2017-04-10 16:43:38

  一.GPS和北鬥原理和性能對比

  二.GPS原理

  三.北鬥原理

  一.GPS和北鬥原理和性能對比

  1、覆蓋範圍:北鬥導航係統是覆蓋中國本土的區域導航係統。覆蓋範圍東經約70°一140°,北緯5°一55°。GPS是覆蓋全球的全天候導航係統。能夠確保地球上任何地點、任何時間能同時觀測到6-9顆衛星(實際上最多能觀測到11顆)。

  2、衛星數量和軌道特性:北鬥導航係統是在地球赤道平麵上設置2顆地球同步衛星顆衛星的赤道角距約60°。GPS是在6個軌道平麵上設置24顆衛星,軌道赤道傾角55°,軌道麵赤道角距60°。航衛星為準同步軌道,繞地球一周11小時58分。

  3、定位原理:北鬥導航係統是主動式雙向測距二維導航。地麵中心控製係統解算,供用戶三維定位數據。GPS是被動式偽碼單向測距三維導航。由用戶設備獨立解算自己三維定位數據。“北鬥一號”的這種工作原理帶來兩個方麵的問題,一是用戶定位的同時失去了無線電隱蔽性,這在軍事上相當不利,另一方麵由於設備必須包含發射機,因此在體積、重量上、價格和功耗方麵處於不利的地位。

  4、定位精度:北鬥導航係統三維定位精度約幾十米,授時精度約100ns。GPS三維定位精度P碼目前己由16m提高到6m,C/A碼目前己由25-100m提高到12m,授時精度日前約20ns。

  5、用戶容量:北鬥導航係統由於是主動雙向測距的詢問--應答係統,用戶設備與地球同步衛星之間不僅要接收地麵中心控製係統的詢問信號,還要求用戶設備向同步衛星發射應答信號,這樣,係統的用戶容量取決於用戶允許的信道阻塞率、詢問信號速率和用戶的響應頻率。因此,北鬥導航係統的用戶設備容量是有限的。GPS 是單向測距係統,用戶設備隻要接收導航衛星發出的導航電文即可進行測距定位,因此GPS的用戶設備容量是無限的。

  6、生存能力:和所有導航定位衛星係統一樣,“北鬥一號”基於中心控製係統和衛星的工作,但是“北鬥一號”對中心控製係統的依賴性明顯要大很多,因為定位解算在那裏而不是由用戶設備完成的。為了彌補這種係統易損性,GPS正在發展星際橫向數據鏈技術,使萬一主控站被毀後GPS衛星可以獨立運行。而“北鬥一號” 係統從原理上排除了這種可能性,一旦中心控製係統受損,係統就不能繼續工作了。

  7、實時性:“北鬥一號”用戶的定位申請要送回中心控製係統,中心控製係統解算出用戶的三維位置數據之後再發回用戶,其間要經過地球靜止衛星走一個來回,再加上衛星轉發,中心控製係統的處理,時間延遲就更長了,因此對於高速運動體,就加大了定位的誤差。此外,“北鬥一號”衛星導航係統也有一些自身的特點,

  1. “北鬥”具有定位和通信雙重作用,具備的短信通訊功能就是GPS所不具備的。

  2. “北鬥”定位精度一點二米

  3. “北鬥”終端模塊價格目前已經接近平民化消費,同gps模塊一樣。

  4.采用接收終端不需鋪設地麵基站

  5.災難中心的船隻一秒鍾就可以發出信息

  雖然GPS已廣泛應用,但也絕非完美無缺。

  1. 其規模太大、造價太高,其他國家很難效仿,俄羅斯和歐洲的空間局就是典型的例子。

  2. GPS隻能用作導航卻無法實現通信功能,因而不能滿足日益增長的用戶需求。如果僅依賴GPS,則容易受別人的控製。“??性衛星定位係統,這方麵的應用業務剛剛開始,在這之前民用的一些試驗試點工作已經開展一年多了。

  “北鬥一號”和GPS的區別主要在於兩個方麵,一方麵是技術體製的區別,GPS是一個接收型的定位係統,隻轉播信號,用戶接收就可以做定位了,不受容量的限製。“北鬥一號”是雙向的,既有定位又有通信的係統,但是有容量的限製,GPS是美國軍方控製的軍民共用的係統,對世界開放。我們中國人所說的使用的GPS是可以免費接收它的信號,但美國人並不承諾保證你的使用,他目前不收費,但沒有承諾永遠不收費。

  美國的GPS在當年剛剛被使用時要比“北鬥一號”貴得多,早期在上世紀80年代末90年代初人們在用GPS係統時最便宜的GPS接收機就要幾萬美元,貴的要幾十萬美元,一套兩個。北鬥現在的用戶終端的價格是比GPS低端的價格要貴,現在GPS價格一般導航係統在幾千元人民幣,高精度GPS幾萬到十幾萬元人民幣不等。北鬥的用戶終端目前在兩萬元左右。

  另一個問題就是它的用途和特點是不一樣的,GPS解決了一個我在哪裏的定位問題,比如在沙漠裏,在海洋上。而北鬥不僅僅解決了我在哪裏,它還解決你在這裏他在哪裏的問題,北鬥的用戶終端實際是具有收發功能,而GPS隻具有接收功能,它通過接收才知道位置,而北鬥是具有收發功能,它的定位需要發射然後再得到位置,同時它的位置可能傳給你也可以傳給關心你的人,實際上北鬥是具有一個定位和通信雙重功能的設備,在用戶群上是不一樣的,接收的場合是不一樣的。

  PS:北鬥當年論證的時候,國家地震局地震研究所的一位研究員出了一份論證報告就是談這個問題的,北鬥係統將成為一個生命線工程,就是和人類生存活動相關的一些工程,比如說大地震,地震後我們所有的有線係統都可能失去功能,而北鬥係統作為一個衛星監視係統既可以有及時的位置報告,又可以通信,比如說海嘯,實際上是由地震引起的,北鬥去做救援是非常有用的,它可以及時地發送位置和與位置有關的相關信息,我們可以把信息發送給有關部門。價格問題,實際上價格和用戶的數量有關係,一千個用戶與一萬個、十萬個用戶來比,用戶終端的成本會有很大不同,現在主要的成本就在用戶終端裏,北鬥用戶終端剛才說了是有發有收的,隨著用戶業務的開展,成本一定會降下來。所以說“北鬥”是平民化的

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