1 引言

    衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施，為人類帶來(lái)了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)民生和國(guó)防產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)成為各國(guó)爭(zhēng)雄的焦點(diǎn)。中國(guó)發(fā)展北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞既滿足了本國(guó)經(jīng)濟(jì)、軍事領(lǐng)域的需求，也為國(guó)際用戶提供了更多的選擇，在一定程度上起到了預(yù)防美國(guó)全球定位系統(tǒng)GPS﹝GlobalPositioning System﹞壟斷衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)的作用。

2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)概述

    北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是建成獨(dú)立自主、開放兼容、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈形成，形成完善的國(guó)家衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)支撐、推廣和保障體系，推動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航在國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)各行業(yè)的廣泛應(yīng)用。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成，空間端包括5 顆靜止軌道衛(wèi)星和30 顆非靜止軌道衛(wèi)星， 地面端包括主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站等若干個(gè)地面站，用戶端由北斗用戶終端以及與美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS、歐洲GALILEO 等其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端組成。

3 GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)概述

    全球定位系統(tǒng)GPS 是20 世紀(jì)70 年代由美國(guó)陸?？杖娐?lián)合研制的空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國(guó)獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要組成。系統(tǒng)由空間部分、地面控制系統(tǒng)、用戶設(shè)備三部分組成，GPS 的空間部分是由24 顆工作衛(wèi)星組成，地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(GroundAntenna)所組成, 用戶設(shè)備部分即GPS 信號(hào)接收機(jī)。

4 系統(tǒng)的性能比較

4.1 覆蓋范圍

    北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是覆蓋中國(guó)本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，覆蓋范圍東經(jīng)約70°-140°，北緯5°-55°。GPS 是覆蓋全球的全天候?qū)Ш较到y(tǒng)，能夠確保地球上任何地點(diǎn)、任何時(shí)間能同時(shí)觀測(cè)到6-9 顆衛(wèi)星(實(shí)際上多能觀測(cè)到11 顆)。

4.2 衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性

    北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是在地球赤道平面上設(shè)置2 顆地球同步衛(wèi)星， 衛(wèi)星的赤道角距約60°。GPS是在6 個(gè)軌道平面上設(shè)置24 顆衛(wèi)星，軌道赤道傾角55°，軌道面赤道角距60°。GPS 導(dǎo)航衛(wèi)星軌道為準(zhǔn)同步軌道，繞地球一周11 小時(shí)58 分。

4.3 定位原理

    北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是主動(dòng)式雙向測(cè)距二維導(dǎo)航，地面中心控制系統(tǒng)解算，提供用戶三維定位數(shù)據(jù)。GPS 是被動(dòng)式偽碼單向測(cè)距三維導(dǎo)航， 由用戶設(shè)備獨(dú)立解算自己三維定位數(shù)據(jù)。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的這種工作原理帶來(lái)兩個(gè)方面的問題，一是用戶定位的同時(shí)失去了無(wú)線電隱蔽性，這在軍事上相當(dāng)不利，另一方面由于設(shè)備必須包含發(fā)射機(jī)， 因此在體積、重量上、價(jià)格和功耗方面處于不利的地位。

4.4 定位精度

    北斗導(dǎo)航系統(tǒng)目前三維定位精度約25m，授時(shí)精度約100ns，在我國(guó)境內(nèi)部分主要地區(qū)可達(dá)到10 m。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(shí)精度目前約20ns 。

4.5 用戶容量

    北斗導(dǎo)航系統(tǒng)由于是主動(dòng)雙向測(cè)距的詢問--應(yīng)答系統(tǒng)，用戶設(shè)備與地球同步衛(wèi)星之間不僅要接收地面中心控制系統(tǒng)的詢問信號(hào)，還要求用戶設(shè)備向同步衛(wèi)星發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，系統(tǒng)的用戶容量取決于用戶允許的信道阻塞率、詢問信號(hào)速率和用戶的響應(yīng)頻率，因此用戶設(shè)備容量是有限的。GPS 是單向測(cè)距系統(tǒng)， 用戶設(shè)備只要接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文即可進(jìn)行測(cè)距定位，因此GPS 的用戶設(shè)備容量是無(wú)限的。

4.6 主要區(qū)別

    北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS 的主要區(qū)別在于兩個(gè)方面，一方面是技術(shù)體制的區(qū)別，GPS 是一個(gè)接收型的定位系統(tǒng)，只轉(zhuǎn)播信號(hào)，用戶接收就可以做定位了，不受容量的限制。"北斗一號(hào)"是雙向 的，既有定位又有通信的系統(tǒng)， GPS 是美國(guó)軍方控制的軍民共用的系統(tǒng)，對(duì)世界開放。另一方面就是它的用途和特點(diǎn)是不一樣的，GPS 解決了一個(gè)在哪里的定位問題，北斗不僅僅解決了在 哪里，還解決你在這里他在哪里的問題，北斗的用戶終端實(shí)際上是具有收發(fā)功能的，北斗是一個(gè)具有定位和通信雙重功能的設(shè)備，用戶群上不一樣接收的場(chǎng)合也不一樣。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的潛 力所在，主要在定位通信綜合領(lǐng)域上，對(duì)這種綜合功能有需求的領(lǐng)域都會(huì)得到充分的應(yīng)用，現(xiàn)在僅有定位需要的客戶，對(duì)北斗的需要不迫切。但是對(duì)于既需要位置又需要把位置傳遞出去的 用戶，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是非常有用的。

5 結(jié)束語(yǔ)