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中国的北斗导航卫星和美国的GPS哪个更先进?

2020-08-03 04:04阅读(71)

中国的北斗导航卫星和美国的GPS哪个更先进?:无论是哪个国家的导航,它们都是属于高科技产品,既然是科技产品,就有先进与落后之分,美国自1970年以来,GPS导航

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无论是哪个国家的导航,它们都是属于高科技产品,既然是科技产品,就有先进与落后之分,美国自1970年以来,GPS导航经历了20多年的发展,花费了200多亿美元,于1994年全面建成,到现在已经有了40年的运营经验。而我们国家北斗导航今年46颗卫星才全部到位,今年才全部完成。

这两国导航系统不在同一时期,相差了有40年,如果比较两国哪个先进的话,还是我国北斗导航先进一些,这就象买手机一样,新买的手机的功能更强大,科技含量会更高。但从主要性能相比,美国GPS这么成熟的导航系统,精确度仍高于我们北斗导航,这一点我们是无法与其相比的。

北斗导航是双向通信系统,而美国GPS是单向的

美国GPS通过广播的方式发送信号,只需要接收来自卫星的信号,并不接收用户机的信息,目前除了地面站和船载天线,人们是无法向卫星发送信号的,也就是说卫星不具备判别接收机位置的能力。

而我们北斗导航既能定位又能通信,是双向定位系统,“除了能让你知道自己的时间、地点,还能把你的位置发出去,让别人知道你在哪儿”。汶川地震时,通信完全中断,成为了一个孤岛,通过空中跳伞降落到汶川,队员手持北斗终端机,与外界联络,并汇报这里的灾情情况。

▲北斗终端机比手机要大一 些,携带非常方便

北斗独创的“短报文”功能让它成了救灾中重要的通信手段。“有了它,就好比我们用手机发短信一样,除了能写120字信息,还能显示发布者位置。“从汶川地震到现在,北斗三号的短报文通信能力继续提升,信息发送能力从过去一次120个汉字提升到现今一次1200个汉字,遇到突发情况时无需字斟句酌,足以将情节一次性说清楚,还可发送图片等信息,可以说就像‘空间微信’一样。”这意味着,即使在没通信网络的海洋、沙漠和野外,只要你有一台北斗终端,就有了生的希望。

覆盖面积比GPS大很多

上面两张图黄色面积是可见的卫星数目,很明显我们的北斗导航数量多,覆盖面积比GPS大很多,至今我们总共发射了46颗卫星,超过了美国GPS的31颗、俄罗斯为24颗、欧盟为22颗。

我们打开地图,世界很多国家居住在南北纬30度之间,在联合国195个会员国中,有130个国家首都上空一天中可观测到的北斗卫星数量超过GPS,其中100个国家位于亚洲、非洲等地,这些国家虽小,但能行使国家主权,未来是我们北斗导航潜在客户源。

北斗卫星导航系统的优势在国际上有目共睹,全球已经有137个国家与中国达成了相关合作,100多个国家对北斗卫星有着频繁的应用,此外北斗系统已经被纳入了国际民航等多个组织的标准,还被列入了全球卫星搜救系统计划,为世界用户的安全带来一重可靠的保障。

虽然定位精度精确至厘米,但还是逊色于美国GPS

定位精度是导航的灵魂,按照最大误差数据,美国GPS的误差也保持在3米以内,但这仅仅是依靠GPS卫星,没有使用任何辅助手段的情况下取得的定位精度,如果再配合其它设备,精确度可能更高,达到厘米级,但稳定性特别好。这方面美国GPS经验非常老道,近40年的运营技术不断更新换代,GPS近些年庞大的商用利润保证了GPS系统能够有钱持续更新。

虽然北斗导航是唯一一个使用三种不同轨道的卫星系统,信号会长期覆盖指定区域,但95%概率下北斗二号的用户测距误差目前在2米以内,垂直方向的定位精度在8米以内,水平方向在4米以内。通过有效校正定位时候产生的误差,精准至“厘米级”,但已经超越了俄罗斯的GLONASS系统,领先了欧洲的伽利略系统,缩小了与GPS的差距。

兼容性比较,我们北斗导航与美国GPS相比还有些不足

目前世界上一共四种卫星导航系统:中国的北斗卫星定位系统,俄罗斯的俄罗斯格洛纳斯卫星定位系统,美国的GPS导航系统,欧洲的伽利略卫星定位系统。目前美国GPS兼容其它二套系统,而我们国家还是与其它三套系统不兼容,这与我们国家刚刚推广应用,市场份额还是比较小有关,要想兼容其它导航系统,导航型芯片、模块等硬件与软件都要进行改进或升级,还要开展与其它国家进行广泛的合作,这要有很长一段路要走。

饭要一口一口吃,路要一步一步走,赶超也需要时间。而我们北斗导航即使从北斗二号投入使用的2012年开始算,到现在为止也只是发展了8年。这已经是取得非常了不起的成绩,最重要的是我们不在寄人于篱下,我们的导弹也会长了眼睛,轮船不会在海上打转,真正让我们出了一口长气,嘘……嘘……。

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中国的北斗导航系统和美国的GPS系统采用的原理类似,都是通过由在太空的几十颗人造卫星不断发射信号,地球上的接收装置通过接收几颗不同的卫星信号来计算自己所在的位置。

GPS全球定位系统原来是用于军事用途,后来才通过减少定位精度而提供民用服务,这是在GPS升级过程中实现的,升级之后的军用M码比民用的要高一个数量级。

要说哪个先进是一个仁者见仁 智者见智的问题,就中国所在的区域看北斗的导航精度是优于GPS的,这是因为北斗在这个区域的卫星密度是不一样的。而从应用的硬件来说是GPS成熟了许多,目前市面上有众多GPS的接收芯片开发的硬件,而这个是北斗的劣势。

北斗系列与GPS相比还有一个特点,这就是通讯功能,这是GPS所不具备的能力。所以整体上北斗和GPS是旗鼓相当的导航系统。

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从目前的状态来看,个人认为GPS仍然是世界上最先进、应用范围最广的导航系统,而且随着美国不断对GPS系统进行升级,使得GPS的先进性不仅体现在定位精度高、响应时间快、应用范围广上,更体现在其可靠性、成熟性已经得了长时间、大强度的验证,并在全世界建立了牢固的知名度和良好的口碑,这一点,短时间内任何其他导航系统都无法撼动!
美国GPS全球定位系统

“北斗”导航系统是我国自主研发的新一代导航系统(其研发目的之一也是摆脱GPS的垄断),前不久刚刚发射了第30颗组网卫星,距离达到全球定位和使用的全面功能又近了一步。目前“北斗”导航系统的进度远远超过欧洲的“伽利略”系统和俄罗斯“格洛纳斯”系统,是仅次于美国GPS的全球第二大导航系统,但是“北斗”系统目前尚未具备全部功能,而且定位精度和应用范围也与GPS存在较大的差距,尚不能与GPS分庭抗礼!
“海湾战争”中GPS导引“战斧”巡航导弹精确攻击伊拉克目标的情形,让GPS世界闻名!中国“北斗”卫星导航系统

但是,从系统研发的角度讲“北斗”系统具有先天的后发优势,相比于上世纪七八十年代开发的GPS系统,“北斗”系统主体研发起始于21世纪初,借鉴了包括GPS、“伽利略”、“格洛纳斯”等各导航系统的经验,以及最新的电子、信息处理和传递技术,最明显的一点就是“北斗”系统不仅能够定位,而且用户还可以利用“北斗”进行双向通讯,这是GPS都不具备的!
“北斗”导航系统终端,具备信息交互功能

虽然GPS目前仍是世界上最先进的导航系统,但是随着“北斗”系统组建不断完善、功能不断扩充,借助自身后发优势,也许不久的将来“北斗”就会达到与GPS平分秋色的地位、甚至取代GPS成为世界导航系统的领导者!
孰优孰劣,静待时间考验吧!

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你好,卫星导航需要基站,目前北斗基站集中在国内,美国较早全球势力都有,国内定位精度北斗优势明显,全球目前北斗还是逊色GPS的。

比如这是用华为mate20X5G版手机导航,然后截图看两个的对比,对我们普通大众来说,中国北斗的定位精准度就是略胜一筹的。

接下来,再从专业上来做下对比,中国北斗已经打破美国GPS的垄断地位了。

一、北斗有35颗卫生,而美国GPS只有24颗卫星

随着北斗三号最后一颗卫星在西昌成功发射,截止目前,北斗在轨的卫星数已经达到了45颗,而美国GPS只有32颗,北斗相当于多出了13颗,主要分布在距地35786公里的GEO和IGSO轨道。

  • 很明显可以看到,GEO轨道和IGSO轨道上的卫星离开这个地球是更高更远,也是能够覆盖更广的地区,尤其是能够显著提升亚太地区的卫星覆盖量,可以更好的满足亚太地区的定位导航需求的。

以后,在任何时间,在地球上的任何地方,都能观测到至少4颗北斗卫星,这是中国的北斗,更是世界的北斗。

二、美国GPS使用双频信号,单向接收,而中国北斗是三频信号,双向接收

GPS和北斗最大的区别就是,GPS没有短文字通讯收发功能,而北斗是支持短文字通讯收发功能的。

  • 不过对民众的手机是感觉不到的,因为手机上一般是没法支持北斗的通讯收发功能,手机上的定位芯片只支持接收卫星定位信息。

GPS使用的是双频信号,而北斗使用的是三频信号,理论上GPS在全球的定位精准度是相当的,但是北斗系统对中国和周边地区是特别加强的。

  • 另外,GPS是单向的,接收只能接受位置信号,只是知道自己在哪里。而北斗是是双向的,接收到信号的同时可以把你的位置发送给你的朋友,让你的朋友知道你在哪里。

总而言之,GPS和北斗都是导航定位系统,只是采用定位技术不同,定位的范围也是有差别的。

三、从定位精度来说,目前北斗相比GPS还是有差距的

北斗导航系统目前三维的定位精准度约为25米,授时精准度约为100ns,但是在我们国家境内主要地区是可以达到10ns的。

GPS的三维定位精度P码目前已经由16米提高到了6米,C/A 码目前己由 25-100m 提高 到 12m,授时精度目前约为20ns。

  • 经实现单机导航精度约为10米,综合定位的话,精度可以达到厘米级和毫米级,但是民用领域开放的精度约为10米。

可以看到,对于定位精度和授时精度,目前由于美国GPS核心技术还是比较先进更强大,我们的北斗还是属于新生力量,在这方面的差距还是要认识到的。

总之,北斗发展比GPS迟,卫星端的核心硬件差距还是大概有10年到20年的,而且用户端的核心硬件大多数还是国外买的,然后进行组装,即使是自主研发的技术就像芯片一样,更新换代的差距至少5年也是有的。不过我们北斗人喜欢干的就是迎难而上,追上美国GPS依然就是时间问题而已,这就是我的观点,谢谢。

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美国的GPS相比中国的北斗或许会更强一些,但东西再好也是人家的,还是自己拥有了才实落,毕竟,我们拥有了自已的导航系统,再也不会受制于人了,这本身就是件很了不起的事,然而,个别中国人心里很不是个滋味,不是庆幸,而是失落,这就非常要不得了,昨天比的是相互谁有谁无,今天比的是相互谁强谁弱,可以毫不夸张的回答,明天,我们的一定会更好。不怕落后,最怕的是自甘放弃追赶,只要坚定信心,锲而不舍,我们的目标一定能够达到,也一定能够达到。

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这里边的学问多了,我觉得应该是旗鼓相当吧。虽然美国的gps属于老牌导航系统,但我觉得咱家的北斗应该也不会差,最起码也要比伽利略强吧

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不用问:超越转弯!肯定是我們中国先进了!

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目前中国北斗三号工程组网卫星提供的精度为:可在服务区中免费提供定位、测速和授时服务,定位精度为 5~10 米,授时精度为 10~20纳秒,测速精度 0.2 米/秒。能和目前美国第三代GPS卫星提供精度和服务相媲美。也就是说导航定位性能与GPS系统相当,均优于俄罗斯的GLONASS系统。

因为测控站地域和国家关系问题,中国没有也不可能像美国一样在全世界各个国家建立测控站,目前中国只有非洲和南美的智利建立测控站,其余均在中国国内。这样就会出现 当卫星飞越中国境外时,缺少地面控制指令的的情况下,卫星无法保证在正常轨道运行。为此人们在卫星之间搭建起桥梁,彼此间能进行通信和测距,互相监督、自动保持队形,组成错综复杂的星间链路。 这大大减少了系统对地面站的依赖,即使地面站点全部失效北斗系统依然可以通过星间链路保持自主运行长达60天之久。

同时中国境内的地面之上2700多个地面参考站点,和数个数据处理中心,也在中国大地上铺展开来,组成一张地面数据加工网络,即便卫星信号受到各种地形、建筑物遮挡和反射,也能提供额外的地面信息补充,称为地基增强系统。 经此修正和处理之后,整个系统的误差一再减小,精度持续增加,可以是米级、分米级,甚至是厘米级、毫米级。

我国的北斗导航系统虽然起步较晚,但具有较强的后发优势。主要体现在三种轨道混合星座设计,具有星间链路、星基增强等卫星服务能力,以及双向短报文特色功能三个方面。这样一来,卫星服务不易受极端环境的影响,具有较强的抗干扰能力、更高精度的定位和授时能力。对于我国北斗系统的特色服务——双向短报文功能,更是其它导航系统不具有的,其在亚太地区的服务容量高达1000万,短报文的单次通信能力达1200个汉字。

但是,正如中国导航卫星先驱、国家最高科技奖获得者孙家栋院士所说,我们建设北斗关键还是在用,只有用得更加普及,更加深入,这才是赢家。

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目前来说肯定是美国的好用,不过再过几年天上的星星都要参北斗了????

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北斗先进于GPS是必然的,事实也肯定如此。后来居上的,必然会借鉴前面的优点,规避其缺点,所以才有优势,之后必将有事实印证这一切。