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我国北斗三号全球组网“收官之星”导航系统星座部署完成
更新日期:2020-6-23    作者:人民日报    编辑:admin    点击量:3311

北斗3GPS领先在哪里?

来源:瀚海狼山公众号

2020-06-24

 

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同样是全球卫星定位系统,顺利组网成功的北斗3已经比目前还在运行中的GPS系统综合领先是可以肯定的。GPS系统也在升级,但是要想完全达到目前北斗3的水平,还要再投入数百亿美元,用至少10年的时间。但真到那个时候,北斗4恐怕也已经顺利升空组网了。那么北斗3具体领先在哪里呢?瀚海狼山(匈奴狼山)认为至少领先4点:第一,GPS的空间系统部分,共由24颗卫星组成。其中21颗工作卫星;3颗备用卫星,基本都位于距地表20200公里的上空,运行周期为12小时。24颗卫星均匀分布在6个轨道面上,每个轨道面4颗,轨道倾角为55°。确保全球绝大多数地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星。GPS系统正是通过4颗或者4颗以上卫星和用户终端之间的方位和时间差,经过系统计算后,给用户终端提供定位、授时和显示速度服务。北斗3全球卫星导航系统则由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星,共30颗卫星组成。其中24颗中高轨道卫星高度为2.132.15万千米。正是北斗3系统比GPS多出了3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星,使得北斗3系统在赤道附近的低纬度,以及两极地区的高纬度的定位和授时精度,明显优于GPS系统。GPS系统定位精度最高的是北美、亚洲和欧洲这些北半球的中高纬度地区,在赤道和两极的定位精度一般,这是当初GPS 卫星轨道的选择先天决定的。而正是北斗3系统比GPS多出来了3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星,恰恰填补了GPS的最大空白,因此北斗3才是实打实的全球卫星定位系统。

第二,24GPS卫星,主体呈现圆柱形,自重基本都在843.68公斤,只能算是中小型卫星。卫星体量小,则发电能力就很有限。因此GPS系统往地面传输的信号其实非常微弱,在露天还尚可接收;但是在室内就很容易被自然屏蔽掉信号。而北斗3系统的多颗“主星”的自重超过4.5吨;24颗中高轨道星的自重也在2.5吨以上,已经普遍属于中大型卫星;因此本身发电能力强大,信号也更强。完全可以弥补最好的发射频段被GPS 提前占据的问题。北斗3不但抗干扰能力更强,在室内、车内等半封闭环境下,北斗3的综合信号强度明显高于GPS

第三,北斗系统从一开始就是有源定位系统,发展到北斗3则更加成熟完善。而GPS直到下一代才能变现在的无源定位为无源有源综合定位。首次实现北斗系统已经用了20年的报文功能。但是现在超级大国囊中羞涩,升级版GPS什么时候完全实现还是未知数。

第四,GPS卫星因为体量偏小,携带的燃料有限,随着部署时间越来越长,卫星的轨道偏差会越来越大,综合导航精度已经在逐渐降低。而北斗3系统刚刚部署,属于崭新的全球卫星导航系统。卫星体量大携带的燃料多,因此未来相当长一段时间,都可以维持极高的定位和授时精度,这种此消彼长未来会越发明显。

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