一、北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)簡介
北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是由中國建立的區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)。該系統(tǒng)由北斗定位衛(wèi)星、地面控制中心、北斗用戶終端三部分組成。北斗一號是北斗定位衛(wèi)星的一期工程,由四顆衛(wèi)星組成,兩顆工作衛(wèi)星,兩顆備用衛(wèi)星。北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)可向用戶提供全天候、二十四小時的即時定位和授時服務(wù)。另外北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)還提供用戶與用戶、用戶與中心控制系統(tǒng)間的雙向簡短數(shù)字報文通信。
北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位和授時服務(wù)可由兩種不同的方式提供。一種為有源方式,也稱雙向方式。它利用了北斗的通信功能,通過用戶終端與地面站之間的相互通訊完成定位功能。另一種為無源方式,也稱單向方式。用戶終端靠接收北斗衛(wèi)星發(fā)出的廣播信號來計算自己的位置。
二、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)與GPS的對比
北斗導(dǎo)航系統(tǒng)采用有源方式。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)與GPS的對比如下:
1.覆蓋范圍:北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是覆蓋中國本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)。GPS是覆蓋全球的全天候?qū)Ш较到y(tǒng)。能夠確保地球上任何地點、任何時間能同時觀測到至少4顆衛(wèi)星(實際上最多能觀測到11顆)。
2.衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性:北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是在地球赤道平面上設(shè)置2顆地球同步衛(wèi)星,2顆衛(wèi)星的赤道角距約60。GPS是在6個軌道平面上設(shè)置24顆衛(wèi)星,軌道赤道傾角55,軌道面赤道角距60。
3.定位精度:北斗導(dǎo)航系統(tǒng)定位精度約100米,授時精度20ns。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。
4.設(shè)備:北斗定位需要雙向通訊,因此北斗用戶終端必須包含發(fā)射機(jī)。
5.設(shè)備價格:北斗現(xiàn)在的用戶終端的價格是比GPS低端的價格要貴,現(xiàn)在GPS價格一般導(dǎo)航系統(tǒng)在幾千元人民幣,高精度GPS幾萬到十幾萬元人民幣不等。北斗的用戶終端目前在兩萬元左右。實際上價格和用戶的數(shù)量有關(guān)系,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。隨著用戶數(shù)量的增加北斗用戶終端的成本一定會降下來。
6.用戶容量:北斗導(dǎo)航系統(tǒng)由于是主動雙向測距的詢問--應(yīng)答系統(tǒng),其設(shè)備容量受到通訊帶寬的限制。GPS是單向測距系統(tǒng),用戶設(shè)備只要接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文即可進(jìn)行測距定位,因此GPS的用戶設(shè)備容量是無限的。
7.通訊功能:對于既需要位置又需要把位置傳遞出去的用戶,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是非常有用的。
三、北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)未來的發(fā)展
我國發(fā)展二代北斗既不會采取一步到位的方式,也不會停掉一代另外發(fā)展二代,而是在一代的基礎(chǔ)上不斷補(bǔ)充衛(wèi)星數(shù)量,增加其功能,提高其整體水平。二代北斗可以稱為中國的GPS,不過它仍然會比GPS多一個通訊功能。參與定位的北斗一號備份衛(wèi)星上新裝載了用于衛(wèi)星定位的激光反射器,能夠參照其他星,把自身位置精確定格在幾個厘米的尺度以內(nèi)。這顆衛(wèi)星已定位成功,表明這種技術(shù)是有效而可靠的。這樣,當(dāng)我們不斷發(fā)射新的衛(wèi)星構(gòu)建二代北斗體系時,眾多衛(wèi)星就會找準(zhǔn)自己的位置,構(gòu)成符合標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)。此外,北斗一號的3顆星壽命都是8
年,專家正不斷研究,預(yù)計下一次發(fā)射的衛(wèi)星壽命就能達(dá)到10年左右了;而目前GPS衛(wèi)星的壽命都是12年左右,GLONASS衛(wèi)星的壽命則是3到5年。
中國自主研制的北斗二號系列衛(wèi)星今年起進(jìn)入組網(wǎng)高峰期,預(yù)計在2015年形成覆蓋全球的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。這個系統(tǒng)由三十多顆衛(wèi)星組成,可以輕松實現(xiàn)不需要通過地面中心站聯(lián)系和傳輸信號的無源定位。
較之目前仍在運行的北斗一號,北斗二號在諸多方面具有優(yōu)勢,包括可以有效避免遭受電磁干擾和攻擊,實現(xiàn)無源定位。
另外,在精確度方面,北斗二號也可以精確到厘米之內(nèi)。
未來衛(wèi)星導(dǎo)航不僅在軍事,而且在交通運輸、氣象測報、國土測繪以及公共安全等領(lǐng)域都將發(fā)揮重要作用。而隨著中國北斗系統(tǒng)的建成,將使我國在衛(wèi)星應(yīng)用方面擺脫對國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的依賴,并帶動一大批高技術(shù)產(chǎn)業(yè),形成新的經(jīng)濟(jì)增長點。
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