关注中国的GPS 北斗COMPASS-M1卫星升空

　　最近，行业的热点除了电信和移动的3G进程之外，大家还都在关注在西昌卫星发射中心利用一艘长征三号甲运载火箭发射升空的北斗导航卫星。这颗被冠名为COMPASS-M1的北斗导航卫星是我国北斗卫星导航系统的一个组成部分，飞行在高度约为21500千米的中圆轨道。

　　其实如果只是一颗卫星的升天，真没必要引起这么多的关注，对于中国近乎于100%的卫星发射成功率，卫星坠地也许比升天更有新闻性。但是很多朋友从国家安全的角度出发，对北斗卫星导航系统的作用夸大了，甚至有人称它比美国的GPS系统更优秀，更适合中国的经济建设和各民用行业的应用，这样的言论就值得商榷了。

中国的GPS

　　目前全球共有四种卫星定位导航系统，分别是美国的GPS(即全球定位系统)、俄罗斯的格洛纳斯系统、欧盟的伽利略系统以及中国的北斗卫星导航系统。其中，美国的GPS系统目前是全世界卫星导航领域的主导者。

　　而中国自主研发的这套北斗卫星导航系统是一套区域导航定位系统，由三颗(两颗工作卫星、一颗备用卫星)北斗定位卫星、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。除了在军事上的应用之外，中国这套北斗卫星导航系统更多的将应用在民用市场上，为交通运输、气象、石油、海洋、森林、通信、公安等部门以及其他特殊行业提供高效的导航定位服务。但是，我们能离得开美国的GPS系统吗？

北斗卫星导航定位并不是民用大众级市场

　　除了军事上的应用，北斗卫星导航定位系统更多的是行业性专业应用上，例如刚投入使用的“子弹头”列车，每辆子弹头上都装有卫星定位系统，车厢壁上有GPS导向，显示着每一段路途上的信号机和道岔位置，方便控制中心精确控制发车时间、管理速度、调度车辆等。像这样的应用，在石油矿产勘探、公安追缉、气像研究等各行业都有较大的需求，但是，对于用户数量更大的大众级应用需求，例如车辆导航、用户定位等等就显得有点力不从心了。

　　下面我就从普通民众应用的角度来分析一下北斗系统与目前我们常用的美国GPS系统在技术上的优劣：

　　首先是覆盖范围，北斗导航系统是覆盖我国本土的区域导航系统，GPS是覆盖全球的全天候导航系统。能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颖)。这对于普通用户来说实际意义不大，这一点上二者打个平手。

　　其次是定位原理，北斗导航系统是主动式双向测距二维导航，换句话说就是由地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。而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。北斗卫星系统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，这特别对于只是简单应用的民用大众级产品来说可能是致命的问题。

　　第三是定位精度的问题。北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。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，授时精度日前约20ns.这一点上北半系统还是处于下风，至于军事上的精度，不在本次讨论范围内。

　　第四点就是用户的容量问题，北斗导航系统由于是主动双向测距的询问--应答系统，用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号，还要求用户设备向同步卫星发射应答信号，这样，系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。因此，北斗导航系统的用户设备容量是有限的，这也是制约其成为大众级消费产品标准配置的桎梏。而美国的GPS是单向测距系统，用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位，因此GPS的用户设备容量从理论上看是无限的。

　　第五点是关于实时性，北斗系统用户的定位申请要送回中心控制系统，中心控制系统解算出用户的三维位置数据之后再发回用户，其间要经过地球静止卫星走一个来回，再加上卫星转发，中心控制系统的处理，时间延迟就更长了，因此对于高速运动体，就加大了定位的误差，但是在民用大众级产品上，这种误差是在能允许的范围之内的。

　　除了以上的对比，其实北斗卫星导航系统也有一些自身的特点，其具备的短信通讯功能就是GPS所不具备的。

　　虽然北斗系统还有很多的不足，但它是我国独立自主建立的卫星导航系统，它的研制成功标志着我国打破了美、俄在此领域的垄断地位，该系统并不排斥国内民用市场对GPS的广泛使用。相反，在此基础上还将建立中国的GPS广域差分系统。可以使受SA干扰的GPS民用码接收机的定位精度由百米级修正到数米级，可以更好的促进GPS在民间的利用，所以，我们应该认识到北斗星2号升天不代表GPS系统的没落，而是一种更加融合的合作。