北斗一號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與GPS的比較
2009年06月10日 11:48 點(diǎn)擊量:1814
1、覆蓋范圍:北斗導(dǎo)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(diǎn)、任何時(shí)間能同時(shí)觀測(cè)到6-9顆衛(wèi)星(實(shí)際上zui多能觀測(cè)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)星顆衛(wèi)星的赤道角距約60°。GPS是在6個(gè)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°。航衛(wèi)星為準(zhǔn)同步軌道,繞地球一周11小時(shí)58分。
3、定位原理:北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是主動(dòng)式雙向測(cè)距二維導(dǎo)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(dòng)式偽碼單向測(cè)距三維導(dǎo)航。由用戶設(shè)備獨(dú)立解算自己三維定位數(shù)據(jù)。“北斗一號(hào)”的這種工作原理帶來兩個(gè)方面的問題,一是用戶定位的同時(shí)失去了無線電隱蔽性,這在軍事上相當(dāng)不利,另一方面由于設(shè)備必須包含發(fā)射機(jī),因此在體積、重量上、價(jià)格和功耗方面處于不利的地位。
4、定位精度:北斗導(dǎo)航系統(tǒng)三維定位精度約幾十米,授時(shí)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(shí)精度日前約20ns。
5、用戶容量:北斗導(dǎo)航系統(tǒng)由于是主動(dòng)雙向測(cè)距的詢問--應(yīng)答系統(tǒng),用戶設(shè)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(hào),還要求用戶設(shè)備向同步衛(wèi)星發(fā)射應(yīng)答信號(hào),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(hào)速率和用戶的響應(yīng)頻率。因此,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的用戶設(shè)備容量是有限的。GPS是單向測(cè)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(cè)距定位,因此GPS的用戶設(shè)備容量是無限的。
6、生存能力:和所有導(dǎo)航定位衛(wèi)星系統(tǒng)一樣,“北斗一號(hào)”基于中心控制系統(tǒng)和衛(wèi)星的工作,但是“北斗一號(hào)”對(duì)中心控制系統(tǒng)的依賴性明顯要大很多,因?yàn)槎ㄎ唤馑阍谀抢锒皇怯捎脩粼O(shè)備完成的。為了彌補(bǔ)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(shù),使萬一主控站被毀后GPS衛(wèi)星可以獨(dú)立運(yùn)行。而“北斗一號(hào)”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(shí)時(shí)性:“北斗一號(hào)”用戶的定位申請(qǐng)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(gè)來回,再加上衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā),中心控制系統(tǒng)的處理,時(shí)間延遲就更長了,因此對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)體,就加大了定位的誤差。此外,“北斗一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也有一些自身的特點(diǎn),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(dǎo)航系統(tǒng)具有衛(wèi)星數(shù)量少、投資小、用戶設(shè)備簡單價(jià)廉、能實(shí)現(xiàn)一定區(qū)域的導(dǎo)航定位、通訊等多用途,可滿足當(dāng)前我國陸、海、空運(yùn)輸導(dǎo)航定位的需求。缺點(diǎn)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(dòng)式定位,且需提供用戶高程數(shù)據(jù),不能滿足高動(dòng)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(hào)”導(dǎo)航系統(tǒng)是我國獨(dú)立自主建立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),它的研制成功標(biāo)志著我國打破了美、俄在此領(lǐng)域的壟斷地位,解決了中國自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的有無問題。
它是一個(gè)成功的、實(shí)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(chǎng)對(duì)GPS的廣泛使用。相反,在此基礎(chǔ)上還將建立中國的GPS廣域差分系統(tǒng)。可以使受SA干擾的GPS民用碼接收機(jī)的定位精度由百米級(jí)修正到數(shù)米級(jí),可以更好的促進(jìn)GPS在民間的利用。
當(dāng)然,我們也需要認(rèn)識(shí)到,隨著我軍高技術(shù)武器的不斷發(fā)展,對(duì)導(dǎo)航定位的信息支持要求越來越高。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)僅是我國近期滿足四化建設(shè)需要的自主簡易導(dǎo)航系統(tǒng),因此,我們必須在發(fā)展“北斗一號(hào)”的基礎(chǔ)上,借鑒國外GPS、GLONASS的成功經(jīng)驗(yàn),開發(fā)我國二代衛(wèi)星導(dǎo)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(hào)”將會(huì)展現(xiàn)在大家面前,更加完善的我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也必將建立。
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