中國「北鬥」萬米定位誤差僅毫米,為什麼還在用美國的GPS?

2020-11-26 電子產品世界

編者按：近年來，北鬥已經逐漸開始普及民用，像北鬥的短報文通信方面，已經在海員和戶外運動領域得到廣泛應用，「北鬥海聊」便是一個成功的例子。

　　眾所周知，我們使用的手機定位大都是美國的GPS，但國產北鬥導航明明早在2012年就已經正式對亞太地區提供無源定位、導航、授時服務，中國自主研發的多星多頻高精度軟硬體系統甚至讓萬米高空的衛星定位信息誤差達到毫米級別。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201703/346074.htm


　　手機定位

　　然而5年過去了，至今我們翻開自己的手機進行導航時，用的仍然還是美國的GPS而不是北鬥?中國的北鬥差在哪兒?

　　一、何為中國北鬥導航系統?

　　中國北鬥衛星導航系統簡稱北鬥系統，英文縮寫BDS。它是由我國自主研發創建並且獨立運行的，並且與世界上其他衛星系統兼容共用的全球衛星導航系統，可以在全球範圍內，全天候為各種用戶進行高精度、高效率、高可靠性的定位、導航、授時服務。

　　「中國人的導航用北鬥」

　　自從2012年以來，北鬥系統的覆蓋範圍從原來的東經84°--160°擴大到如今的東經55°--180°。系統的精度也不斷提高，精度由過去的水平25米，高程的30米提高到現在的水平10米，高程10米。可以說到目前位置，中國的北鬥衛星導航系統已經基本建好了，可以獨立地為中國以及周斌啊地區提供衛星導航以及授時服務。

　　北鬥系統在東亞區域的總體性能上與美國的GPS的性能相當了。而且，近年來，我國的北鬥系統也在積極地與GPS，GLONASS等定位系統兼容共用做出努力。

　　此外， 北鬥系統還有一些GPS系統不具備的性能和特點：一是北鬥系統空間段採用三種軌道衛星組成的混合星座，與其他衛星導航系統相比高軌衛星更多，抗遮擋能力強，尤其低緯度地區性能特點更為明顯。

　　二是北鬥系統提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。三是北鬥系統創新融合了導航與通信能力，具有實時導航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通信服務五大功能。

　　去年6月16日，國務院新聞辦公室召開新聞發布會，正式發布《中國北鬥衛星導航系統》白皮書。白皮書正式公布了北鬥導航定位系統的部分性能。白皮書稱，目前，正在運行的北鬥二號系統免費向亞太地區提供公開服務，定位精度優於10米，測速精度優於0.2米/秒，授時精度優於50納秒。據專家介紹，其定位精度等技術參數與GPS民用信號相當。

　　北鬥2號覆蓋範圍

　　二、既然北鬥已打破國際壟斷，為什麼還在用美國的GPS?

　　GPS在中國發展已經有很長時間了，對於廠商和用戶而言，都有比較深的生產和應用基礎。可以設想一下立即停止或禁使用GPS後會出現的情形：

　　1、所有基礎GPS的廠商將會面臨危機，從而會引發GPS行業甚至相關產業的經濟危機;

　　2、所有基礎GPS系統的設施、產品和系統將失效。目前國內使用GPS系統的產品非常多，一旦失去了GPS，眾多產品、設施和系統立即失效或者功能缺失，將極有可能引發事故，從而導致其他不良後果。

　　那是不是GPS非用不可?並不是，目前北鬥系統和GPS處於共存，相互融合的時期。你會發現，現在很多產品，如手機，汽車導航都已經具備北鬥和GPS雙系統，甚至還有其他衛星系統，這便是GPS逐漸過渡到北鬥，或者北鬥和GPS共享的過程、模式。

　　最終，國家會通過市場引導、政策扶持等方式將中國關鍵設施、系統先用上北鬥系統，再逐漸引導到都用上北鬥系統(並不排斥GPS，卻不依賴GPS)。

　　指點江山有北鬥

　　三、中國北鬥為何敢與第一梯隊GPS爭鋒呢?

　　很多人也許會有疑惑，北鬥系統的商業化應用啟動時間晚了約20年，技術上也有瓶頸，但為何還敢彎道超車，與第一梯隊GPS爭鋒呢?

　　確實，北鬥系統能在GPS比賽中佔得主動權，也是有自己的實力的。

　　其一，北鬥系統完全建成後，將會比美國還多出11顆衛星。換而言之，北鬥的精準度，本土測量精度會比GPS開放給民用市場的精度10米左右更高，可達到毫米級。這就為晶片、手機、應用廠商提供了接入北鬥了理由，因為這樣做也可能為自己找到跨越周期發展的『跳板』;

　　中國北鬥向亞太地區提供公開服務

　　其二，北鬥系統具有GPS系統所不具備的雙向短報文功能，用戶可以一次傳送40-60個漢字的短報文信息，這在無論是軍事領域還是民用商用領域都有重要作用;

　　其三，在國內民用市場的較量中，北鬥企業並沒有採取「有你無我」的替代策略，而是採取「有你有我」的兼容策略。基於這樣的優勢，北鬥在國內乃至全球市場也是大有可為!

　　北鬥的民用發展情況：近年來，北鬥已經逐漸開始普及民用，像北鬥的短報文通信方面，已經在海員和戶外運動領域得到廣泛應用，「北鬥海聊」便是一個成功的例子。目前「北鬥海聊」已經成為海員和戶外驢友追捧的一款北鬥衛星通信工具，無論在日常通信還是緊急情況下的求助，甚至位置功能應用，北鬥海聊都能勝任。

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    【北鬥正式啟用，北鬥定位精度能夠比得上GPS定位嗎？】我們感覺到驚喜的是，北鬥導航全球系統正式開通，我相信這對於我們來說無疑是一種成功。我們已經有能力去取代GPS導航系統，甚至於我們的北鬥更有優勢，因為它是我們中國的北鬥導航系統，這方面就不是GPS可以比擬的，我們也不用擔心美國將GPS關閉，影響我們的各方面的安全。現在，我們說說的是GPS和北鬥導航系統到底在精度方面有什麼區別呢？1.在精度方面，GPS全球定位精度水平9米，高程15米。
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    也讓中國成為繼美國和俄羅斯之後，第三個擁有成熟的衛星導航系統的國家。現在，北鬥衛星導航系統也和美國GPS定位系統、俄羅斯格洛納斯系統及歐盟伽利略定位系統一樣，是聯合國衛星導航委員會已認定的供應商。而在美國GPS壟斷全球導航產業20年後的今天，我國自主研發的「北鬥導航」每一寸進步，都被國際最大限度的關注。發射衛星、中俄合作、覆蓋亞太，「北鬥」被不少人視為「GPS最強勁的競爭對手」。
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    GPS系統的補充，又是日本獨自的準天頂軌道GPS系統，如果使用專門的信號接收器的話，定位誤差從目前的10米，大幅縮小到幾釐米，成為世界最高水準的定位系統。而日本版GPS定位系統也將覆蓋東南亞和澳大利亞、紐西蘭地區，在這些地區的經濟效益也會達到2萬3000億日元（約1437億元人民幣）。
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