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北斗与GPS的九大技术区别，不看后悔

下面是北斗与GPS的九大技术区别：1 三频信号北斗使用的是三频信号，GPS使用的是双频信号，这是北斗的后发优势。虽然GPS从2010年5月28日发射了第一颗三频卫星，但等到GPS卫星全部老化报废更换为三频卫星还好几年。这几年就是北斗的优势期。三频信号可以更好的消除高阶电离层延迟影响，提高定位可靠性，增强数据预处理能力，大大提高模糊度的固定效率。而且如果一个频率信号出现问题，可使用传统方法利用另外两个频率进行定位，提高了定位的可靠性和抗干扰能力。北斗是全球第一个提供三频信号服务的卫星导航系统。2 有源定位及无源定位有源定位就是接收机自己需要发射信息与卫星通信，无源定位不需要。北斗一代的有源定位，有源定位技术只要两颗卫星就可以完成定位，但需要信息中心DEM（数字高程模型）数据库支持并参与解算。但不作为主要的定位方式。而北斗二代使用的是无源定位，和GPS是一样的，不需要信息中心参与解算，有源定位则作为补充功能。这个功能的好处是当你观测的卫星质量很差，数量较少时（理论上，无源定位至少要4颗卫星才能解算 XYZ 和时间四个未知参数，实际需要的更多），仍然可以定位。这个功能对于紧急情况会比较有用，观测条件非常差，能知道大概位置也是非常重要的。坏处是在战争中会暴露你的位置信息。需要信息中心参与解算是因为"某北斗一代手持机，不能频繁定位，以保证信息中心不能过载，但是北斗一代不能民用的主要原因却不是因为这个，北斗一代称为北斗卫星实验系统（RDSS）。北斗二代称为北斗卫星导航系统（RNSS）。北斗一代只是做个内部实验而已”检验一下我们的理论、技术是否可行。定位精度如何，再进行后续改进，3 短报文通信服务这个是中国卫星导航的原创功能，震区唯一的通讯方式就是北斗一代，这一特色功能毫不意外在二代中保留下来。但是这个功能也是有容量限制的，所以并不适合作为日常通信功能。而是作为紧急情况通信比较合适。这个功能有利于求救，4 境内监控卫星定位系统一般由三部分组成，空间星座部分。地面监控部分和用户接收机部分。地面地面监控部分又由三大部分组成，监控站。GPS系统在全球建 5个监控站，1个主控站和3个注入站以保证卫星运行，中国没法把监控站建到全球。所以中国在设计北斗系统时必须考虑到，地面监控部分只建在中国境内。就能够保证整个系统的正常运行，也只起到提高精度的作用。绝对不能作为控制功能，这本来是北斗的劣势，没有其他选项。但现在成了北斗的安全优势，如今中国境外的首个陆地遥感卫星数据接收站，中国将在南美洲的阿根廷建造首个境外卫星跟踪站”中国卫星产业开启全球化模式，5 分步开通GPS必须整个系统建成后才能使用。目前北斗的14颗在轨卫星使用了5颗地球静止轨道（GEO）卫星。5颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星，4颗中高度圆轨道（MEO）卫星。北斗的星座方案来之不易。许院士说当时有几个方案参与竞争，光是方案的修改论证就持续了整整三年，最后确定的这个方案不敢说没有缺点。但绝对是所有方案里最好的一个，北斗卫星导航系统在这个创新的空间星座支持下，仅仅发射了16颗卫星，就于2012年12月27日在亚太地区正式开通运行。这有利于加快北斗的商用进程，有利于对后续的系统做进一步改进，有利于加快北斗产业链的成熟，毕竟北斗的最大市场肯定是中国嘛。先让北斗系统在亚太地区发展几年。度超过GPS也只是时间问题。（1）卫星数量增加。GPS设计使用21+3颗卫星。即21颗工作卫星，目前GPS实际已经使用了32颗卫星。卫星数量越多，就会得到越多的冗余数据，数据就越可靠，等北斗卫星的数量越来越多，也会得到更多观测数据，精度提升是必然的了，目前北斗芯片一般会支持 GPS。第一是补充北斗系统的精度，这样的话芯片更复杂。目前兼容不同系统也是行业发展的趋势，GLONASS芯片一般也要兼容GPS，北斗芯片也有支持GLONASS甚至三个系统的，数据冗余更多了，精度更高，这项功能做好了也会成为中国芯片厂商的优势，NOTE4现在均已支持 GPS、GLONASS、北斗，兼容三大导航系统已经是大势所趋，兼容北斗的终端将会越来越多，（2）改正模型优化。与信号传播路径有关的误差有。电离层折射误差延迟误差，地球自转效应误差，这些误差是没办法完全消除的。用于改进电离层折射误差延迟误差的Klobuchar模型就是根据长时间气象观测数据。构造出电离层折射随时间变化的经验公式，全球不同地区的电离层对流层都是不同的。这些公式是根据国外的观测数据构造的，我们需要给北斗更多的时间累计观测数据，等待开发或优化更多的适合中国地区的改正模型，（3）卫星轨道精度提高。卫星的实际运行轨道肯定与设计轨道有一定的差距。采用距离后方交会的方法确定接收机天线的三维坐标：只有卫星轨道精度提高了定位精度才会高。卫星的轨道是通过监控站的观测数据拟合出来的。拟合的轨道越精确，北斗缺少国外的观测数据。所以轨道精度在亚太地区较高，在国外的轨道精度会比较差，弥补这个缺陷也需要给北斗时间。再提一下地球静止轨道（GEO）卫星。GEO卫星相对地球做不到完完全全的静止。国际上把这个轨道划分成了一小段一小段的圆弧，卫星只能在分配的范围内移动，否则可能与其他卫星相撞，所以每隔一段时间就需要调整GEO卫星位置，目前调整北斗采用的是脉冲式。只能按整次数来调整卫星的位置，在后续发射的GEO卫星。调整卫星会改用连续式，增强卫星控制能力与精度，之前的观测数据就会作废，需要重新累积数据，在调整卫星期间。那颗卫星处于失效状态，但好在GEO卫星数量比较少（5颗）。定轨比其他两种卫星容易一些，其他两种卫星不存在这种情况。拟合的轨道精度自然就提高了，7 定位精度北斗系统定位精度由水平25m、高程30m。提高至目前水平10m、高程10m，测速精度由每秒 0.4米，受时精度优于20ns，北斗系统服务性能与GPS相当，他们的实测精度（按中误差算）可以达到水平 4—5m，高程 5-6m的精度水平。人不能随意靠近GPS天线，附近不能有平静水面（会有多路径效应），不可或缺的是一台高精度，高品质的 GPS 接收机及其他附属设施（保存、处理数据等功能）。要满足这些条件只能远离城市，建一个永久的高精度观测站。建设和运行成本都非常高。精度肯定也不是10m了，不要随便道听途说了一个数据就说比北斗强，请说明观测条件。GPS系统使用的是WGS-84坐标系，北斗使用的是CGCS2000坐标系，所以二者的数值不能直接进行比较，需要进行坐标转换，而坐标转换一般会带来精度上的损失。精度是可以在各自坐标系下直接比较的，不用进行坐标转换。8 促进整个制造业的升级（1）GPS的芯片那么好用，难道我们北斗系统的芯片不好用就不去努力进步了吗？建成北斗系统，但是中国的芯片厂商终于可以有机会和国外的芯片厂商在北斗芯片上一较高低，反倒是让国内的芯片厂商生产 GPS 的芯片和国外厂商竞争，仅北斗卫星导航市场将达到年产值4000亿元人民币，看看全国遍地开花的北斗产业园就知道机会多难得。整个系统国家只负责空间星座和地面监控部分，技术要求高，系统性能指标主要取决于这两部分。用户接受设备部分则主要交给市场完成，这部分决定了导航系统的易用性，不能提高自身竞争力的产品终究会被替换下场。（2）北斗系统的精度不够高很大一部分的原因是中国的原子钟不行。卫星导定位中，时间系统有着极其重要的意义，在由跟踪站对卫星进行定轨时，要求卫星位置的误差小于1cm时，相应的时刻误差应小于2.6μs（1微秒=10-6秒）；如果要求测量的距离误差小于1cm时，则信号传播时间的测定误差应小于 0.03ns（1纳秒=10-9秒）。中国的原子钟相对国外产品，体积大、质量重、精度还差了一个量级，这种高精尖的技术国外是对中国禁运的，因为有一段时间原子钟是可以从国外买的，相比起自己研制成本还不高。

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