北斗与GPS的技术区别

北斗与GPS的技术区别

主要有9个方面优势，包括：三频信号；有源定位及无源定位；短报文通信服务；境内监控；分步开通；局部加强，逐步成熟；定位精度；促进制造业升级 ;
建设速度快。
1. 三频信号
北斗是全球第一个提供三频信号服务的卫星导航系统，而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，因为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。
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。它在北斗二代上被保留下来，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，数量较少时仍然可以定位。这个功能对于紧急情况会比较有用，比如在山谷中，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。
3.短报文通信服务
这个是中国卫星导航的原创功能，并且非常实用。08年汶川地震的时候，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。
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。其中，地面地面监控部分又由三大部分组成：监控站，主控站，注入站。
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，这些站都设在美国国土上，并且在全球分布很均匀。中国没法把监控站建到全球，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。在境外建站也不是不可以，只是就算建了，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，但现在成了北斗的安全优势，可以不用受制于其他国家。
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。
6.局部加强，逐步成熟
理论上 GPS在全球的定位精度是相当的。北斗系统针对中国及其周边地区是特别加强过的，在国内卫星的几何条件比较好。单点定位的精度取决于两个方面：一是观测量精度，二是所观测卫星的空间几何分布。
(1)卫星数量增加。
GPS设计使用21+3颗卫星，即21颗工作卫星，3颗备用卫星。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，DOP值越小。北斗现在只有16颗，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。目前北斗芯片一般会支持 GPS，可能存在以下原因，第一是补充北斗系统的精度，第二是为了开拓市场，这样芯片更复杂，功耗更高，开发难度更大。但也不能说全是坏处，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。（补充一下，目前魅族MX4，MX4pro，小米4，华为G7，三星S5，NOTE4现在均已支持 GPS、GLONASS、北斗。可以看到，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。
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，用在中国自然会差一些，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。伪距定位的原理是：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，观测时间越久，累积的数据越多，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。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，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。特别说明一下，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.促进制造业升级
建成北斗系统，虽然目前存在着差距，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，那才叫几乎不可能，打破了GPS的垄断地位。
9.建设速度快
欧洲早在1999年2月10日就提出建设GALILEO系统，在2005年发射了第一颗实验卫星，2008年4月27日，发射第二颗实验卫星，进度比最初的计划推迟了整整五年，2012年10月发射第3第4颗卫星。这四颗卫星组成网络，初步发挥地面精确定位的功能。
北斗的第一颗卫星在2007年4月14日发射升空，2012年10月25日第16颗北斗卫星发射，这是北斗区域网最后一颗卫星，北斗导航工程区域组网顺利完成。
除了上述的北斗9点优势，北斗也有不可回避的问题：
(1)卫星质量不高，寿命比较短。
GPS 卫星的寿命一般在8年，北斗卫星的寿命在5年左右，已发射的16颗卫星中，已有2颗老旧卫星失效。替换卫星的工作都是国家完成的，完全不影响用户使用。当前，这个问题基本解决了，新卫星寿命已经延长了。
(2)芯片价格较高。
这是由于芯片的生产特点决定的，芯片在研发阶段投入非常大，一旦研制成功，后续的生产成本就比较低了。北斗刚投入使用，用户还比较少，所以价格高，等到大规模生产的时候，成本就被摊薄。

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