现在的北斗和GPS的差距有多少?

温永征


    如果说北斗和GPS没有差距,大家可能不认可,但是北斗的优势是显而易见的,最大的优势就是“安全”。

    安全

    这是建设北斗卫星导航系统的主要原因,如果不是这个原因,可能不会建设北斗,或者缓一缓再建。战时,导航系统可以说是各类武器的“眼睛”,美国是绝对不允许敌方使用他的GPS的,类似的事情发生过多次了。

    欧盟曾向我国伸出了橄榄枝,参与伽利略卫星导航系统建设,但是,投了很多"加盟费",但是,核心技术并未对我国开放,后来,我国才下定决心研发北斗。

    北斗的导航精度

    无论使用北斗还是GPS,大家最关心的是定位精度。

    目前,我国使用的北斗三号卫星导航系统,已经覆盖了一带一路沿线的国家,性能指标如下:

  • 定位精度:水平10米,高程10米;

  • 测速精度:0.2米/秒;

  • 授时精度:20纳秒;

  • 服务可用性:优于95%。

    其中亚太地区,定位精度达到水平5米,高程5米。

    在实现精确定位的同时,北斗还有一个“独门绝技”,那就是短报文通信服务,单次通信高能力为1000个汉字,在汶川地震时,发挥了重要的作用,当时各种通信都中断了,通过北斗的短报文第一时间将灾情发送出去。


    为什么GPS被大范围认知?

    北斗和GPS最大的差距可能是认知度了,提到定位导航,大家的第一反应就是GPS。总结一下,无非是以下几个原因:

  • 第一:GPS出来的早,有先天被认知的优势。GPS起了一个好听的名字,全球定位系统;

  • 第二:GPS应用的渗透率非常高,相比北斗更早的融入了生活的方方面面;

  • 第三:A-GPS的应用,A-GPS辅助全球定位系统,结合基站使用,基站发出差分数据,通过网络发送给手机,手机的定位芯片通过卫星数据计算定位坐标时,结合这些差分数据,提供了定位精度。而基站可能并未对北斗提供这些差分数据。

    如何查看北斗卫星?

    目前,除了苹果手机,绝大多数的安卓手机内置了北斗芯片,支持北斗导航。我们可以下载类似AndroiTS GPS Test Pro的app,查看手机正在使用的卫星导航系统。

    在户外,打开手机的【位置信息】服务,切换到【高精度】模式,打开上述软件,切换到第二个菜单,我们就可以看到手机正在使用的定位卫星,其中红色小球标识的就是北斗卫星,如下图所示▼。


    总之,我们生活中可能不知不觉的已经用到了北斗卫星导航系统,北斗已经得到了普遍应用。2020年底,将会有35颗北斗三号卫星实现全球组网,届时,在全球任何地方都可以使用北斗卫星导航系统了。

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近些年以来,随着中国北斗卫星定位系统的逐步完善,GPS也受到了一定的威胁,那么作为后来者的北斗卫星,和美国GPS现在还有多少差距呢?

北斗和GPS的差距

美国的GPS导航系统研发的非常早,就目前来看,依旧是全球最厉害的导航系统,发展到今天,GPS已升级到了第三代。尤其是GPS的精度,更是得到了进一步的提升,能够达到0.2-0.4米。按照这个精度来看,依靠GPS导航系统来发射导弹,是能够实现百发百中的。但美国向其他国家提供的GPS,就只达到了10米的级别。

北斗卫星作为后起之秀,虽说晚于美国GPS系统,但在2012年北斗卫星的精确度就达到了10米,随着中国这些年卫星数量的增加,北斗卫星的精确度早已缩小到了1米之内,目前还在进一步优化升级。虽说就精确度而言,北斗和GPS还有着一定差距,但以中国任意一款导弹的威力来看,完全在可接受范围内。毕竟,即便是俄罗斯的“格洛纳斯”精确度也才1.5米。

时至今日,中国的在轨卫星数量也早已超越俄罗斯,紧紧追在美国后面。遥想20多年前近乎一无所有的中国,如今的这个结果,更是让国人赞叹和自豪。

北斗与GPS相比,到底有哪些区别呢?

1、使用信号不同

北斗使用的是三频信号,GPS使用的是双频信号。三频信号可以更好地消除高阶电离层的延迟影响,提高定位可靠性,增强数据处理能力。北斗是全球第一个提供三频信号服务的卫星导航系统。

2、源定位不同

北斗一代是有源定位,北斗二代使用的是无源定位,和GPS一样,但是保留了一代的有源定位。什么是有源定位呢?就是接收机自己需要发射信息与卫星通信,而无源定位则不需要。这就意味着,哪怕观测条件非常差,比如在山谷中,也是能知道大概位置的。这就对紧急情况特别有用。

3、通信服务功能不同

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。汶川地震的时候,震区唯一的通讯方式就是北斗一代。这个特色功能毫不意外的在二代中保留下来。也就是说,北斗不但能知道我在哪,还能让别人知道你在哪,有利于求救。但是这个功能是有容量限制的,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。


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有没有差距,看几个数据就知道:

  • 美国的GPS民用精度,95%的情况下精准度都能够达到7.8米
  • 北斗三号系统在目前对全球用户可提供水平10米和高程10米的定位精度,而在亚太地区更是水平5米和高程5米。如果,全面建成后。在地面站网辅助下,它的定位精度将可达到2—5厘米。

我们在看另外一个数据:

  1. 目前GPS的卫星为35颗
  2. 北斗在2019年12月16日在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射52,53颗北斗导航卫星,如果全部发射结束的话,将达到55颗。

这几个数据已经很明确的告诉我们北斗卫星的优势所在。


我们从上述内容中已经知道,北斗卫星有优势,但是在目前来看,它还是和GPS有一定的距离。

其实,北斗卫星是由空间段、地面段和用户段三部分组成,能够全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,它的定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。

其实,北斗卫星和GPS距离几乎在相上下中,但是GPS因为时间长,更受一些国外用户的一些青睐,而且也将长期和北斗导航一起为国内外用户服务。

北斗导航的主要优势是在美国等国家将定位系统给关闭使用等情况下,我们不会出现“眼睛看不见”的情况。


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先说观点:北斗和GPS没有差距,部分超越GPS!下面具体来看看吧!

1、定位精度基本相同:

GPS现有的情况如下:整个系统35颗卫星,正常运行的为30颗,可提供的空间信号精度范围为0.66~0.36米,核心下来的平均值为0.5米。

北斗现有能实现的精度:当前北斗总计发射了46颗卫星,当前北斗三号卫星已经达到28颗,2020年中时将正式完成组网,现在北斗能提供的空间信号精度平均值为0.41米(下图),这个数据好于GPS的精度。此外,在现有星座情况下,北斗定位精度可以达到3.6米,高程可以实现6.6米,测速精度为0.05m/s。

另外这里再提一点,精度的高低还和地面站的设定相关,但美国目前禁止其他卫星导航系统(包括俄罗斯格洛纳斯、我国的北斗等)在他们国土上设置地面站,因此北斗在北美或者美国区域的精度会下降。

看到这里,我想大家应该能明白所谓的自由的市场竞争从来都是不存在的。

综合来说,整体上北斗和GPS可以实现同等的定位精度。这里有的回家竟然说北斗和GPS的定位精度有差距,真实屁股歪的厉害。

2、北斗有的功能GPS没有或不如

看完最基础的定位精度,我们再来看看两家卫星导航系统的其他功能。目前我们的北斗导航可以提供短报文、反向链路、精密单点定位和星基增强等特色服务,这些都是GPS所不具备的功能。

短报文:这个功能上线的很早,其实也就是可以让北斗用户、北斗卫星和北斗地面服务站之间实现信息的传递,最终实现北斗用户之间以及北斗用户和地面站之间互传信息。从而能让用户在紧急情况下或者帮助,最为凸出应用案例就是当年汶川大地震。

精密单点定位:应用这项技术就可以让卫星导航系统仅有少量地面观测站的情况下就能实现解算卫星轨道和卫星钟差,从而实现全球静态级厘米定位和动态分米级定位。

星基增强:通过轨道卫星搭载卫星导航信号增强转发器,实现对原有卫星导航系统精度的改进,可以向用户发送卫星钟差、星历误差等等修正信息。此外,和星基增强相对应的还有地基增强,同样也能提供定位精度。

反向链路:这一般同于国际搜救的功能,这个功能可以在获得求救者的信号之后进行反响传递,向求救者告知当前已经搜到求救信号,后续将组织力量给于营救。这种功能将给求救者带去生的力量。

以上这些功能都是GPS目前不具备或者性能达不到北斗程度的。

Lscssh科技官观点:

整体来说,我国的北斗已经具备完整功能,不要再说和GPS有什么差距了,现实就是没有了。美国面对这种局面现在已经开始反击,2018年开启了GPS III计划,预计到2034年将全面完成,总计部署22颗新卫星。

卫星导航系统上新的竞争已经开始,北斗和GPS之间还将你追我赶持续发展,北斗2020年实现全球组网也只是旧路程的结束,新阶段的开始。



Lscssh科技官


提起全球卫星导航系统,人们经常首先想起美国的全球定位系统(GPS)。据参考消息援引《日本经济新闻》网站8月20日报道,美国长期以来一直是全球卫星定位系统的领导者,但现在,中国的北斗卫星导航系统在规模上已经超过美国的GPS。相比美国GPS应用较早,中国在该领域直到近些年才进入人们的视野,在2000年才发射了第一颗定位卫星,可谓进展神速。

日媒称中国北斗系统规模全球最大

北斗、GPS、欧洲的伽利略以及俄罗斯的格洛纳斯,并称为全球四大卫星导航系统。

《日本经济新闻》统计了美国卫星接收器企业Trimble公司的卫星轨道数据,发现中国北斗卫星快速成长的态势十分明显。仅2018年就发射了18颗卫星,目前共有35颗北斗卫星投入使用,超过了GPS的31颗。此外,俄罗斯为24颗,欧盟为22颗。

报道称,在联合国195个会员国中,有130个国家首都上空一天中可观测到的北斗卫星数量超过GPS,其中100个国家位于亚洲、非洲等地。

↑北斗系统可见卫星数目。来源:中国卫星导航系统管理办公室测试评估研究中心

↑GPS系统可见卫星数目。来源:中国卫星导航系统管理办公室测试评估研究中心

报道还称,在巴基斯坦北斗卫星被用于军事系统,突尼斯则用于无人驾驶,包括中东在内已有超过30个国家实际使用北斗系统。如果北斗成为这些国家的卫星定位标准,中国将在推行新技术和新产品方面占据优势。

在纽约和伦敦,有些时段的北斗卫星可见星数匹敌GPS和欧盟卫星。在日本东京上空,北斗卫星最多时有20颗以上在轨飞行。可见星数越多,越容易提高精度,预计中国今后还将发射10颗左右。

东京海洋大学的教授久保信明认为,“数年后北斗的精度将追上发达国家”。

与此同时,GPS仅向地面发送信号,难以锁定接收信号的终端的位置信息,但北斗还有一点优势,它具备收发信号的功能。

报道称,美国曾借助GPS在全球定位服务领域先行一步,而中国正一步步夺取美国的地位。可以清晰地看到,在卫星领域中国已开始反超美国。

这些手机都用上了北斗导航定位

你真以为手机上的“打开GPS”就是只用GPS?

据中科院官方科普平台“科学大院”介绍,北斗信号的获取主要取决于手机处理器(SOC)中集成的定位芯片,目前大多SOC都能同时支持GPS、北斗和GlONASS:高通骁龙800、600、400系列,其中目前常见的820、821、835高端型号是支持北斗的,中低端的652、650、625、436,甚至更老的一些型号也都是支持。联发科类似,目前常见的P10、P15、P20、X20,之前的X10都支持接收北斗信号。华为海思很早就支持了北斗。从麒麟930开始,集成的Hi1101四合一芯片可以同时接收GPS、北斗和GLonass三种信号。也就是说,除了任性的苹果,采用这些SOC的华为、O&V、小米、一加、魅族、HTC、努比亚等品牌的大部分型号手机都支持北斗定位!

不信的话可以给你的手机装个测试软件试试,比如“GPS状态”、“北斗伴”、“AndroiTS GPS Test Pro”等等,以AndroiTS GPS Test Pro为例:找个户外开阔的地方,打开手机的“位置服务”,然后运行AndroiTS GPS Test Pro软件,效果如下:

结果是搜到10颗GPS,10颗GLONASS,10颗北斗,都参与了定位,搜到一颗日本的QZSS,解出了方位角仰角,没有用来定位,所以说啊,北斗离你一点也不远,只要用手机的位置服务,导航也好,找附近的外卖也好,北斗都在参与其中……

手机导航,其实是北斗进入比较晚的行业了。现任中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗系统新闻发言人冉承其曾给出一组数据:过去5年,我国480万辆营运车辆上线“北斗”,建成全球最大的北斗车联网平台,全国4万余艘渔船安装“北斗”。他以北京为例,已有33500辆出租车、21000辆公交车安装“北斗”,实现“北斗”定位全覆盖;1500辆物流货车及19000名配送员,使用“北斗”终端和手环接入物流云平台,实现实时调度。

“北斗”产业产值超4000亿元

据东兴证券研报,卫星导航定位行业按照定位精度差别可区分为两大服务群体:一是高精度GNSS行业(常规使用的定位误差在米级以下),应用在测绘勘探、地理信息、地质灾害监测、精细农林业、国防、时间同步等领域,二是消费类行业(常规使用的定位误差在1米至10米以上),例如手机导航、车载导航等。近年来,随着大数据、物联网特别是无人驾驶等新兴技术的不断进步,用定位精度来区分服务群体的界限已逐渐模糊。例如高精度定位在无人驾驶技术中占据了极为重要的位置,而无人驾驶显然未来的属性为消费类。

根据《国家卫星导航产业中长期发展规划》,2020年中国北斗卫星导航定位产业产值将达到4000亿元,2014-2020年的复合增长率高达21.22%。

从产业链结构来看,北斗产业链要包括上游的基础元器件,中游的终端集成和系统集成以及下游的运营服务等。基础器件主要包括芯片、天线、板卡等,是整个产业发展的基础;终端设备承载卫星导航定位功能,与用户体验相关,是产业发展水平的重要体现;运营服务是未来时空服务发展的根本依托,是产业实现可持续发展的最重要手段。

东兴证券认为,无人驾驶是北斗未来最大的市场。当前卫星导航定位消费级市场主要以手机、汽车为主要载体,定位精度在3-10米,以GPS为主,北斗的渗透率也在逐步攀升。对于消费级市场而言,北斗真正的机会还是高精度。因为随着人工智能、物联网、大数据等应用场景逐渐出现,高精度位置信息的需求也将逐步起来,比如说未来自动驾驶,必然需要高精度的位置信息。

未来自动驾驶作为交通类基础设施的一部分,自动驾驶相关技术必须做到自主可控,才能不受制于人。北斗将在自动驾驶领域大放异彩,北斗高精度芯片将作为新车的标配,为自动驾驶提供亚米级甚至厘米级定位服务,而相关的北斗高精度服务也将迎来最大的客户需求。


飞帆达科技


个人观点:北斗和GPS没有差距

北斗导航是中国自行研制的全球卫星导航系统。2019年12月16日以“一箭双星”的方式发射了中圆地球轨道卫星的最后两颗,标志着北斗三号全球系统核心星部署完成。

接下来从多个角度对比一下北斗与GPS。

三频信号

北斗使用的是三频信号,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。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。而且如果一个频率信号出现问题,可使用传统方法利用另外两个频率进行定位,提高了定位的可靠性和抗干扰能力。北斗是全球第一个提供三频信号服务的卫星导航系统。

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。

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。

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,所以中国在设计北斗系统时必须考虑到,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。这本来是北斗的劣势,境内监控是被逼出来的,没有其他选项,但现在成了北斗的安全优势,不用受制于其他国家。

如今中国境外的首个陆地遥感卫星数据接收站 “北极站 ”,将于今年在瑞典开工建设,预计两年建成。中国将在南美洲的阿根廷建造首个境外卫星跟踪站。从南美到北极,中国卫星产业开启全球化模式。

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。

据可靠消息,今年6月份将发射最后两颗北斗导航卫星,届时北斗三号系统将会全面完成。北斗系统和GPS系统之间还将你追我赶持续发展。北斗民用指日可待。


一郭鲜


这个要从历史说起,GPS系统是美国的卫星定位导航系统,分为两部分,一部分是给民用一部分是美国内部军事用途,民用方面全世界可以共享,在过去的很多年里面这个卫星定位系统能实现全球定位的只有美国的,俄罗斯和欧洲的都只能覆盖部分地区,并不能实现全球定位,开放和关闭卫星导航都只是在美国的手中,特别是军事用途上就等于把柄在美国手中一样。

这个系统是美国七十年代开始建设,到了1994年的时候才完全建成,耗费300亿美元的资金,这个系统是美国的第二代卫星定位系统,一直服务于全球,由24颗卫星组成的一套完整的覆盖全球的定位,其实是由27颗组成,其中24颗运行,3颗卫星当做备用,经过二十多年的研究和实验,全球覆盖率达到98%以上,精准度20米范围。

但是现在的卫星定位系统已经达到了第三代,精度上面美国现在升级版的卫星定位系统的精度其实已经也可以达到一米以内,这是军事方面的用途,而在民用上面由于美国方面利用技术进行特殊控制,所以精度比军事方面的用途差上不少,民用的定位则达到四米到六米左右的范围,精度由过去的十五到二十米整整提高了三倍。

我们的北斗导航其实发展比较曲折的,过去欧洲发展导航系统不让我们参加,而美国的导航系统又喜欢做手脚,俄罗斯的导航系统又不靠谱,只有自己掌握技术才是最好的,所以我们自己通过不懈努力研发自己的导航系统,也就是我们现在熟悉的北斗卫星导航系统,计划由54颗卫星组成,2020年前后完成全球定位服务。


北斗导航系统是全球第四个卫星定位系统,是第二个可以做到全球定位的系统,欧洲的和俄罗斯的只能做到区域覆盖无法做到全球定位,在这上面我们的北斗定位系统其实已经超越了他们,在精度方面我们的北斗定位精度为十米左右的精准定位,当然和美国的第三代定位相比还是有一定差距的,但是在军事用途方面常规武器十米范围的确有点大,但是这十米只是民用版,并不是军用版的精度,军用版的精度肯定远高于民用版,所以比起美国的来其实已经非常接近,远程打击来说几米的误差其实没有区别。


无法超越的足迹


1.要了解两个系统的差距,首先看他们的定位原理:

北斗导航系统是主动式双向测距二维导航,地面中心控制系统解算,提供用户三维定位数 据。

GPS 是被动式伪码单向测距三维导航,由用户设备独立解算自己三维定位数据。北斗导航系统的这种工作原理带来两个方面的问题,一是用户 定位的同时失去了无线电隐蔽性,这在军 事上相当不利,另一方面由于设备必须包含发射机,因此在体积、重量上、价格和功耗 方面处于不利的地位。

2.从定位精度来看:

北斗导航系统目前三维定位精度约25m,授时精度约100ns,在我国境内部分主要地区可达到10m。GPS三维定位精度 P 码目前己由16m 提高到 6m,C/A 码目前己由 25-100m 提高 到 12m,授时精度目前约 20ns!

我国导航系统发展较晚,不过北斗导航已经是快速发展阶段,和GPS的差距已经拉进很多!日后超越也不是不可能,加油吧(ง •̀_•́)ง





科技零壹


北斗导航系统比GPS优点要多,同时指标要求也比较多。这是立足的起点不同决定了他们有着质上的区别。

首先,北斗的起点就是军民两用互相兼容为主。这就比当初GPS发展的初期考虑的要多,当初GPS初步发展的时候就是为了军事服务的系统,在发展一定阶段后才开始逐步向民用领域拓展。

其次,北斗的起点比较高。由于我国是人口大国,因此所带来的大数据兼容问题比GPS要严峻多倍不止,由此而带来的技术性与大数据问题更为苛刻和挑战。

再次,北斗的发展是利军利民的工程,并且还要拓展到国际共享层次,这一点要基于大数据的中继解密和加密要求也更高。一个人强不算强,只有世界各国之间都能够互通有无才能构筑真正的人类文明发展的长城。

最后,北斗的应用还要对各种事态发展的及时准确的定位,这样可以促进世界文明安全有序的发展。诸如抢险救灾以及海运空运等数据的切入,可以及时准确的解决相应灾害和控制。

总之,中国的北斗打造的就是人类的北斗,它立足长远,并且一再的扩容自己的能力。由第一代发展到今天的第三代,日后还会有更优秀的北斗之星为我们服务。


秃头警告


实话实说bds今年将第一妥妥的!gps木钱更新还指不定咋样了!



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