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北斗一號衛(wèi)星導航系統(tǒng)與GPS的比較

2009年06月10日 11:48$artinfo.Reprint點擊量:1809

1、覆蓋范圍:北斗導航系統(tǒng)是覆蓋我國本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)。覆蓋范圍東經(jīng)約70°一140°,北緯5°一55°。GPS是覆蓋的全天候?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6-9顆衛(wèi)星(實際上zui多能觀測到11顆)。

2、衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性:北斗導航系統(tǒng)是在地球赤道平面上設置2顆地球同步衛(wèi)星顆衛(wèi)星的赤道角距約60°。GPS是在6個軌道平面上設置24顆衛(wèi)星,軌道赤道傾角55°,軌道面赤道角距60°。航衛(wèi)星為準同步軌道,繞地球一周11小時58分。

3、定位原理:北斗導航系統(tǒng)是主動式雙向測距二維導航。地面中心控制系統(tǒng)解算,供用戶三維定位數(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)。“北斗一號”的這種工作原理帶來兩個方面的問題,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,另一方面由于設備必須包含發(fā)射機,因此在體積、重量上、價格和功耗方面處于不利的地位。

4、定位精度:北斗導航系統(tǒng)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:北斗導航系統(tǒng)由于是主動雙向測距的詢問--應答系統(tǒng),用戶設備與地球同步衛(wèi)星之間不僅要接收地面中心控制系統(tǒng)的詢問信號,還要求用戶設備向同步衛(wèi)星發(fā)射應答信號,這樣,系統(tǒng)的用戶容量取決于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,北斗導航系統(tǒng)的用戶設備容量是有限的。GPS是單向測距系統(tǒng),用戶設備只要接收導航衛(wèi)星發(fā)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(wèi)星系統(tǒng)一樣,“北斗一號”基于中心控制系統(tǒng)和衛(wèi)星的工作,但是“北斗一號”對中心控制系統(tǒng)的依賴性明顯要大很多,因為定位解算在那里而不是由用戶設備完成的。為了彌補這種系統(tǒng)易損性,GPS正在發(fā)展星際橫向數(shù)據(jù)鏈技術,使萬一主控站被毀后GPS衛(wèi)星可以獨立運行。而“北斗一號”系統(tǒng)從原理上排除了這種可能性,一旦中心控制系統(tǒng)受損,系統(tǒng)就不能繼續(xù)工作了。

7、實時性:“北斗一號”用戶的定位申請要送回中心控制系統(tǒng),中心控制系統(tǒng)解算出用戶的三維位置數(shù)據(jù)之后再發(fā)回用戶,其間要經(jīng)過地球靜止衛(wèi)星走一個來回,再加上衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā),中心控制系統(tǒng)的處理,時間延遲就更長了,因此對于高速運動體,就加大了定位的誤差。此外,“北斗一號”衛(wèi)星導航系統(tǒng)也有一些自身的特點,其具備的短信通訊功能就是GPS所不具備的。 

         綜上所述,北斗導航系統(tǒng)具有衛(wèi)星數(shù)量少、投資小、用戶設備簡單價廉、能實現(xiàn)一定區(qū)域的導航定位、通訊等多用途,可滿足當前我國陸、海、空運輸導航定位的需求。缺點是不能覆蓋兩極地區(qū),赤道附近定位精度差,只能二維主動式定位,且需提供用戶高程數(shù)據(jù),不能滿足高動態(tài)和保密的軍事用戶要求,用戶數(shù)量受一定限制。但zui重要的是,“北斗一號”導航系統(tǒng)是我國獨立自主建立的衛(wèi)星導航系統(tǒng),它的研制成功標志著我國打破了美、俄在此領域的壟斷地位,解決了中國自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的有無問題。

         它是一個成功的、實用的、投資很少的初步起步系統(tǒng)。
此外,該系統(tǒng)并不排斥國內(nèi)民用市場對GPS的廣泛使用。相反,在此基礎上還將建立中國的GPS廣域差分系統(tǒng)??梢允故躍A干擾的GPS民用碼接收機的定位精度由百米級修正到數(shù)米級,可以更好的促進GPS在民間的利用。

         當然,我們也需要認識到,隨著我軍高技術武器的不斷發(fā)展,對導航定位的信息支持要求越來越高。北斗導航系統(tǒng)僅是我國近期滿足四化建設需要的自主簡易導航系統(tǒng),因此,我們必須在發(fā)展“北斗一號”的基礎上,借鑒國外GPS、GLONASS的成功經(jīng)驗,開發(fā)我國二代衛(wèi)星導航系統(tǒng),我們有理由相信,在不久的將來,具備*性、適用性、軍民兩用、抗干擾性、抗繼毀性等特征的,適合我國的國情的“北斗二號”將會展現(xiàn)在大家面前,更加完善的我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)也必將建立。
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