03.03 美国花费上千亿元建造的GPS为何免费供全世界人使用?

别愿也别怨


GPS全球免费的关键原因在于“单工”技术体制,即使想收也收不上来钱。

GPS的30颗中轨道运动卫星不断的发射同步的定位信号,地面上的接收器收到不同卫星的同步定位信号,通过时间差推算出距星距离,再通过距离解算出自己的实时位置。

定位卫星发送的信号是单向传输的,即卫星发射的信号GPS接收器可以接收,而接收器并不向卫星回传信号,卫星并不知道接收器是否成功收到,这种单向通信的技术体制叫做“单工”。

大家最熟悉的单工通信就是广播,广播塔发送信号,在其覆盖范围内的收音机都能收到声音,但这个广播塔范围有多少部收音机收到了信号?广播塔是不知道的,所以它也没法去收费。

有人说把发送信号加密,然后只有买昂贵解码器才能够正常接收,这不就相当于收费了吗?

这个思路很正确,但由于GPS的单工技术体制,导致了其加密方式极易被破解。

我们的手机能发也能收,是“双工”的,军用手机里有一个加密模块,由于可以双向通信,因此可以跟基站互相沟通,每一次通信都更换一次密钥,这种“一次一密”的方式就有效地防止了密码破解。因为这次你刚成功破解,下次就没用了。

GPS的单工模式做不到“一次一密”,再加上接收器要求小巧廉价,因此很难设置高强度的加密措施,美国人并不是活雷锋,不收费只是因为没有办法。

以前国内的杀毒软件都是收费的,但盗版非常多,绝大多数该收费用都收不上来,精准收费是比杀毒本身更困难的一项工程。

因此后来有的杀毒软件公司干脆全部免费,通过广告等增值业务赚取了更多的利润,GPS大体上就是这么个道理。

虽然没有直接收费,但是美国GPS的产业是全球性的,为此赚取了大量资金,甚至成为了美国综合国力的一个重要组成部分。

中国的北斗系统建设如火如荼,亚太地区早已组网成功,全球组网成功在即。现在正在大力向东南亚推广北斗系统,甚至在泰国等地建立了北斗地基增强系统。

东南亚国家可以免费使用中国的北斗信号,我们鼓励他们这样做,这并不是赔本赚吆喝,而是双赢甚至多赢的大战略。


奥卡姆剃刀


个人觉得还是和GPS本身的原理有关,当然经济因素也很重要。

GPS的原理,其实非常简单:卫星在太空不断的发送时钟信号,而接收者则会接收到不同卫星发来的时钟信息。由于距离不一样,所以收到的时钟信息是不一样的,比如同时收到的可能是10:23:01.27,另一个卫星发来的可能就是10:23:01.29.

而接收者就可以根据三颗以上的卫星信息,计算出自己的位置。

但是要注意的是,GPS卫星发射的信号并不是针对某个人发射的,它实际上是一种「广播」,每个人都能接收到。这有个好处,就是不需要来回确认身份、协议,接收到就能用,效率非常高。

那就有人问了,为什么不加密呢?实际上军用编码是加密了的,精度非常高;而民用的则会降低精度,而且不加密。

后者的理由,有可能是根据经济方面来考虑的。

因为GPS本身对于经济发展是有重要促进作用的(导航、定位,现在我们每个人都在用)。而且由于是单向的接收,所以边际成本几乎为零。但是如果要加密,那么使用者就会增加成本,从而使得社会整体的成本增加。


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