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北斗导航卫星系统系统介绍

  北斗导航是什么?

  如果用最简单的语言解释北斗导航,可以说是“中国的GPS”。北斗导航问世的初衷便是在某方使用中替换掉GPS,使某方使用的定位系统掌握在自己手中。与北斗类似的方案有欧盟的伽利略定位系统,俄罗斯的格洛纳斯系统,都是使某用定位脱离GPS,逐渐用本土定位系统取而代之。 

  有GPS为什么还要做北斗导航?

  这是很多民众的疑问,GPS作为成熟的全球卫星定位系统已经运营多年,为什么中国还有大力发展北斗导航?

  这个问题分两点回答。

  首先,军事方面。GPS有两段频率,一段频率使用C/A码作为民用,另一段使用P码专属用。在开始民用C/A码的设计时,并没有要求具有太高的设计精度,但设计初步完成后发现精度远远超过设计需求,已经威胁到了民众安全,所以在后期加入了SA(Selective Availability)技术,即人为地将误差引入卫星中和卫星数据中,故意降低GPS精度。虽然SA技术于2000年5月2日4时终止实施,但全世界尤其是各国政府已经对GPS失去了信心。一旦战争爆发,如果仅依赖GPS,所有的导航手段将全部失效,所以出于军事自**来说必要研究北斗导航。

  其次,民用方面。目前国内只要可以使用GPS的硬件,射频单元成本中都包含GPS专利费用,这是非常大的一个支出。而且导航产业目前还在蓬勃发展,国内市场还有巨大的缺口,这些缺口如果用北斗导航覆盖,产生的经济效益不可估量。

  但最主要的还是军用。

  与GPS相比,北斗导航有什么优点?

  与GPS相比北斗导航现阶段最主要的优势:安全。

  这个答案分5点回答

  1.安全。安全是建立北斗最重要的原因。GPS使用这么多年,jun方使用时候还会心惊胆战,因为战时美国绝对不会让你用他的GPS,因为GPS加密或者关闭的主动权在美国手中。只要建成了北斗导航,国家jun用定位才能真正把握在自己手中,握紧主动权的代价仅仅是再投入几百亿人民币而已,一个字,值!

  2.短报文通信服务。短报文通信服务完全是中国的原创功能,而且非常实用。08年汶川地震,震区有效的通讯方式包括北斗一代,短报文通信服务其实与卫星电话异曲同工,胜在价格便宜,现在120字信息3毛/条。短报文通信服务在航海以及国内荒无人烟地区有着重要的意义。

  3.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,提高至0.2m,受时精度优于20ns,目前在中国及周边地区,北斗系统服务性能与GPS相当。北斗在刚投入使用就能达到如此精度,连主持设计北斗的许其凤院士都没有想到,而且北斗还有再提升的空间。

  4.促进制造业的发展。深圳周边有很多制造芯片的企业,可技术始终不如国外,如今制造北斗芯片是企业提升的契机基本所有人都赞同,而且多厂竞争有利于技术提高。“北斗很赚钱,国家给你创造机会了,这个钱要怎么拿,就看各自的本事了”。

  5.速度快。欧洲早在1999年2月10日就提出建设伽利略定位系统,直到2012年才能初步发挥顶面精准定位的功能。北斗从2007年起到2012年共发射16颗卫星,再加上2013年公布的两份文件,北斗正式开始商用,这是建造速度上的快。而北斗与伽利略在使用频率上有重叠,根据优先使用法则,中国获得这一频率的使用权,避免“有星没法用”的悲剧。

  暂时仅介绍这5点优势,北斗其他优势诸如三频信号、有源定位及无源定位、境内监控、分步开通、高端产业逐步成熟等优势不在复述,如有兴趣请参考下方文献。

  北斗导航有什么缺点?

  上文粗略分析了北斗的优点,接下来分X点粗略说一下北斗的缺点。

  1.卫星质量不高,使用寿命短。GPS卫星的寿命一般在8年,北斗卫星的使用寿命在5年左右,已发射的16颗卫星中,已有2颗老旧卫星失效。中国重工业与精加工存在短板每个人都清楚,发动机技术与原子钟技术不如欧美也没有办法,在这种情况下我们造出了玉兔月球车本已不容易,在要求批量制造的卫星中能达到5年寿命已是极限。

  2.芯片价格较高。由于中国以前没有发展芯片技术,所以造成现在“无芯可用”的地步,尤其在研发阶段投入非常大,但等到将来成熟芯片研制成功后,大规模生产效应自然会使得成本降低。

  3.强制安装北斗。当年刚听说在特定领域强制安装北斗导航时,许多民众感到不舒服,但这是不得已而为之。比如在公众交通强制安装北斗导航,可以给民众出行安全带来保障;在航海领域强制安装北斗,遇到恶劣天气时除了双重定位的优势还可以使用短文通信服务,十分便捷。

  北斗导航最后将会怎样,我们该怎么做?

  大胆猜测,北斗导航将来在中国会成为标准配置,但不强制民众使用GPS。

  美国在1994年完成GPS后,不止对其军事产生了重大影响,在民用方面更是令使用者依赖GPS。开放民用GPS后,美国迅速用GPS垄断的优势占领全球并实现盈利。中国开发的北斗系统,能打破美国GPS对卫星定位技术的垄断,而且在保证jun用领域的同时尽可能向民用领域开发,以便实现盈利。

  根据预测,到今年北斗相关产业规模将突破500亿,预计到2020年,产值将达4000亿元人民币,而且现在厂商不多,完完全全是一片蓝海!还是那句话:“北斗很赚钱,国家给你创造机会了,这个钱要怎么拿,就看各自的本事了。

  从经济层面来说,北斗是否能取代GPS除了看技术上是否先进,还要看是否有经济优势,通俗地讲就是便宜,但结合现在的国家巨额补贴,经济不占优势基本不可能。

  从国家安全来讲,GPS将来最多能用在普通民用导航上,其他各领域(尤其是关乎国家安全)将强制安装北斗!

  最后总结一下,如果是行业相关人员,一直跟着北斗走,以后会迎来很大的发展空间。如果是普通消费者,将来会在北斗与GPS的双重辅助下得到更精准的定位,给生活带来更多的便利。总体来说,北斗是国家的根本,也是我们安全的保障!