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浅谈北斗定位导航系统与GPS的差异

【摘要】北斗卫星导航系统在测咼中发挥着重要作用，本文主要阐述了我国北斗导航系统以及

三大功能，并和美国GPS进行了对比与分析。

【关键词】北斗：导航：比较

1.北斗卫星导航泄位系统简介

“北斗卫星导航左位系统是全天候、全日时提供卫星导航左位信息的区域导航系统，所以用户随

时都可以接收到卫星广播的询问信号，服务范用以大陆地区为主。其立位原理系釆用3球交会测星

原理进行左位，以2颗卫星为球心，2球心至用户的距离为半径可画出2个球而另一个球面是以

地心为球心，画出以用户所在位宜点至地心的距离为半径的球而3个球面的交会点即为用户的位

置。

“北斗卫星导航左位系统是由太空的导航通信卫星、地而控制中心和客户端三部分组成：太空部

分有2枚地球同步轨道卫星，执行地而控制中心与客户端的双向无线电信号的中继任务:地而控制

中心包括民用网管中心，主要负责无线电信号的发送接收，及整个系统的监控管，其中，民用网

管中心负责系统内民用用户的标记、识别和运行管理：客戸端是直接由用户使用的设备，即用户

机，主要用于接收地而控制中心经卫星转发的测距信号。

2.北斗系统三大主要功能

地而控制中心包括主控站、测轨站、测高站.校正站和计算中心。主要用来测量和校正导航定位参

数，以便调整

卫星的运行轨道、姿态，并编制星历，完成用户泄位修正资料和对用户进行立位。

（1）快速左位：目的在确定用户地理位置，为用户及主管部门提供导航服务。北斗〃卫星

导航左位系统使用的卫星，以快速捕捉信号和传送大量数据见长，从用户发岀怎位申请，到收到

结果，只需1秒钟。而在这［秒钟内，整个系统要完成发送申请信号、上传卫星.经地而控制中心

讣算出位置，再从卫星将泄位信息送返申请用户等流程，而其中快速捕捉信号只用了几亳秒。〃

北斗”卫星导航定位系统水平泄位精度为100X,差分窪位精度小于20米。立位响应时间：一类用

户5秒、二类用户2秒.三类用户1秒。最短左位更新时间小于1秒，一次定位成功率95%o

（

2）简短通信：〃北斗〃定位系统具有用户与用户、用户与地而控制中心之间双向数字简讯

通信能力运作流程为地而控制中心接收到用户发送来的响应信号中的通信内容，进行解读后再

传送给收件人客户端。一般用户1次可传输36个汉字，经核准的用戸可利用连续传送方式最多可

传送120个汉字。这种简讯通信服务，GPS无法提供。

（

3）精密授时：“北斗具有单向和双向2种授时功能，根据不同的精度要求，泄时传送最

新授时信息给客户端，供用戸完成与”北斗“卫星导航左位系统间时间差的修正。

3北斗左位系统的工作步骤

（）

1地而控制中心向2枚卫星发送询问信号：

（

2）卫星接收到询问信号，经卫星转发器向服务区用户播送询问信号：

（

3）用户响应其中1枚卫星的询问信号，并同时向2枚卫星发送回应信号:

（

4）卫星收到用户响应信号，经卫星转发器发送回地而控制中心：

（

5）地面控制中心收到用户响应信号，解读出用户申请的服务内容；

（

6）地面控制中心并利用数值地图il算岀用户的三维坐标位置，再将相关信息或通信内容

发送到卫星；

（

7）卫星在收到控制中心发来的坐标资料或通信内容后，经卫星转发器传送给用户或收件

人。

4.中国北斗和美国GPS导航眾位机制特点比较

（）

1我国北斗导航系统是主动式双向测距二维导航，地而控制中心系统解算，供用户三维左

位数据。美国GPS系统采用的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左

位数据。从两者导航泄位模式的区别来看，北斗采用用户终端设备主动式发出讯号，导致了设备

在左位时候失去了至关重要的无线电屏蔽性，在军事上处于不利地位。

（

2）由于北斗用户终端设备内部必须含有无线讯号发射机，因此在体积上、重戢上、价格上

和功耗上都处于不利地位。而GPS左位采用被动式模式，因此在军事上以及用戸设备体枳上都可

以做到微型。这个特点也成就了美国GPS系统民用化推广的先天优势，同时也是我国北斗民用推

广先天性不足之处。

（

3）泄位精度不同。据目前的北斗一号资料，北斗导航系统三维左位精度约几十米，授时精

度约100nso而美国GPS三维左位精度在6米