北斗衛星定位與GPS,哪個定位的精度更高一些呢?

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我現在正在南京參加2018年中國(南京)北斗高峰論壇。



與北斗知名專家進行了密切交流,獲得了第一手的情況,我來回答這個問題。



(合影者是中科院研究員“北斗女神”徐穎,她的北斗科普視頻影響很大,推薦觀看)

北斗衛星雖然已經發射了43顆,其中多數還是二代星,三代星只有19顆,預計將於2020年全球組網完畢。

雖然北斗的多種軌道會帶來比GPS更高的精度,但由於尚未全球組網完畢,而且還要反覆調試,所以現在北斗的精度比GPS上尚有差距。

美國的GPS發展到現在,其產業已經高度成熟了,由以前的大磚頭似的設備,一步步的進化到現在的小芯片。

而北斗產業從無到有,雖然起步程度和進展速度比當年的GOS強得多,但畢竟在產業上落在後面。北斗的終端價格高產量少,在相同條件下很難翻盤。

現在有了一個機會,那就是將精度提高到GPS的十倍以上,那就沒人用GPS了,方法就是正在建設中的星基和地基增強系統。

如何增強呢?以地基增強系統為例,衛星信號會受到干擾導致定位偏離,地基增強站把實時的定位信息和標準位置數據進行比較,並求出差值,然後廣播出去。



附近進行定位的手機收到的衛星信號也有干擾,由於它離地基增強站近,所以干擾的程度基本一樣。手機受到地基增強站發來的差值後,在定位信息的基礎上減去這個差值,就能獲取準確的定位信息。

地基增強系統正在低調但高效建設中,現國內至少已有2000多個增強站,但這事政府沒有大肆宣傳,這是在憋大招。

等2020年35顆衛星全球組網成功,且增強系統建設完畢後,北斗將具有實時性的釐米級定位精度,並衍生出上萬億的新產業,完全顛覆GPS。


奧卡姆剃刀


如果從全球水平上看,肯定是GPS高,因為到現在為止,北斗衛星導航系統還沒有全球定位導航的能力。

但是單純在國內,北斗衛星的定位精度測量值是水平4~5m,高程5~6m的精度水平,而GPS衛星的定位精度說法很多,但是根據美國自己官方的資料上看:

The U.S. government is committed to providing GPS to the civilian community at the performance levels specified in the GPS Standard Positioning Service (SPS) Performance Standard. For example, the GPS signal in space will provide a "worst case" pseudorange accuracy of 7.8 meters at a 95% confidence level.

翻譯成中文,大概就是“在95%的情況下精度可以達到7.8米”。所以說,在中國國內,北斗衛星定位精度和GPS衛星的定位精度是差不多的。

但是,這不意味著用北斗系統定位和用GPS系統定位精度是差不多的。

有人會非常疑惑:你不是說了北斗衛星定位和GPS衛星定位在國內的精度差不多,怎麼又說兩個系統定位精度不一樣呢?

注意我的用詞:精度差不多的是“衛星

的定位精度”,有差別的是“系統的定位精度”。

簡單來說,北斗系統和GPS系統不是隻有孤零零的衛星在天上為你的手機定位,而是有一整套系統。比如說下圖就是GPS衛星系統的組成,太空中的衛星只是其中的一部分,其他還有地面監測站、主控站之類的部分。

而這些監控站就是輔助衛星進行定位的,畢竟衛星離我們那麼遠,而且還是飛在天上,全部依靠他們定位的話實在是不靠譜,

必須要有釘在地面上的設備輔助進行定位。而這些輔助的監測站可以極大程度地提高定位精度。

比如說經常可以看到新聞說北斗衛星定位系統的定位精度可以達到0.1米——這就是在地面監控站輔助的條件之下得到的定位精度,但是衛星本身定位精度達不到那麼高的水平。

美國在全球有5個監控站,而且幾乎是均勻地分佈在赤道上【如上圖所示】,中國卻只有一個——北極站,所以說綜合起來看,

雖然說北斗衛星本身不輸於GPS衛星,但是在監控站這裡卻有一些差距——畢竟GPS都已經全面建成20多年了,地面設備建設相對比較完善

所以說,綜合來看,北斗系統的定位精度跟GPS系統的定位精度還有一些差距。

另外還要說一點就是,有的人會說:“我的手機定位根本定位根本達不到0.1米,你們都是在吹牛!”這就要說到另外一件事情:定位精度除了跟這些提供定位信號的衛星、監控站有關,還跟你本身的定位設備有關。

比如說北斗衛星提供三頻信號,GPS衛星提供雙頻信號,但是目前絕大部分手機芯片只支持接收單頻信號,所以自然在定位精度上達不到理論水平。現在偶爾會有一些手機支持雙頻信號【如上圖所示,這裡的雙頻信號就是可以提高定位精度的】,定位精度一下子就提高上去了。而真的要支持到那種釐米級的定位精度,可能設備還需要支持一些更高級的功能【這裡我也不太懂,我查的資料是需要支持“載波相位”】,這些設備的費用就要達到幾萬一臺了,你的手機根本就不會有這麼高的水平。

最後總結一下:在國內,北斗衛星本身的定位精度跟GPS衛星差不多,但是因為地面監控站建的少,所以整體的定位精度還跟GPS有差別。


SilentTurbine


北斗二精度是十米。北斗三現在有16顆在軌,靜態水平定位精度達到兩米。未來還會建立地面北斗輔助基站網,利用輔助基站,北斗三有望達到0.1米。

美國GPS也一直在更新換代,現在普通民用精度達到1米。


手機用戶3503570243


差不多,但GPS時間太長了,會有點更新麻煩。


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