北斗 PK GPS

北斗 PK GPS

“一般卫星导航系统只是告诉你什么时间、在什么地方，而中国的北斗卫星导航系统还可以将你的位置以信息形式发送出去，使其他人获知你的情况。”北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其曾在媒体上如是表示。

不得不说，北斗卫星导航系统（以下简称“北斗”）是国家的战略选择。一直以来，美国主导的全球定位系统（以下简称“GPS”）在市场上占据主流地位，然而，随着安全问题的频发，越来越依赖于网络的国民经济各领域在安全问题上如履薄冰。正如中国卫星导航定位应用管理中心主任杨宝峰所言：“做不到自主可控，就要受制于人。”

中国工程院院士刘经南认为，尽管GPS目前已垄断国内导航产业95%以上，但北斗独特的技术优势将在今后的实际应用中逐渐显现出来。

院士为什么能如此预测？二者在特点功能上究竟有何异同？

Round 1 卫星数量及覆盖范围

北斗自2000年启动以来，历经北斗一号和北斗二号两代系统，目前已发射北斗二号卫星16颗，按照国家战略规划，到2020年，我国将总计发射35颗北斗导航卫星。目前，主要覆盖中国本土，覆盖范围东经约70°— 140°，北纬5°— 55°。

GPS在6个轨道平面上设置了24颗卫星，轨道赤道倾角55°，轨道面赤道角距60°。导航卫星为准同步轨道，绕地球一周11小时58分。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颗）。

Round 2 定位原理及精度

北斗是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算，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。

北斗三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。GPS三维定位精度己由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。

目前，基于北斗的地基增强技术已获得突破，湖北省大部分地区能实现米级卫星导航服务。同时，在测绘等高端应用领域，基于北斗系统的地基增强系统可实现毫米级的卫星导航服务。

与现在主流的GPS相比，北斗在区域服务的精度和能力上基本与之相当，特别是在我国区域内的有源定位服务，北斗则更能体现出特色和优势。

Round 3 用户容量

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。

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的用户设备容量是无限的。

Round 4 生存能力

和所有导航定位卫星系统一样，“北斗一号”基于中心控制系统和卫星的工作，但是“北斗一号”对中心控制系统的依赖性明显要大很多，一旦中心控制系统受损，系统就不能继续工作了。

为了弥补这种系统易损性，GPS正在发展星际横向数据链技术，即使主控站被毁，GPS卫星仍然可以独立运行。

Round 5 实时性

北斗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。

Round 6 应用领域

目前，我国电力、电信、金融、互联网等基础性领域在时间的使用上，基本依靠GPS授时。以电网为例，要确保电厂、变电站的设备运转同步进行，首先要确保设备内部时钟的一致性。为了统一内部时钟，我国电力系统不得不通过美国GPS民用频道向电力系统的电力自动化设备、微机监控系统、安全自动保护设备、故障及事件记录等提供授时信号，这让我国电力安全和国家安全难以得到保障。而北斗电力全网时间同步管理系统出现后，这一安全隐忧将得到彻底解决。

各有利弊

综合来看，北斗和GPS的区别主要在于两个方面，一方面是技术体制的区别，另一个方面则是它们不同的用途和特点。

GPS是一个接收型的定位系统，只转播信号，用户接收就可以做定位了，不受容量限制。北斗是双向的，既有定位又有通信的系统，但是有容量的限制，GPS是美国军方控制的军民共用的系统，对世界开放。中国人目前通常使用的GPS只是免费接收其信号，但美国并不承诺保证使用，目前不收费，但没有承诺永远不收费。

GPS刚被使用时要比北斗贵得多。在上世纪80年代末90年代初，最便宜的GPS接收机就要几万美元，贵的要几十万美元，一套两个。北斗现在的用户终端的价格比GPS低端的价格要贵，现在GPS价格一般导航系统在几千元人民币，高精度GPS几万到十几万元人民币不等，而北斗的用户终端目前仅在两万元左右。

GPS解决了一个我在哪里的定位问题，比如在沙漠里，在海洋上。而北斗不仅仅解决了我在哪里，它还解决你在这里，他在哪里的问题。北斗的用户终端实际是具有收发功能，而GPS只具有接收功能，它通过接收才知道位置，而北斗是具有收发功能，它的定位需要发射然后再得到位置，同时它的位置可能传给你也可以传给关心你的人，实际上北斗是具有一个定位和通信双重功能的设备，在用户群上是不一样的，接收的场合也不一样。

专家认为，与GPS相比，北斗产业链最大的劣势在于芯片价格，北斗芯片价格是GPS单模芯片价格的3倍以上。发展初期成本较高在所难免，但要认识到这是一个循序渐进的过程。