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从全球四大导航系统看北斗卫星导航系统面临的挑战

众所周知,北斗——这一我国自主研发的卫星导航系统事关国家安全,有其军事意义,但除此之外,较之GPS,北斗还有什么独门绝招吗?
关键词: GPS 伽利略 GLONASS 北斗卫星 COMPASS
时间:2012-02-10 21:34 来源:物联网在线 作者:IOTer 点击:

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众所周知,北斗——这一我国自主研发的卫星导航系统事关国家安全,有其军事意义,但除此之外,较之GPS,北斗还有什么独门绝招吗?

“北斗将于2020年形成全球覆盖能力。”中国北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其,在去年年底宣布北斗卫星导航系统正式提供试运行服务时这样表示。他说,“在目前具备10颗卫星的情况下开展北斗的试运行服务基于两方面的考虑:一是为了尽早地满足我们国家和周边地区对卫星导航的需求,二是及早地推动北斗的应用。”

其实,目前全球拥有四大导航系统,各有千秋:GPS只能找到街道,而伽利略却能找到车库的门,北斗的特长如通过短信让他人获知自己的位置,是其他导航系统目前不具备的。

美国全球定位系统(GPS):关键词:胜在成熟

布局:28颗卫星(其中4颗备用)早已升空,分布在6条交点互隔60度的轨道面上,距离地面约20000千米。已经实现单机导航精度约为10米,综合定位的话,精度可达厘米级和毫米级。但民用领域开放的精度约为10米。

特性:三星定位,军民两用。由于GPS定位技术涉及军事用途,美国限制非特许用户利用GPS定位精度。GPS系统除在设计方面采取了许多保密性措施外,还对不同的用户提供不同的服务方式。

进展:1973年12月,美国国防部批准陆海空三军联合研制全球定位系统(GPS),1993年覆盖全球,广泛使用。目前正在试验下一代卫星导航系统。

俄罗斯“格洛纳斯”系统(GLONASS):关键词:抗干扰能力强

布局:已有28颗卫星(其中4颗备用),导航精度在5至6米左右,预计2015年可实现导航精度达1米左右。但民用领域开放的精度约为10米。

特性:三星定位,精度比GPS低,军民两用,采用两种频率信号。工作不稳定,卫星工作寿命短。

进展:苏联国防部于20世纪80年代初开始建设全球卫星导航系统。于1995年投入使用,现在由俄罗斯联邦航天局管理。卫星的设计经历了无数次改进,格洛纳斯K自2011年起服务范围拓展到全球。格洛纳斯是继GPS之后第二个军民两用的全球卫星导航系统。俄联邦宣称格洛纳斯系统军民两用,不带任何限制、不引入SA机制,也不计划对用户收费。

欧洲“伽利略”系统(GALILEO):关键词:纯民用领域

布局:计划30颗卫星(其中3颗备用),卫星轨道位置比GPS略高,离地面高度24126千米。定位误差不超过1米。目前,只有26颗投入应用,还有4颗在轨验证(IOV)卫星正在生产之中,将于近期发射入轨。伽利略提供的公开服务定位精度通常为15-20米和5-10米两种档次。公开特许服务有局域增强时能达到1米,商用服务有局域增强时为10厘米。

特性:三星定位,专门为民用。将来精度最高的全开放的新一代定位系统。可为地面用户提供3种类型的信号供选择,其中包括免费信号、加密且需交费才能使用的信号、加密且可以符合更高要求的信号。

进展:欧空局与欧盟在1999年合作启动,2005年首颗试验卫星成功发射,2008年开通定位服务。

中国“北斗”系统(COMPASS):关键词:互动性和开放性

布局:由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,定位精度10米。目前10颗卫星开始应用,定位精度只达到25米。

特性:双星定位,民用为主,军事能力有限。能在任何时间、任何地点为用户确定其所在的地理经纬度和海拔高度。在定位性能上有所创新,不仅能使用户知道自己所在位置,还可以告诉别人自己的位置,特别适用于需要导航与移动数据通信场所。此外,中国还致力于提高北斗卫星导航系统与其他全球卫星导航系统的兼容性,促进卫星定位、导航、授时服务功能的应用。北斗卫星导航系统向全世界提供的服务均为免费。

进展:第一步是试验阶段,用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务;第二步是到2012年,计划发射10多颗卫星,建成覆盖亚太区域的“北斗”卫星导航定位系统;第三步是到2020年,建成由5颗静止轨道和30颗非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统,形成全球覆盖能力。

北斗卫星导航系统的三大挑战
第一、部署进度的比拼。GPS在这方面遥遥领先,格洛纳斯正在恢复建设中,伽利略遭遇资金困境,北斗系统若要抢占市场,在系统部署方面面临挑战。
第二、卫星性能的竞争。导航卫星设计和研制水平决定着系统的性能,目前北斗卫星设计已经达到国外导航卫星水平,在未来发展中要不断自主创新,争取在国际导航卫星研制领域处于领先地位。
第三、系统发展的博弈。卫星导航系统需要国家持续的经费投入、人才培养、产业推广,是一个长期工程,比拼的是综合国力。

(责任编辑:zxh007)


本文链接从全球四大导航系统看北斗卫星导航系统面临的挑战
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