中國的北鬥衛星導航是否會超過美國的GPS?

2020-11-29 弄潮科學

你是否曾經在一個陌生的城市裡兜兜轉轉找不到回家方向?你是否為天氣預報的精確度比不上民間諺語而苦惱?你是否為我們的定位信息受制於美國的GPS而擔憂...

雖然我們接受美國GPS導航服務已有26個年頭(1996年美國宣布每一個人都可用上高精度的GPS),在定位導航、軍事、大地測繪等各方面享受到了便利,但操控權在人家美國手中,他高興關閉哪個地區就關閉哪個。據北鬥衛星發起人之一沈榮駿院士介紹,就在1996年中國的一次軍事大演習,由於美國關閉了所在地區的GPS,致使兩顆飛彈發射後失去控制而不知所蹤,中國也只能「打落牙齒和血吞」。

2004年「歐洲伽利略導航系統」向中國拋出橄欖枝,但需要先投資,於是中國向歐洲投資2.3億歐元,但仍然接觸不到核心技術。2005年歐洲拉攏美國,將中國正式排擠出局。中國連連受到外國坑蒙後下定決心研製自己的導航系統。2007年發射「北鬥一號」激活了自主研發的「北鬥衛星導航系統」,2008年中國發射的「北鬥二號」在技術與精度上都已反超歐洲伽利略導航系統,定位精度達到了0.5米。

2020年6月23日9時43分,北鬥三號最後一顆衛星搭載長徵3號乙運載火箭在「三二一」的指令聲中,噴出火紅的烈焰沖天而起。北鬥三號衛星發射的成功,象徵我國獨立自主的全球衛星導航系統全面建成,是繼美國GPS、歐洲「伽利略(Galileo)」、俄羅斯的「格洛納斯(GLONASS)」三大導航巨頭之後的新起之秀。北鬥將為全球帶來全天候、全天時、高精度的導航與授時服務。北鬥的全球覆蓋率高達94%,民用定位精確度在10米以內,測速精度在0.2米/秒,能一次性傳送120個中文短報文,在某些功能上已經超越美國的GPS。

美國的GPS有多精確?

GPS的前身是1964年投入使用的「子午儀衛星定位」,只由5、6顆衛星組成。上世紀70年代開始改為GPS,1988年最後改進為21顆服役星和3顆備用星,這24顆衛星分布在互為60度的6條軌道,距地高度是20200km。實用性的GPS星座在1993年底建成,並投入商用,總耗資300億美元。1994年3月,24顆GPS衛星組網完成,覆蓋率高達98%,地球上幾乎每一個地方都能使用高精度的GPS系統。

GPS具有全天候、自動測量、高精度與操作簡單的特勢,幾乎在地球上任一地方都能看到4、5顆衛星,單機導航就有10米,綜合精度可有釐米與毫米級,民用的也有10米級以內。在300~1500米的精密工程測量,1小時外的平面位置誤差小於1mm,1000km的可有10~9米的精度。

美國的GPS幾乎是全球定位導航的代名詞,除了工程測量,在運輸交通、地球動力學、氣象學、軍事、農業、野生動物保護、旅遊及突發事件等領域都有廣泛可靠的應用。

那麼問題來了,既然美國的GPS這麼精確,為什麼2014年馬航MH370失事發現不了蹤跡呢?

MH370航班是由馬來西亞吉隆坡機場飛往北京,起飛時間是2014年3月8日0時42分,搭載了227名乘客(154名中國人)與12名機組人員,計劃在早晨6:30降落北京機場,然而經過馬來西亞與越南交界處的胡志明管控區時失去聯繫,始終沒收到求救信號,雷達也失去了它的信息。

在搜救2個月無果後,馬來西亞前總理馬哈蒂爾在2014年5月18日發布一篇博文說:

該客機的通訊與GPS一定關閉了。有人在隱瞞一些事,人們應當去問波音公司和美國中央情報局,而不是責問馬航和馬來西亞。

馬航失事GPS竟然沒有它的信息,或許馬哈蒂爾所說不無道理,馬航370客機在失事時通訊和GPS被關閉了。

那麼是誰關閉MH370的GPS呢?為什麼應當去問波音公司和美國中央情報局?是誰在隱瞞什麼事呢?MH370失事究竟是一次意外事故還是人為呢?這些至今還是未解之謎。

由上文可知,GPS雖然是目前最精確的定位導航,但有時由於人為控制總會在關鍵時刻失去應用價值,當然美國自己國家沒有這項顧慮。

看來擁有獨立自主的定位導航系統是多麼重要!就算精確度差那麼一點點,起碼很多不該發生的事是絕不會發生的,1996年的軍事演習就是個典型例子。

北鬥衛星導航的精確度

2020年6月23日,北鬥完美收官,代表中國自主的全球衛星導航系統全面建成,再也不用依賴美國GPS!再不用受制於人!

北鬥衛星總數有30顆,比美國GPS多11顆,在地上任一地方都能看到5~6顆以上的衛星。距離地面30000km,由3顆地球靜止軌道衛星(GEO)、3顆傾斜地球同步軌道衛星(IGSO)、24顆中圓地球軌道衛星(MEO)構成。精準度在水平與高程上都有10米級,專業精確度可達到分米與釐米級,在亞太區的水平與高程為5米,授時精度有10納秒。天氣預報也越來越精準,現已能預測到15天以內,甚至兩個多月,有朋友說都能預測到哪時哪分下雨呢!

其實北鬥在1994年就已立項,到2000年建成了北鬥一號。此時的北鬥已能覆蓋整個中國,並能發送文字信息進行實時交流。這項功能在2008年的汶川地震中發揮了重要作用,這是GPS所不及的。

5北鬥二號在2004年啟動,到2012年完成14顆衛星發射(包括3顆備用星)。覆蓋範圍達到了大部分亞太區,精確度已經趕上了美國GPS,定位精度為釐米級,原子鐘的誤差是10納秒,也就是說10萬年才出現1秒誤差,並且這個原子鐘是在瑞士停止供應後又是我國自主研製的。另外一次性能發送120個漢字的短報信息,這是北鬥的「獨門絕活」。

北鬥三號在2009年啟動,到2020年6月23日發射最後一顆衛星後,已全面完成北鬥衛星組網,覆蓋率達到了全球,原子鐘升級到1000萬年1秒的誤差,定位精度甚至達到了毫米級,共享單車能整齊地停靠在指定區域,能為大橋大壩不間斷提供毫米級的精確監測數據。簡直是一張「明辨秋毫」的天羅地網!當然一次可傳輸120個漢字的通訊是必不可少的!

有人說「北鬥衛星導航系統」和量子衛星讓中國長了一雙翅膀,使中國的發展如虎添翼。而在這個競爭激烈的世界上,落後就要受人欺凌,如果自己不強大,誰也不會無償地為你提供保護。

衛星導航的研究員韓春好曾表示:

沒有免費的午餐,從國家安全角度而言,美國並沒有承諾在任何情況下,讓全球安全使用GPS。一旦發生戰爭或利益衝突,其他國家的安全將受制於人。因此中國要獨立自主,就需要建立自己的導航系統。

現在我們實現了這個宏大的夢想,將安全掌握在自己的手中,並且北鬥的精確度絲毫不比GPS差,中國將會在2035年構建以北鬥為核心的多頻多星座的應用系統,提供體系化的PNT服務,再次提高基本導航、星基增強、短報文通訊、精準定位、國際搜救、星間鏈路六大功能。以後會有「北鬥四號」、「北鬥五號」等完善強大的導航系統!

北鬥的成功,迎來了137個國家的合作協議,包括俄羅斯。而美國的GPS更像是打擊他國的武器,用著都如履薄冰,生怕他在關鍵時候掉鏈子。中國依靠仁義與技術換來了世界的信任,美國GPS一家獨大的局面已成為過去式,北鬥大有取代GPS之勢!

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    根據《國家衛星導航產業中長期發展規劃》,到**年,我國衛星導航產業規模超過4000億元,北鬥貢獻率達到60%,北鬥產業規模將從100億市場迅速擴張到2000億元以上的市場。  面臨問題  截至**我國衛星導航和位置服務產業集中度低,呈現「小、散、亂、低」的狀態。
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  • 2020版中國衛星導航市場調研與前景預測分析報告
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  • 北鬥衛星導航正式發布系統官方標誌
    在國務院新聞辦公室舉行新聞發布會上,正是公布了北鬥系統的標誌,並對這一標示進行了解析。此外,還確定了北鬥衛星導航系統的命名。北鬥衛星導航系統簡稱北鬥系統,英文名BeiDou Navigation Satellite System,縮寫為BDS。
  • 北鬥導航在多少國家超過美國GPS?日本媒體公布驚人答案
    在圓夢月球的同時,中國航天在地球觀測方面也有重大進展——北鬥導航系統成功組網。眾所周知,北鬥導航系統是我國自行研製的全球衛星定位導航系統,同時也是繼美國GPS系統,俄羅斯格洛納斯系統,以及歐盟的伽利略系統之後第4個發展成熟的全球衛星定位系統,成為聯合國認定的全球定位供應商。今年7月,我國利用長徵火箭將北鬥導航系統組網完成,北鬥三號全球衛星導航系統宣布全面建成。
  • 日本媒體:在全球165個國家,中國北鬥導航精度已超過美國GPS
    而隨著中國北鬥系統的逐漸組建,美國的絕對壟斷已經被打破了。中國北鬥系統將成為衛星導航領域的新標杆在之前數十年,美國的GPS系統是世界上技術最先進,並且最完善,而導航範圍也最準確的精確衛星制導系統,世界各國必須使用美國的GPS,才逐漸實現自身的信息現代化。
  • 國產的北鬥導航已經很先進了,為什麼國產手機仍在用GPS導航?
    到了現在,我國的科技水平不說超過美國,但至少不會落後太多,放在全球都是極為高超的水平。其中特別是軍工和信息方面的產業更是已經有了能夠和美國一較高下的趨勢。因為只要對軍事有著一定了解的朋友都知道,全球導航系統對於一支現代化軍隊而言有多麼的重要。而我國的北鬥衛星導航,現在已經是全球最先進的幾個導航系統之一了。不過還有很多人感到疑惑,我國的北鬥系統已經這麼厲害了,為什麼世界上用美國GPS的人比用北鬥的多那麼多?
  • 北鬥衛星導航系統實測衛星使用數量,注意北鬥系統不是地圖軟體
    近日北鬥衛星導航系統第55顆衛星發射成功,北鬥三號全球衛星導航系統部署完成。世界有四大衛星定位系統,分別是中國北鬥定位系統(BDS)、美國GPS、歐盟伽利略(GALILEO)、俄羅斯格洛納斯(GLONASS)。
  • #北鬥三號全球衛星導航系統正式開通# 意味著什麼?
    北鬥三號全球衛星導航系統正式開通我國高度重視北鬥衛星導航戰略部署,自1994年起開始探索適合中國社會主義國情的衛星導航系統發展道路,並於2000年-2004年間共計發射3顆地球靜止軌道衛星,建成為中國用戶服務的北鬥一號系統。2004年-2012年年底,我國再次完成14顆衛星發射組網,建成為亞太地區服務的北鬥二號系統,並正式啟動北鬥三號系統建設。
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  • 天鼎證券:中國的北鬥導航衛星和美國的GPS哪個更先
    天鼎證券:中國的北鬥導航衛星和美國的GPS哪個更先   中國的北鬥導航系統和美國的GPS系統採用的原理類似,都是由在太空的幾十顆人造衛星不斷發射信號,地球上的接收裝置通過接收幾顆不同的衛星信號來計算自己所在的位置
  • 天鼎證券:中國的北鬥導航衛星和美國的GPS哪個更先進?
    中國的北鬥導航系統和美國的GPS系統採用的原理類似,都是由在太空的幾十顆人造衛星不斷發射信號,地球上的接收裝置通過接收幾顆不同的衛星信號來計算自己所在的位置。從目前的狀態來看,GPS依然是世界上最應用範圍最廣、最先進的導航系統,而且隨著美國不斷對GPS系統進行升級,使得GPS的先進性不僅體現在定位精度高、響應時間快、應用範圍廣上,更體現在其成熟性、可靠性已經得了長時間、大強度的驗證,並在全世界建立了牢固的知名度和良好的口碑,這一點,短時間內其他導航系統都無法撼動!
  • 北鬥強勢發力!外媒:在165國,北鬥衛星導航系統將令GPS失色!
    圖為組成美國GPS的衛星而中國作為導航系統的後起之秀,在北鬥全面建成之後,有能力挑戰美國的「GPS霸權」嗎?2020年6月23日,對於中國而言是一個歷史性的時刻,在這一天,北鬥三號最後一顆全球組網衛星發射成功,這也標誌著中國北鬥衛星導航系統全面建成。如今,距離北鬥全面建成已經過去五個多月了,中國北鬥衛星導航系統在全世界應用地怎麼樣了?
  • 北鬥衛星導航系統,我們除了有「中國速度」,同樣有「中國精度」
    自動駕駛技術、精密農業、民航飛機高精度起飛降落自主導航、超大工程定位,比如港珠澳大橋、高鐵等各種突破人類難度極限的基礎建設,如果沒有衛星定位,這些都不復存在。如果完全使用國外衛星導航系統,比如gps!後果不堪設想,曾經高度依賴美國GPS系統的印度也吃過大虧。
  • 同為衛星導航系統,中國的北鬥相比於美國的GPS有什麼優點?
    6月23日,中國在深山內的西昌衛星發射中心,使用長徵三號乙運載火箭將第55顆同時是北鬥三號組網部署的最後一顆衛星成功發射,自此北鬥全球星座部署圓滿收官。7月31日,北鬥三號全球衛星導航系統正式開通。中國人終於建成了屬於自己的全球衛星導航系統,這是整個國家為之振奮的一刻。作為世界衛星導航系統的後起之秀,北鬥衛星導航系統有著很多新優勢。
  • 中國北鬥導航系統的崛起,核心零件均國產,讓美國GPS黯然失色
    165個國家觀測頻率都比美國的全球定位系統高,中國北鬥導航系統的崛起,讓美國GPS黯然失色。美國GPS系統誕生於1978年,是世界上最早的全球定位系統之一,而中國北鬥定位系統則在1994年立項。中國GPS系統擁有後發優勢,可以對技術和硬體進行升級,在功能豐富度、定位準確度方面反超GPS本就理所應當。
  • 中國的GPS?--析「北鬥」衛星導航定位系統(圖)
    海珊,他們所使用的炸彈都是一種:聯合攻擊炸彈(JDAM),這些炸彈之所以都能夠精確的打擊目標,是因為他們都是通過衛星定位來實現定位,提供這種定位服務的正是由24顆美國衛星組成的全球定位系統--GPS。   2003年5月25日零時34分,我國在西昌衛星發射中心用「長徵三號甲」運載火箭,成功地將第三顆「北鬥一號」導航定位衛星送入太空。
  • 中國的北鬥導航系統和美國的GPS有啥區別?
    所謂「北鬥導航系統」,是由中國自主研發和獨立運行的定位系統,英文縮寫BDS。它的目標是建立開放兼容且穩定可靠的全球衛星系統,推動衛星技術在全世界的廣泛應用。 所謂「全球定位系統」,是由美國研發的軌道衛星導航系統,英文縮寫GPS。