北斗導航與GPS的定位差距在哪?


作為通信專業人士,我的北斗科普文章曾被人民日報公號刊發:https://mp.weixin.qq.com/s/CwHD3scIlmx93l1u_CRtSQ

這些年一直關注著北斗的最新進展,應該是回答這個問題最恰當的人選之一。

首先,北斗衛星系統與GPS的最大差距,是北斗目前尚未全球組網成功。

按照建設計劃,北斗衛星系統將於2020年前實現全球組網,到目前為止已發出了34顆,尚未全球組網。



其實,北斗衛星系統與GPS衛星系統的原理基本相同,GPS中軌道運動衛星,軌道比較單一。



而北斗有多種軌道,特別是在赤道上空的靜止軌道還有5顆衛星用於通信和導控。



北斗衛星相比較GPS而言具有後發優勢,性能技術指標應優於GPS。但同時由於磨合和經驗不足,尚有很多問題。

據內部人士透露,北斗衛星的定位偏差還比較大,正在緊鑼密鼓的進行實驗和調整。

我們現在正在大力搞北斗衛星地基增強系統,在地面上安放成千上萬個地基增強站,並納入到北斗定位導航系統之中,然後可以大幅度提高定位精度。



我跟大家一樣,為北斗衛星的建設而感到自豪,但作為專業人士,我提醒大家不要排斥GPS。

無論是GPS還是北斗,都分為軍用和民用兩個體系,我們老百姓能接觸到的只是民用體系,而民用定位導航體系是全球的戰略資源,是人類的共同財富。



現在,國際電信聯盟已將北斗衛星系統納入到國際救援體系之中,並主張GPS、北斗、格拉納斯、伽利略四種定位導航衛星聯合使用,相互補充以達到更高的精度,為老百姓提供更優質的服務,在這方面應該應該具有開放的國際視野。


奧卡姆剃刀


北斗使用的最新的探測、導航和通信技術,從技術角度已經比gps更厲害了,我們的北斗起步晚,但是起點高,有後發優勢,不管是定位精度、反應靈敏度,還是系統穩定性、環境適應性,比幾十年前的gps一點不會差,這點我們要有足夠的自信。而且我們北斗的短報文通信功能是獨門絕技,不僅僅是超級加密的通信功能,更重要的是可以實現小區域、小系統的組網,這個在遠洋捕撈、地質探測,大工程體系作業都有廣泛的應用,這個是包括gps在內的其他定位系統不能比的。感謝錢老的超長遠景規劃,感謝一代代航天人的畢生付出!

如果要說差距,主要是三個方面,一個是全球組網,gps是名副其實的全球定位系統,北斗才剛剛完成亞太區域組網,隨著北斗三號的啟動,這個差距將會被彌補甚至超越。二是終端普及,gps先入為主,應用普及率太高了,鷹醬每年賣芯片就賺的盆滿缽滿,兔子還需要繼續加油。三是用戶體驗,gps終端越做越精巧,用戶體驗非常好,北斗在這方面差距很大,可以說傻大粗苯一點都不為過,國家應該加大這方面的投入,讓專業的公司幹專業的事,打破行業門檻和利益壁壘,轉包給華為等通信公司做,肯定馬上解決這個問題。

此生不負入華夏,來世願在種花家


小邱牙醫也有大情懷


新一代原子鐘——2000萬年誤差不超1秒

原子鐘是衛星導航的核心技術,一直被國外掌握並一度封鎖,禁止向中國提供,中國科研人員經過不斷努力,自主創新研發出300萬年差一秒的原子鐘。

目前我國已啟動研製新一代原子鐘,比美國原子鐘還高1至2個數量級,2000萬年誤差不超1秒!

高精度定位——達到釐米級

相比北斗2號定位精度,要改善2~3倍,北斗3號衛星可以實現優於4米左右的服務精度,通過天上的北斗衛星,再加上地面的增強系統,我們國家北斗導航現在實際上已經實現了釐米級的這樣一個服務能力。

而美國的GPS定位精度則在十米以上。

獨門絕技——短報通信功能

北斗導航衛星的地球同步靜止軌道和同步傾斜軌道高度在3萬6千公里左右,這種高軌道一般是通信衛星使用的軌道,所以運行在這個軌道上的北斗衛星它能夠提供短報文和位置報告服務,這個是咱們國家北斗導航衛星的一大特點,也是其他國家導航系統所沒有的,這個特點其實在汶川地震搶險當中已經突出的表現出來了,它能夠提供位置報告和你位置信息的這個服務,這個是非常重要的。

美國的GPS全球導航系統是沒有這項技術的。

星間鏈路——衛星之間傳達命令

由於我國不可能像美國GPS那樣,在全球建立地面站,為解決境外衛星的數據傳輸通道,北斗三號採取星間、星地傳輸功能一體化設計,實現了衛星與衛星、衛星與地面站的鏈路互通。

將地面站與衛星之間的通信擴展到衛星與衛星之間的通信。也就是說地面站只要對某一顆北斗衛星下了指令,那麼這一指令就能夠在衛星之間接連不斷地傳遞下去,所有的衛星都能夠按照這一指令運行,從而使得整個星座的運行能夠保持準確無誤。有了這項技術以後,不僅極大地提高了我們國家導航衛星的導航精度,同時也減低了它對地面站的依賴程度,提高了整個導航衛星的自主程度。在地面站受損或攻擊,北斗導航會一如既往的提供高精度導航定位數據服務。

美國的GPS精確定位依賴於全球各地的地面站於衛星之間的協作,地面站一旦受到損毀或攻擊,那麼它的定位精度將會大打折扣。

隨著北斗三號衛星的發射成功,標誌著我國北斗衛星導航開啟全球組網序幕。


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這麼說吧,GPS 系統定位精度在最初設計的時候是遠遠超乎設計人員的預料,甚至於不得不對 GPS 民用信號的精度給予限制,人為將定位誤差加大到 100 米左右。只是後來差分技術破解了這一精度限制,於是美國才取消了 GPS 民用精度限制。

現在GPS有28顆衛星(其中4顆備用)運行在距離地面約20000千米的軌道上,分佈在6條交點互隔60度的軌道面上。目前已經實現了單機導航精度約為10米,綜合定位精度可達釐米級和毫米級。不過民用領域開放的精度依舊限制在約10米。

同時,依託美軍的全球存在,GPS在世界各地遍佈測控站,由於站點分佈均勻,所以定軌效果好。而且美國正在進行 GPS 的現代化工作。最新的 GPS 衛星在 L2 頻率上調製了新的民用信號,使用了第三個頻率 L5,開發新的軍用信號,總而言之,GPS 依然保持著業界老大的地位,短期內無人能敵。

北斗目前進行到第二代,正在鋪開第三代。現在建成的北斗二代是一個只為亞太地區服務的區域系統,在歐洲、非洲、美洲幾乎收不到衛星,在中亞、太平洋性能會打折扣。

北斗二代和 GPS原理類似,但軌道設置很大的區別。GPS衛星只設置在 MEO 軌道,而北斗二代分別設置在GEO、IGSO 和 MEO三種不同軌道。

北斗二代擁有 GPS 兩倍的民用信號帶寬,2.046MHz,理論上信號性能最佳,實測效果也不令人失望。但受限於地面測控站分佈不夠廣泛、衛星分佈不夠均勻等問題,目前在亞太地區,現在北斗二代定位精度和準確度還比不過 GPS,按照計劃,2020 年,北斗會成為第三個全球組網的定位系統。

順便一提,以上只是從導航星座角度出發,不過對於用戶來講,現有的手機等導航設備一般為雙模或多模製式,可以同時接收不同衛星的信號,同時,目前的北斗已經和格洛納斯和GPS開啟了兼容互操作,用戶接收到的信號也會更加的全面和準確。


DeepTech深科技


北斗導航與GPS全球定位系統差距:

  1. 北斗導航起步晚,商業滲透率低。GPS在97年就完成了全球佈局,而北斗導航到2019年才完成30顆定位衛星的全球佈局,到19年才能覆蓋全球,通過不斷的商業化來提高自己的產品和定位能力,好的導航定位系統,一定是在不斷的學習和改進中完善自己的,北斗還需要成長。

  2. 北斗導航比GPS多了5顆短報文衛星。到2020年,北斗導航計劃完成35顆衛星的佈局,最後5顆星是“短報文”衛星。究竟什麼是短報文功能?簡單來說,GPS提供的定位服務,主要是向地面發射位置數據,地面的GPS接收機(定位器)只能接收數據,是一種單向通訊,而北斗的短報文可以雙向通訊,北斗定位終端可以向短報文衛星發送數據,衛星同樣可以向終端下達指令。

  3. 北斗3號實現了“星間鏈路”。北斗3號就是北斗導航系統最新一代,增加了星路鏈接功能,原來的GPS全球定位系統是32顆衛星之間互不來往,各自向地面發送數據,北斗導航把35顆星實現了互通有無的功能,你剛接收到地面發來的數據,我沒接收到,你把數據共享給我,這就是互通有無,相當於35顆星實現了互聯網,而美國的GPS現在還處於原始的各自為戰的境地。

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北斗導航系統是中國自主研製的全球衛星導航系統。人們總是喜歡拿自己的東西和別人的比較,那麼北斗導航系統和美國GPS孰優孰劣呢?下面我就來說說主要的幾點。

北斗使用的是三頻信號,GPS使用的是雙頻信號,這是北斗的後發優勢。三頻信號可以更好的消除高階電離層延遲影響,提高定位可靠性。



在定位上分為有源定位和無源定位,有源定位就是接收機自己需要發射信息與衛星通信,無源定位不需要。北斗二代使用的是無源定位,和GPS是一樣一樣的。

從定位精度來講

目前在中國及周邊地區,北斗系統服務性能與GPS相當。在國外的軌道精度會比較差。GPS系統的水平精度確實不錯,GPS定位精度可以達到mm級。

從壽命上來說北斗系統的壽命要低於GPS,GPS衛星的壽命一般在8年,北斗衛星的壽命在5年左右,還有就是北斗系統芯片的價格也要高於GPS。


琴斷心封


關於北斗導航與GPS的定位差距在哪,這個屬於技術應用領域。需要從宏觀與微觀幾個方面來描述一下。

首先,北斗導航系統用的在軌衛星顆數比GPS更多,北斗衛星導航系統空間段由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成,而GPS空間衛星星座由21顆工作衛星和3顆在軌備用衛星組成。因此北斗在導航精度上、持續導航能力以及覆蓋範圍上都要高於GPS系統。

其次,北斗導航運用的技術比GPS更先進。北斗導航發展之處就立足於軍民兩用的基礎上進行,而GPS則是優先於軍用,之後才開始分步的民用化。同時中國國內的民用要求比美國需要的起點更高。因此使得對北斗研發的起點有很高的限制和運用範圍,並且,GPS是上世紀60年代後開始的產物,而我們的北斗則是在進入21世紀才開始的起步的。同時GPS立足的是為了服務美國軍事化之後才民用化。而北斗上馬就軍民兩用並且加速構建國際化服務平臺。

再次,北斗導航在導航的基礎上附加了自己的新概念。諸如短報文通信:北斗系統用戶終端具有雙向報文通信功能,這在遠洋航行以及航空等領域中有重要的應用價值。

最後,北斗導航在導航領域中的兼容性更好。由於起步較晚,相對於如何與其他系統的兼容就要優先考慮。既要有自己的個性,同時還要能夠聽懂別人語言的能力。這是後來者必須要做的,同時也是後來者兼容後的優勢。

以上四點就是與GPS不同的地方,我們是在優中選優的選擇自己的智造方案。


智慧哲學堂


北斗的優勢在於:

第一、授時準確,最新一代的原子鐘可以保證2000萬年誤差在一秒以內。

第二、定位精度高,可以達到釐米級,比GPS的米級定為精度高出太多了。

第三、短報文功能,用戶終端可以雙向報文通信,一次可以傳送40-60個漢字的短報文信息,單向可以一次傳送120個漢字的報文信息,在遠洋航行上有重要的應用價值。

不足之處:

第一、衛星組網未完成,目前僅覆蓋亞太地區,但是隨著俄羅斯格洛納斯系統的融合,已經可以覆蓋全球了,等到組網衛星全部發射完畢,那真是可以笑傲江湖了。

第二、終端普及度不夠,但是目前的國產手機中絕大多數已經安裝了北斗導航芯片,並且與格洛納斯系統融合以後市場佔有率已經在逐年提高,GPS已經和我們合作實現了,北斗與GPS系統兼容,為什麼?你有實力別人才會與你合作,否則看都不會看你一眼,在這裡先鄙視一下歐洲的伽利略系統,當初把我們坑的夠嗆,現在呵呵,還是一坨在那放著呢?後悔去吧

祝賀大家新年快樂,萬事順心


暢遊天下行者無疆


北斗沒用過如何收費不知道。說GPS是全球免費則是無知。

GPS分三個層次: 軍用丶專業用丶民用。只有美軍和美國同盟軍使用才是免費的,其他專業(如測量、繪圖等)用的是要交高昂的使用費才能獲得高精度(誤差釐米級),民用的則是一次性交費(如手機`導航儀),你買手機、導航儀的價格中已包含了GpS使用費!如同手機價格中包括了許多專利費一樣。

不懂不要亂噴!

北斗在起步時期,成本很高,如同手機一樣前期收費會高些,隨著大量普及就會成為白菜價。


風雨人4999367


我只想說一句,你去下載一個北斗導航APP試試看,就知道什麼原因了。北斗導航APP,那種複雜的操作方法,一般人是搞不懂的。別一天瞎吹牛🐮了,腳踏實地做點實事吧!希望中國的技術人員早日攻克難關,給國人提供高效,優質,操作簡單,服務系統免費的北斗導航系統。到那時不用天天嚷嚷著吹北斗導航的好,國人也會爭先恐後的使用的。再說你們見過GPS導航的技術人員誇他們技術先進,導航準確嗎?沒有吧,但是國人幾乎全部再用,為什麼?因為好東西不用自誇,自誇的還真的不一定是好東西。


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