曾幾何時在普通用戶心目中,GPS 就是定位導航系統,定位導航系統就是 GPS。不過,大家的智慧型手機或者其他導航設備的信號來源,很可能在幾年之內「易主」——中國造的北鬥衛星導航系統,正在強勢進入衛星導航產業。
地位之爭:北鬥與GPS
隨著衛星導航系統在智能終端的廣泛應用,如今無論去哪裡我們都可以導航著去,百度、高德、騰訊、搜狗想用哪個用哪個。2016 年最熱門的遊戲《Pokemon GO》,利用的是 LBS(基於位置服務),而 LBS 或者說本地化服務都離不開定位技術。什麼自助旅遊、網約車、智能手錶、共享單車……網際網路時代幾乎每一個新生事物都與衛星導航脫不開關係。ofo 和摩拜單車 App 添加「導航到最近的自行車」的功能你絕對拍手稱讚;智能手錶能做什麼,最重要的不還是精確導航功能?如果一部手機不支持導航,你還用嗎?——只要我們在移動,我們就要用導航。
長期以來我們對導航系統的認識就是「導航系統等於 GPS」。其實,在世界範圍內,情況也差不多。
GNSS(全球衛星導航系統)可以比喻為一個俱樂部,這個俱樂部裡只有 4 個 VIP 會員:美國的 GPS、俄羅斯的 GLONASS(格洛納斯)、歐盟的 Galileo(伽利略)和中國的北鬥。
俄羅斯的 GLONASS 衛星導航系統發展太緩慢,民用市場沒有開發起來,因此應用普及比較低。歐盟的伽利略導航系統由於缺乏資金,還沒有形成工作能力,所以只能算半個 VIP 會員。
目前美國 GPS(Global Positioning System 全球定位系統)是這個俱樂部的老大。GPS 前身是美國軍方在 1964 年投入使用的名為子午儀的衛星定位系統,經過多年研發和試驗,GPS 在 1994 年投入使用,總耗資超過 300 億美元。由 28 顆在軌衛星組成,分為民用、軍用兩種信號,其中精度為 1 米的軍用信號為美軍獨享,精度為 10 米的民用信號則免費提供給全球用戶使用。憑藉先發優勢,GPS 早已搶佔了全球市場,並憑藉從中獲得的收益充分改進 GPS 系統,定位精度和穩固性一直在提高。
中國的北鬥衛星導航系統(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)發展相對比較晚。中國曾經因為軍事上高度依賴 GPS 而備受屈辱,痛定思痛之下決定建設自己的衛星導航系統。2003 年,中國加入了歐洲的伽利略導航系統項目,結果卻倍受歐洲排擠,不但一無所得還要負擔高額投入。被歐盟「坑」了一把之後,我們決定自力更生,才終於有了比伽利略先進的北鬥衛星導航。
2011 年年底,在成功發射了第 9 顆北鬥衛星之後,北鬥系統開始試運行。北鬥不是單顆衛星,而是一個組網的星座,整體由 5 顆靜止軌道衛星和 30 顆非靜止軌道衛星組成,同樣也有軍用和民用兩種信號。在科研工作者的努力下,近兩年北鬥衛星導航技術發展迅猛並且有國家大力推動普及,在國內已經逐步打破 GPS 在衛星導航系統的壟斷地位,並且準備 2020 年面向全球開展服務,力爭把 GPS 扯下佔據 20 餘年的全球第一寶座。
優差之別:北鬥強在哪裡
網友對中國高新技術關鍵領域的成就有一句調侃,叫做「都是被外國逼出來的」,還有另一句調侃,叫做「把中國逼急了你這玩意就白菜價了」。這兩句話同樣適用於北鬥衛星導航系統的誕生和發展
大家可能不知道,北鬥的通信功能是區別於 GPS 的最大特點。在所有的 GNSS 俱樂部 VIP 會員裡,只有北鬥系統可以通信。這意味著我們每個人不僅可以依靠衛星知道自己在哪,還能通過向衛星發送信號,讓別人知道你在哪裡,甚至可以向北鬥衛星發送簡短的文字信息,實現簡單的通訊功能。而 GPS 現在依舊是只管發射信號,不管接收信號的。
在民用商用領域,GPS 和北鬥的民用信號對於個人來說是免費使用的,但是使用衛星信號是要交費的,這些費用大部分攤在了相關企業身上。比如企業層面需要購入一套基礎導航設備,GPS 需要花費十幾萬,而北鬥只要 5-7 萬元,這就是被大家盛讚的「白菜化」天賦,同樣的技術我們自己一旦掌握,從此就不必將大把大把的錢放進外國人的口袋裡讓別人賺走。
北鬥系統還有一個特點,就是兼容性強。在經過和其他國家數百次的協調之後,北鬥導航兼容了 GPS、GLONASS 等系統的衛星頻段。打個比方,如果 GPS 設備能夠收到四顆 GPS 衛星的信號,那麼北鬥導航設備就能同時搜索到包括 GPS、北鬥衛星、GLONASS 衛星在內的數十顆衛星,在定位精度會有極大提升。哪怕只是一個普通的手機用戶,也希望導航越精準越好,北鬥的兼容性正是為這一點考慮的。北鬥的民用編碼設計與 GPS 一脈相承,並不特殊,目的正是想讓全世界都能使用北鬥免費提供的民用服務。
衛星導航系統可以說關乎國計民生,更要緊的是軍事領域,衛星精確導航就是現代戰爭的「眼睛」,誰願意讓自己的眼睛握在別人手心裡呢?美國曾在海灣戰爭的時候對歐盟關閉了 GPS 信號,逼得歐盟不得不開始建設伽利略系統。同樣關閉 GPS 信號的事情美國對中國也幹過,逼得中國不得不開始建設自己的衛星導航系統。
如今,北鬥系統在我國軍用領域已經早已普及,曾經的歷史不會再重演。北鬥已為商用化進程做好準備,即將朝著民用領域大舉邁進,你可以仔細觀察一下,身邊的車載導航、農機導航可能都已經從 GPS 換成了北鬥。而新出的國產手機裡,查看一下導航系統參數,大部分都有一個醒目的 BDS(北鬥導航)。
開闊之路:北鬥導航何時可成手機標配
GPS 比北鬥建設早了大約 20 年,20 年的歷史鴻溝非一朝一夕的技術能夠填補,GPS 系統的應用和技術都已經高度成熟,它的晶片大約是兩美元就能夠買到一片。北鬥系統此前的晶片價格仍在百元左右,隨著核心技術的升級,相關基礎硬體產品晶片、板卡、天線等成本已經下降至與 GPS 同一水平,終於做到人人能用,人人用得起了。
如果在兩年前,你可以認為北鬥導航還沒進入我們的生活,但如今情況已經大為不同。最顯著的一個改變來自用戶感知度,以前智慧型手機用戶常有的疑問是「導航功能為什麼要加北鬥?」,而現在的問題已經變成了「為什麼沒有北鬥導航功能?」
隨著 2020 年北鬥系統全球服務進程,北鬥導航會成為手機的標配,這點離我們不會太遠。當然,北鬥的崛起並不意味著消滅了 GPS,即便以後我們的手機都有北鬥導航,GPS 導航也不會消失,在比較長的一段時間裡,北鬥和 GPS 共同為我們提供衛星導航服務,這意味更優異的消費體驗,也挺好的。
可能你會問,那國外的智能終端,國外的手機,會不會支持北鬥呢?如果手機硬體生產商把支持北鬥導航看作是一件提高用戶體驗的升級,那麼誰都願意用北鬥,為什麼不呢?導航精準度和可靠度提升了呀,智能化出行更高端了呀,萬一失聯這種關鍵時刻可以給衛星發信了呀,基本不擔心導航系統哪天給你抽風了呀。三星就是率先支持北鬥導航的手機廠商之一。
事實上早在 2012 年北鬥被國內關注之時,也正恰逢 iPhone 4S 風靡之時,可惜的是,北鬥系統當時剛剛開放亞太地區區域服務功能,iPhone 4S 設計生產時沒有加入對北鬥導航系統的支持,畢竟北鬥還沒有足夠成熟強大,尚未接受用戶的考驗,作為國際性大公司,蘋果肯定是以穩定性為主。
等到 2020 年就不一樣了,到時候北鬥系統覆蓋全球,而且經過了這麼長一段時間的用戶考驗,國際上對北鬥導航的認可度也越來越高,像蘋果 iPhone 這樣的國際品牌,也得考慮讓它成為硬體的標配。如果 iPhone 兼容北鬥導航形成多模導航體系,不僅可以讓用戶享受到更快速更精確更穩定的位置服務提高用戶體驗,另外一定程度上還能助於其鞏固中國消費市場。
所以,在你沒有察覺的時候,「導航定位等於 GPS」的認識即將成為過去式了,來自中國的技術正在把大家的手機導航系統更名為「北鬥」。希望北鬥超越 GPS 的那天早點到來。
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