03.05 中国北斗怎么样?

黄泰然


中国的北斗性能非常好,有后发优势。有了北斗系统,中国才会在这种关键领域上不会受制于人,不会在关键时刻被美国摆一道。近日据地中海东部岛国塞浦路斯(地理上是亚洲国家但已经加入欧盟)媒体报道称叙利亚西岸周围的GPS导航信号突然消失。起初塞浦路斯媒体猜测该事件应该是与俄军装备的“苏拉克哈4”电子战系统等装备关系密切,不过随后诸多的消息则证实美军提前关闭了该地区的全球定位系统信号。塞浦路斯和土耳其立即发布公告劝告原本途径该空域的民航客机和穿越该海域的船只改道绕过此地。

(英法美袭击叙利亚中部霍姆斯基地最少造成6人受伤)

众所周知美国的GPS系统、俄罗斯的格洛纳斯系统、欧洲的伽利略系统和中国的北斗系统并成为世界四大导航定位系统,而原本计划为美军核潜艇所用的GPS系统却被世界绝大部分国家所依赖。上世纪90年代发射了21颗工作卫星和3颗备份卫星组成了美国GPS系统之后其具备的测时和测距以及三维导航功能堪称那个时代的创举。

(叙利亚这个国际贸易大通道自古就是兵家必争之地,战火苦了当地百姓)

海湾战争时美国等多国部队为包括“战斧”巡航导弹(飞航导弹)在内的600多枚GPS制导弹药提供了关键技术支持使其声名鹊起。1991年9月美国商务部放开了对GPS系统民用的限制,不过美国为了保护自己的国家安全使用了降低C/A码精度级别的选择可用性技术使民用系统精度为100米级维持了近16年的时间。2000年美国宣布取消民用GPS系统的定位精度限制使其达到了6.2-10米之间,测距精度维持在29-3米之间。

(山毛榉M2E是其最新型号,作为世界上最先进的野战中程防空型号作战能力自然不差,中国现代和052B驱逐舰的SA-N-12是该家族的海军型号)

既然美军的制导武器需要GPS信号那就有必要说一下巡航导弹的制导技术手段。巡航导弹最基本的制导技术为惯性导航INS和全球定位系统GPS,前者基本上应用于导弹飞行的初级阶段。惯性导航的关键设备是陀螺仪,现在只有美俄中法能独立研发最新的静电陀螺仪。关于GPS系统笔者就不再详细阐述,当巡航导弹依靠GPS信号飞到预设目标附近地带时导弹的地形匹配和数字景象匹配则起到更为准确的作用。当然这是需要强国的地形侦察资料提前存储在导弹的数据库内的,这也是为何世界上能制造巡航导弹的国家屈指可数的关键原因。

(山毛榉此次拦截效果不俗)

显而易见美国在英美法军发射完100余枚战斧、AG-158和斯卡普巡航导弹(后两者隐身性极佳)之后关闭了GPS信号企图断掉俄叙联军的反击能力,不过俄制山毛榉M2E的表现的确不俗。英法联合研制的隐身巡航导弹单价达700多万美元几乎是美国“战术战斧”的十倍,然而两军发射的20枚隐身导弹至少耗费1.5亿美元却对战局影响微乎其微。另一方面美国公布了武器平台的所在方位使得俄叙联军更易判断其袭击目标来调配防空系统。

(2020年35颗卫星组成“北斗3号”卫星网时其覆盖全球能力)

从此次叙利亚被袭击来看,GPS系统的不可靠性已经被彻底证实,因此从长远来看叙利亚如果使用中国“北斗”系统多多益善,据称今年年底由18颗中国卫星的服务覆盖区域会覆盖“一带一路”沿线及周边国家。2020年35颗卫星组成“北斗3号”卫星网时其覆盖全球能力、定位导航授时定位PNT体系及2.5-5米的定位精度定会让国际友人赞叹中国技术的伟大创造力!事实证明,只有接入中国的北斗系统,这些国家当遭到侵略的时候才不会出现莫名其妙的定位失灵,这比任何先进的技术更重要!

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战争史


中国北斗是国际导航领域的一颗新星,和著名的GPS 格洛纳斯 伽利略卫星导航系统并称全球四大导航系统。北斗卫星属于后起之秀,但是其功能和作用并不可小视,目前逐渐进入组网阶段,也是最后的发力阶段,一旦组网结束,将会为全球提供导航信号,服务于民用和军用,其军事作用和经济效益显而易见。

中国北斗首先定位精度高。

目前进入正式组网阶段,目前有20+颗卫星进行组网,组网完成后会有34+颗卫星正式运行,此时的定位精度将会达到1米左右的精度,目前组网阶段的情况下,可以有5米左右的定位精度,完全可以满足民用用户的需求。

目前很多驾考中心都采用北斗导航作为考试媒介,特别是在科二考试中,停车,侧方位等进行距离判断时候,已经采用北斗定位系统,其定位精度可以到达10cm左右的精度。

军用的话定位精度会更高,以实现导弹,飞机等的精确打击能力,根据已经公开的数据显示,目前军用导航定位精度可达5cm以下。

中国北斗其次是提供全网服务

北斗系统的建立不只是我们自己使用,也是为了提供给全球用户,满足全世界的人民的导航需求,也是共同实现人类进步的一个重要方法。

根据规划,北斗将在2020年实现全球定位服务,届时全世界的任何一个角落,都将可以接收到导航信号,真正的实现服务于民,更不会像是GPS那样,想关闭就关闭,完全不考虑使用者的实际利益。

中国北斗独有的RDSS通讯功能

中国北斗在设计之初借鉴了各大导航系统的设计思路,同时创新性的提出了RDSS短报文功能,既可以实现短报文收发功能,就像是短信一样,可以点对点,也可以点对面的群发实现指挥功能。

目前短报文功能已经在航运,海运,河运,交通运输、军事等各个领域应用,同时满足监控指挥功能,可通过监控指挥机,实时查看下属用户的最新动态。

特别是在自然灾害、抗洪等发挥着重要作用。

北斗的功能越来越强大,将可实现与其他三大老牌导航系统的竞争,同时其独有的功能,将使得其在竞争中占有绝对优势。


东方陌上花开


美国的GPS在1994年就提供服务了,我国在1994年正式启动北斗导航系统建设时,差不多比GPS导航系统晚了20年。

但北斗系统的发展很快。北斗导航卫星系统总设计师谢军表示,从应用角度讲,北斗还不如GPS,但从精度上来讲,已经和GPS相当。加上我们配套的地面增强系统,应该说现在精度是米级的,个别行业的一些企业已经做到了优于米级这样的水平。如今,在中国或中国周边地区,北斗跟GPS水平相当。更有意义的是,北斗总师杨长风透露,由于中国北斗的出现,国外的导航终端的价格从上千美元逐步降到400甚至200元人民币,直到今天的1美元!

与GPS相比,北斗系统的优势首先是兼容互操作。这将会给用户带来很多好处,因为用户在同一时间内可以收到更多导航卫星的信息,解算自己的位置、速度、时间就更加方便,同时精度也更高。北斗系统做到与其他系统兼容后,人们就可以在北斗信号强的时候使用北斗,用GPS来帮助修正,辅助提高导航服务精度。早在几年前,不少企业已开始尝试制造能接收北斗、GPS和格洛纳斯系统的接收机了。全球四大卫星导航系统达成兼容互操作协议之后,系统间的兼容使用是完全没有问题的。

其次,北斗导航系统的目标之一就是在2020年建成有源导航定位,短报文功能。这是目前格洛纳斯、GPS等没有的功能。

相信随着北斗用户不断增加,相关功能也会不断增强,在某些方面超越GPS不是不可能的事情。


政商内参


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21视频


实事求是的说,其实北斗系统虽然设计比GPS要晚了很多,理论上是具备后发优势,但要知道由于我们的经验不足,技术落后,其实整个北斗与GPS相比来说并没有占到多大的便宜,反而如今还是与GPS有着几年的差距!



不管你承认不承认,GPS就是目前最好的授时定位导航系统

其实我们不知道的是,GPS的前身早在1958年就已经被立项,而在70年代左右,其实GPS还只是为美国整个军方来服务。

不过在此之后经过了大概20年的研究,投入了超过300亿美元的资金,GPS终于成为了军民两用的全球导航系统。而GPS只用了24颗卫星,就覆盖了全球98%的地区,这个设计的确是值得称赞的。



而GPS最大的优势其实是在于原子钟上的优势,我们知道,卫星导航系统,其实一般前面还有两个字叫做授时。也就是说,全称为授时卫星导航系统,而原子钟就是负责授时的重要依据。

其实定位的原理也是很简单,就是利用时间差来进行空间计算位置信息,那么这就要求原子钟要相当稳定和相当准确,一直以来我们在原子钟上与美国的GPS其实是有差距的。



而经过这么多年的实战应用,其实GPS所积累的技术经验远比我们要丰富的多,同时由于美国先天性的在这方面的科学技术优势,直接结果就是诞生于几十年前的GPS,如今依旧是这个星球上最好的授时定位导航系统。

北斗已经成气候

当然,即便GPS是整个星球最优秀的导航系统,我们也不惊讶,毕竟美国也是全世界唯一一个超级大国领先在各个领域诞生这样的授时定位导航系统,其实并不让人意外。



对于我们的北斗来说,能够在没有任何经验的情况下做到如今的地步,已经非常强了,而在最近的北斗3号卫星上,搭载了新一代的原子钟,在精度上已经大幅度的提高,我们知道原子中的差距越小,其实定位的精度以及准确度差距就越小。

而除此之外,由于后发优势,北斗卫星导航系统在设计上与GPS也是有着很大的不同,比如在轨道面机设设计上,只有GPS选择了六轨,而其他三个主流的导航系统都选择了三轨!



这也就导致了北斗卫星导航系统,要比GPS多发射几十颗卫星,就是因为在任何一个位置之下,保证了至少四颗卫星的连接来确定位置的准确性,同时多颗卫星的加入也让北斗系统在定位精度方面相比于GPS来说大幅度提高!

同时由于GPS类似于广播式的导航方法,也就是说只支持单方面的位置通知,相互之间是没有办法进行交流的,北斗恰恰避免了这个问题,短文通报功能就可以互相交流的,在海洋领域或者说是偏远地区没有通信信号的情况下,其实短文通报功能是非常实用的!



未来可期

如今来看,在北斗已经发射了35颗卫星之后,还继续发射了七八颗卫星,如今的数量已经达到了四十几颗,其实这并不是北斗导航系统设计的问题,而是每个导航系统除了固定的轨道卫星之外,还都有备用的卫星。

比如最强的GPS,虽然说在轨卫星只有24个,到目前为止,美国已经发射了上百颗卫星来进行补充,那么前面说到北斗导航,由于设计上就与GPS不同,所以需要的卫星颗数本来就比GPS要多一圈。



而在给北斗卫星发射备用卫星的时候,这个数量就远远已经多过了GPS,除此之外多颗卫星的设计在精度上当然是有好处的,比如北斗卫星导航在未来可以达到五米,当然优化之后这个数值会更好!

不过也不要小瞧GPS,要知道GPS在进行升级之后,未来的精确度可以达到0.3米,所以未来可期,但所有的科研工作人员仍需努力!


互联网的放大镜


北斗,传统意义上是指天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、瑶光七星,可指方位,在古人眼中可舀酒,在道教中称为七元解厄星君。如今,随着我国科学技术的飞速发展,北斗已经逐渐成为一种多用途的卫星导航系统,也称天网系统。



系统构建

北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,中国计划2012年左右,“北斗”系统将覆盖亚太地区,2020年左右覆盖全球。中国正在实施北斗卫星导航系统建设,已成功发射16颗北斗导航卫星。根据系统建设总体规划,2012年左右,系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力。2020年左右,建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。

应用领域

北斗卫星导航系统有四大系统功能:

短报文通信:北斗系统用户终端具有双向报文通信功能,用户可以一次传送40-60个汉字的短报文信息。可以达到一次传送达120个汉字的信息。在远洋航行中有重要的应用价值。

精密授时:北斗系统具有精密授时功能,可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。

定位精度:水平精度100米(1σ),设立标校站之后为20米(类似差分状态)。

工作频率:2491.75MHz。系统容纳的最大用户数:540000户/小时。


可以用在军用领域和民用领域。在军用领域,可以用来定位目标,这意味着可以为导弹,制导炸弹等其他武器装备实施可靠有效精确的运动目标导航进行精确打击。也可以对部队的人员,装备动向实施定位,方便战场动员,指挥,感知整体正常态势,为准确快速的执行军事任务提供支持。

在民用领域,更是可以提供:海上救援,精确授时,气象预报,道路交通管理,海事作业,应急救援等,应用领域非常广泛。


北斗卫星导航系统的建设使用原则遵循了国家的一贯的发展思路:开放性和自主性

北斗卫星导航系统四大技术优势:

1.安全性。我们现在用的大多是用的美国的GPS全球卫星导航系统,因此每年要向美国交一大笔费用。而现在,我们自己的军队就可以用自己的导航定位系统,防止某国刺探情报。

2.定位精度准。北斗是由35颗卫星组成的,卫星数量多(GPS是21颗工作卫星,3颗在轨备用卫星组成),带来的是定位精度的准确和定位范围的扩大,并且北斗是完全我国自主设计研发组建的,这也是一大优势

3.三频信号。更进一步提升定位的精确性和稳定性

4.无缘定位。就是同步卫星数量少的时候,也可以进行精确定位,信号更稳定,精度更高。并且我国独创的短报文通讯功能相信可以处理严重的应急事件,也就是可以双向通讯,而GPS是单向通讯

希望伟大祖国繁荣富强


光头小个


最近北斗被炒的火热,但是真正并不了解它,应该是要全球覆盖了吧


难切削材料加工技术


大河向东流。天上人间有北斗。


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