与gps优缺点_长缨在手,敢缚苍龙,中国北斗三号圆满收官,相比美国GPS怎样?...
2020年6月23日,北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功,完美收官。
我們都知道信息化時(shí)代定位導(dǎo)航的重要性,那么中國北斗和美國GPS相對比怎么樣呢?
首先來了解一下北斗。中國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是分三步建設(shè)的。
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
第一步在1994年啟動的北斗導(dǎo)航一號系統(tǒng)工程的建設(shè),2000年,發(fā)射2顆地球靜止軌道衛(wèi)星,建成系統(tǒng)并投入使用;2003年,發(fā)射第3顆地球靜止軌道衛(wèi)星,進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)性能。定位精度為10~100 m;授時(shí)精度為20~100 ns。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于測繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運(yùn)輸、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等諸多領(lǐng)域,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,特別是在2008年北京奧運(yùn)會、汶川抗震救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。
中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展歷程
第二步是在2004年啟動了北斗導(dǎo)航二號系統(tǒng)工程的建設(shè),2012年年底,完成14顆衛(wèi)星(5顆地球靜止軌道衛(wèi)星、5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和4顆中圓地球軌道衛(wèi)星)發(fā)射組網(wǎng)。定位是區(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),服務(wù)范圍為亞太地區(qū),測速精度約為0.2 m/s;單頻定位精度優(yōu)于10 m;單頻差分定位優(yōu)于2.5 m;授時(shí)精度為10~20 ns[5-9]。
第三步是在2009年啟動了北斗導(dǎo)航三號系統(tǒng)工程的建設(shè),2018年年底,完成19顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng),完成基本系統(tǒng)建設(shè),向全球提供服務(wù);2020年6月23日,完成30顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng),全面建成北斗三號系統(tǒng)。定位是全球性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),服務(wù)范圍為全球,可提供水平精度10、高程精度10 m的定位服務(wù),20 ns的授時(shí)服務(wù),0.2 m/s的測速服務(wù),系統(tǒng)服務(wù)可用性優(yōu)于95 %。亞太地區(qū),水平定位精度為5、高程定位精度為5 m。
美國的GPS分為兩個(gè)級別,民用級別和軍用級別。美國GPS民用級別的精準(zhǔn)度是10米,軍用精準(zhǔn)度是0.3米。這是一個(gè)很不錯(cuò)的精準(zhǔn)度。
僅僅對比衛(wèi)星導(dǎo)航的精準(zhǔn)度,北斗系統(tǒng)民用精準(zhǔn)度要比PGS的高,GPS是10米級別,北斗是5米級別。不過,北斗系統(tǒng)軍用級別的精準(zhǔn)度,據(jù)說相比GPS稍有不如,北斗軍用級別的精準(zhǔn)度是0.5米級別。這里需要強(qiáng)調(diào)的是,僅對比衛(wèi)星導(dǎo)航的精準(zhǔn)度。
北斗作為后研發(fā)的導(dǎo)航系統(tǒng),為什么在衛(wèi)星導(dǎo)航精準(zhǔn)度方面不如美國的GPS呢?其實(shí),這方面主要是美國GPS作為最早的導(dǎo)航系統(tǒng),早早就組網(wǎng)了,把地球上空最好的軌道全部都占據(jù)了,把最好的頻道資源占據(jù),留給北斗的軌道和頻道沒有那么好。這影響到北斗衛(wèi)星對地球的通訊和定位。國際規(guī)則中衛(wèi)星頻率軌道資源的主要分配形式為“先申報(bào)就可優(yōu)先使用”的搶占方式。北斗還是搶先伽利略占用的衛(wèi)星發(fā)射頻率。
但是北斗系統(tǒng)作為后發(fā)優(yōu)勢,針對GPS的優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)行揚(yáng)長避短,專門開發(fā)了一套強(qiáng)大的地面信號增強(qiáng)系統(tǒng),大幅度的提高了導(dǎo)航精準(zhǔn)度。和地面信號增強(qiáng)系統(tǒng)結(jié)合之后,導(dǎo)航的精準(zhǔn)度可以達(dá)到厘米的級別。相關(guān)資料顯示,上汽的智能重卡運(yùn)用北斗精準(zhǔn)導(dǎo)航,做到誤差僅僅±3厘米。這是一個(gè)非常強(qiáng)悍牛逼的數(shù)據(jù)。現(xiàn)在國內(nèi)很多城市的公交系統(tǒng)都在運(yùn)用北斗系統(tǒng)對公交車進(jìn)行精準(zhǔn)的監(jiān)控,大大降低了公交車的地位誤差。這是GPS做不到的。所以對于GPS軍用級別0.3米參數(shù),大家根本就沒有必要在乎,我們已經(jīng)通過地面信號增強(qiáng)系統(tǒng),完美地解決了。這讓北斗系統(tǒng)在和GPS的競爭中,完全不落下風(fēng)。在一些方面上,甚至超越了GPS。
而未來真正需要精準(zhǔn)導(dǎo)航定位的,是民用層面。自動駕駛、智能農(nóng)業(yè)、電網(wǎng)巡查、交通測繪等民用領(lǐng)域,需要用到厘米級別的精準(zhǔn)導(dǎo)航。反而是軍用級別,有米級、甚至10米級的精準(zhǔn)度,就已經(jīng)夠用了。因此,未來北斗系統(tǒng)的應(yīng)用,必將比GPS更加廣闊。
所以從衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)整體來講,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的能力,在技術(shù)和產(chǎn)品服務(wù)成熟度上面,現(xiàn)在完全不輸GPS,甚至可以說部分領(lǐng)域完全超越了GPS。
那不成熟的地方在哪呢?在于產(chǎn)業(yè)鏈條。包括從芯片到天線、智能終端、應(yīng)用場景等,因?yàn)樗募尚枰欢ǖ臅r(shí)間。GPS比我們早發(fā)展了二十幾年,GPS在二十幾年前就已經(jīng)是全球系統(tǒng)了。我們到現(xiàn)在才升級為一個(gè)全球系統(tǒng),從全球產(chǎn)業(yè)鏈角度來講,目前還是有差距的。在民用市場上我們還需要時(shí)間。
總結(jié)
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