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北斗衛星系統是全天候,即時提供導航定位資信的區域導航系統. 服務 主要以大陸地區為主.其原理是以3球交會測星原理進行定位. 以2個衛星為球心,2球心至用戶的距離為半徑可畫出2個球面;另一個球面以地心為球心,畫出以用戶所在位置至地心的距離為半徑的球面;3個球面的交會點即為用戶的位置. 比GPS速度略快但精度略差,也可以作簡短通信和精密授時等用途. 北斗衛星定位系統的工作原理以及與GPS系統的比較 “北斗一號”衛星定位系統工作原理 “北斗一號”衛星定位系統由兩顆地球靜止衛星(800E和1400E)、一顆在軌備份衛星(110.50E)、中心控制系統、標校系統和各類用戶機等部分組成。系統的工作過程是：首先由中心控制系統向衛星I和衛星II同時發送詢問信號，徑衛星轉發器項服務區內的用戶廣播。用戶響應其中一顆衛星的詢問信號，并同時向兩顆衛星發送響應信號，徑衛星轉發回中心控制系統。中心控制系統接收并解調用戶發來的信號，然后根據用的申請服務內容進行相應的數據處理。 對定位申請，中心控制系統測出兩個時間延遲：即從中心控制系統發出詢問信號，經某一顆衛星轉發到達用戶，用戶發出定位響應信號，經同一顆衛星轉發回中心控制系統的延遲；和從中心控制發出詢問信號，經上述同一衛星到達用戶，用戶發出響應信號，經另一顆衛星轉發回中心控制系統的延遲。由于中心控制系統和兩顆衛星的位置均是已知的，因此由上面兩個延遲量可以算出用戶到第一顆衛星的距離，以及用戶到兩顆衛星距離之和，從而知道用戶處于一個以第一顆衛星為球心的一個球面，和以兩顆衛星為焦點的橢球面之間的交線上。另外中心控制系統從存儲在計算機內的數字化地形圖查尋到用戶高程值，又可知道用戶出于某一與地球基準橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統可最終計算出用戶所在點的三維坐標，這個坐標經加密由出站信號發送給用戶。 　　“北斗一號”的覆蓋范圍是北緯5°一55°，東經70°一140°之間的心臟地區，上大下小，最寬處在北緯35°左右。其定位精度為水平精度100米(1σ)，設立標校站之后為20米(類似GPS系統的差分定位方式)。工作頻率：2491.75MHz。系統能容納的用戶數為每小時540000戶。 “北斗一號”衛星導航系統與GPS系統比較 　　1、覆蓋范圍：北斗導航系統是覆蓋我國本土的區域導航系統。覆蓋范圍東經約70°一140°，北緯5°一55°。GPS是覆蓋全球的全天候導航系統。能夠確保地球上任何地點、任何時間能同時觀測到6-9顆衛星(實際上最多能觀測到11顆)。【轉自鐵血 http://www.tiexue.net】 　　2、衛星數量和軌道特性：北斗導航系統是在地球赤道平面上設置2顆地球同步衛星顆衛星的赤道角距約60°。GPS是在6個軌道平面上設置24顆衛星，軌道赤道傾角55°，軌道面赤道角距60°。航衛星為準同步軌道，繞地球一周11小時58分。 　　3、定位原理：北斗導航系統是主動式雙向測距二維導航。地面中心控制系統解算，供用戶三維定位數據。GPS是被動式偽碼單向測距三維導航。由用戶設備獨立解算自己三維定位數據。“北斗一號”的這種工作原理帶來兩個方面的問題，一是用戶定位的同時失去了無線電隱蔽性，這在軍事上相當不利，另一方面由于設備必須包含發射機，因此在體積、重量上、價格和功耗方面處于不利的地位。 　　4、定位精度：北斗導航系統三維定位精度約幾十米，授時精度約100ns。GPS三維定位精度P碼目前己由16m提高到6m，C/A碼目前己由25-100m提高到12m，授時精度日前約20ns。 　　5、用戶容量：北斗導航系統由于是主動雙向測距的詢問——應答系統，用戶設備與地球同步衛星之間不僅要接收地面中心控制系統的詢問信號，還要求用戶設備向同步衛星發射應答信號，這樣，系統的用戶容量取決于用戶允許的信道阻塞率、詢問信號速率和用戶的響應頻率。因此，北斗導航系統的用戶設備容量是有限的。GPS是單向測距系統，用戶設備只要接收導航衛星發出的導航電文即可進行測距定位，因此GPS的用戶設備容量是無限的。 　　6、生存能力：和所有導航定位衛星系統一樣，“北斗一號”基于中心控制系統和衛星的工作，但是“北斗一號”對中心控制系統的依賴性明顯要大很多，因為定位解算在那里而不是由用戶設備完成的。為了彌補這種系統易損性，GPS正在發展星際橫向數據鏈技術，使萬一主控站被毀后GPS衛星可以獨立運行。而“北斗一號”系統從原理上排除了這種可能性，一旦中心控制系統受損，系統就不能繼續工作了。 　　7、實時性：“北斗一號”用戶的定位申請要送回中心控制系統，中心控制系統解算出用戶的三維位置數據之后再發回用戶，其間要經過地球靜止衛星走一個來回，再加上衛星轉發，中心控制系統的處理，時間延遲就更長了，因此對于高速運動體，就加大了定位的誤差。此外，“北斗一號”衛星導航系統也有一些自身的特點，其具備的短信通訊功能就是GPS所不具備的。 　　綜上所述，北斗導航系統具有衛星數量少、投資小、用戶設備簡單價廉、能實現一定區域的導航定位、通訊等多用途，可滿足當前我國陸、海、空運輸導航定位的需求。缺點是不能覆蓋兩極地區，赤道附近定位精度差，只能二維主動式定位，且需提供用戶高程數據，不能滿足高動態和保密的軍事用戶要求，用戶數量受一定限制。但最重要的是，“北斗一號”導航系統是我國獨立自主建立的衛星導航系統，它的研制成功標志著我國打破了美、俄在此領域的壟斷地位，解決了中國自主衛星導航系統的有無問題。它是一個成功的、實用的、投資很少的初步起步系統。此外，該系統并不排斥國內民用市場對GPS的廣泛使用。相反，在此基礎上還將建立中國的GPS廣域差分系統。可以使受SA干擾的GPS民用碼接收機的定位精度由百米級修正到數米級，可以更好的促進GPS在民間的利用。當然，我們也需要認識到，隨著我軍高技術武器的不斷發展，對導航定位的信息支持要求越來越高。北斗導航系統僅是我國近期滿足四化建設需要的自主簡易導航系統，我們必須在發展“北斗一號”的基礎上，借鑒國外GPS、GLONASS的成功經驗，開發我國二代衛星導航系統.

回答者：shirley_smh2016-03-19 00:00