所在,主要在定位通信综合领域上,对这种综合功能有需求的领域都会得到充分的应用,现在仅有定位需要的客户,对北斗的需要不迫切。但是对于既需要位置又需要把位置传递出去的用户,北斗卫星导航定位系统是非常有用的
  按照规定,目前,北斗导航系统在国内是开放使用的。


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我国用35颗卫星建导航系统图

我国用35颗卫星建导航系统图
2006-11-02 11:47:25 来源: 四川在线

  有关部门负责人日前接受新华网记者采访时说,中国已经开始建设拥有自主知识产权的全球卫星导航系统——北斗卫星导航系统(CompassNavigationSatellite System)。

  这位负责人介绍,卫星导航系统是重要的空间基础设施,为人类带来了巨大的社会经济效益。中国作为发展中国家,拥有广阔的领土和海域,高度重视卫星导航系统的建设,努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航定位系统。
  2000年以来,中国已成功发射了3颗"北斗导航试验卫星",建成北斗导航试验系统。这个系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和GPS广域差分功能,并已在测绘、电信、水利、交通运输、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用。

  中国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,提供两种服务方式,即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度0.2米/秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。

  中国计划2007年初发射两颗北斗导航卫星,2008年左右满足中国及周边地区用户对卫星导航系统的需求,并进行系统组网和试验,逐步扩展为全球卫星导航系统。

  这位负责人表示,为提高北斗卫星导航系统与其他全球卫星导航系统之前的兼容性和互操作性,促进卫星定位、导航、授时服务功能的应用,中国愿意与其他国家合作,共同发展卫星导航事业。

  作者:记者孙彦新


中国"北斗"卫星定位系统挑战美军GPS


  2006年10月20日09:22 【字号 】【 留言】【论坛】【 打印】【关闭
 
中国"北斗"导航卫星使用示意图


  

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   据美国《太空新闻》13日报道,中国正在计划的"北斗"军事卫星导航系统扰乱了美国的计划。中国航天部门正试图借鉴欧洲"伽利略"系统,通过发射与美国 导航卫星相似的M编码频率信号,来压制美国卫星导航系统的军事优势。美国最好的解决方法将直接发展GPS-4,即第四代GPS系统。

  相关链接:"北斗"卫星定位系统:

   2003年5月25日零时34分,我国在西昌卫星发射中心用"长征三号甲"运载火箭,成功地将第三颗"北斗一号"导航定位卫星送入太空。前两颗"北斗一 号"卫星分别于2000年10月31日和12月21日发射升空,运行至今导航定位系统工作稳定,状态良好。这次发射的是导航定位系统的备份星。它与前两颗 "北斗一号"工作星组成了完整的卫星导航定位系统,确保全天候、全天时提供卫星导航信息。

  第三颗北斗卫星的发射升空标志着我国成为继美国全球卫星定位系统(GPS)和前苏联的全球导航卫星系统(GLONASS)后,在世界上第三个建立了完善的卫星导航系统的国家,该系统的建立对我国国民国防和经济建设将起到积极作用。

   我国早在60年代末就开展了卫星导航系统的研制工作,但由于多种原因而天折。在自行研制"子午仪"定位设备方面起步较晚,以致后来使用的大量设备中,基 本上依赖进口。70年代后期以来,国内开展了探讨适合国情的卫星导航定位系统的体制研究。先后提出过单星、双星、三星和3-5星的区域性系统方案,以及多 星的全球系统的设想,并考虑到导航定位与通信等综合运用问题,但是由于种种原因,这些方案和设想都没能够得到实现。

  1982年7月由 美国三位科学家提出并于12月定名的GEOSTAR系统,就是这种两颗卫星的主动式卫星定位系统。他们在实施的过程中,由于有更优越的GPS卫星导航系统 的兴起并且发展相当迅速,使GEOSTAR系统不得不在1991年9月撤走资金,导致正在实施中的GEOSTA及系统宣告失败。而我国的"北斗一号"卫星 导航系统正是80年代提出的"双星快速定位系统"的发展计划。北斗导航系统的方案于1983年提出,突出持点是构成系统的空间卫星数目少、用户终端设备简 单、一切复杂性均集中于地面中心处理站。"北斗一号"卫星定位系统是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种全天候、区域 性的卫星定位系统。


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