普通人就可以使用的北斗2.0,要比美國的GPS更好用了嗎?

2020-10-17 21:00:22 2318 views
摘要

1957年10月,蘇聯的第一顆人造衛星上天,美國霍普斯金應用物理實驗室科學家在觀察衛星的過程中發現了其運動會引起多普勒頻移效應,並斷言這個可以用來實現衛星導航。

普通人就可以使用的北斗2.0,要比美國的GPS更好用了嗎?

1958年,美國軍方為海軍開展了一項特殊的項目——子午儀衛星定位系統,其又被稱為「海軍衛星導航系統」(GNSS)。這個在當時看來彷佛天馬行空,荒誕不羈的項目靈感要來自蘇聯。

1957年10月,蘇聯的第一顆人造衛星上天,美國霍普斯金應用物理實驗室科學家在觀察衛星的過程中發現了其運動會引起多普勒頻移效應,並斷言這個可以用來實現衛星導航。

普通人就可以使用的北斗2.0,要比美國的GPS更好用了嗎?

從這個時間段開始,美國的全球導航定位衛星將會把世界上的其他國家的該項技術遠遠甩在身後。GNSS在最開始通過播發無線電導航信號,僅為美國各類潛艇和海面艦船等提供非連續的二維導航定位服務。

但是當時間前進到20世紀70年代初,美國啟動了時間測距體制的全球定位系統,也就是GPS的研製工作。其原因也很簡單:吃到了甜頭,想吃更多。

衛星定位在導航方面顯示出了巨大的優越性,但同時僅有5到6顆衛星組成的星網工作無法完成高精度的定位要求,在這樣的背景下,美國海軍研究實驗室提出了名為Tinmation的全球定位網計劃,其目標是用12到18顆衛星組成10000公里高度的精準定位。

普通人就可以使用的北斗2.0,要比美國的GPS更好用了嗎?

想的很好,計劃實施起來也沒有遇到太多困難,他們分別在67年、69年和74年各發射了一顆試驗衛星,並在這些衛星上初步試驗了原子鐘計時系統,這是GPS系統精確定位的基礎。

但是美國的空軍也產生了自己的想法:以每星群4到5顆衛星組成3至4個星群的計劃。這和海軍的計劃有很大不同,前者主要用於為艦船提供低動態的2維定位,空軍的計劃能供提供高動態服務,當然系統也要更加複雜。不過這兩個計劃的初衷都是一致的——提供全球定位。

1973年美國國防部將其合二為一,最初的GPS計劃就這樣在由國防部牽頭的衛星導航定位聯合計劃局的領導下誕生了。

普通人就可以使用的北斗2.0,要比美國的GPS更好用了嗎?

從1978年到1979年,登堡空軍基地發射了4顆試驗衛星,這一個階段主要研製了地面接收機及建立地面跟蹤網,從79年到84年又陸續發射了7顆稱為「BLOCK I」的試驗衛星,在89年2月4日第一顆GPS工作衛星發射成功,4年後實用的GPS網即(21+3)GPS星座已經建成,總計24顆衛星。

那我國的「北斗」是什麼時候開始的呢?大概也就是GPS組網完成的那一段時間,我們開始探索適合國情的衛星導航系統發展道路,千禧年底,北斗一號系統建成,向中國提供服務,12年底,北斗二號系統建成,面向亞太,今年完成三號系統,面向全球。

普通人就可以使用的北斗2.0,要比美國的GPS更好用了嗎?

前面說了GPS有24顆星(其實正在運行的是32顆),我們的北斗目前有35顆,除了因為我們的軌道高,需要多一點的衛星來保證離接收機不遠,還有一個原因就是咱們的衛星軌道和GPS不同,只有3個軌道面,每個軌道9顆。

仔細看的人就會發現,這樣還多出了8顆衛星。那是因為多出來的衛星是用來覆蓋中國及周邊國家,對於提高國內的定位精度和提供特殊服務(比如衛星簡訊)的。這是GPS做不到的。

普通人就可以使用的北斗2.0,要比美國的GPS更好用了嗎?

除了在規模上的超越,其實在精度上我們也在逐漸趕超,此次的北斗2.0能夠實現秒級定位、定位精度提高到1.2米,裝配車載天線時,精度甚至可達到亞米級。曾經美國藉助GPS在全球定位服務領域先行一步,而如今我國正在一步步的奪取美國的地位。

普通人就可以使用的北斗2.0,要比美國的GPS更好用了嗎?

最後所長想多說一句,手機上的打開GPS並不就是只用美國的GPS,你的手機,你的定位軟體在對你進行定位時候,都是好多衛星在共同努力著!所以別再問所長,到底啥軟體可以用北斗啦!


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參考資料:

[1]財聯社:北斗導航2.0發布,精度升級應用鋪開,千億級市場待釋放

[2]每日經濟新聞:中國北斗與美國GPS差距有多大?核心數據曝光,日媒驚嘆

[3]於超,陳俊平,陳倩,王彬. 基於北斗系統兼容信號的星基增強性能分析[A]. 中國衛星導航系統管理辦公室學術交流中心.第十一屆中國衛星導航年會論文集——S07 衛星導航增強技術[C].中國衛星導航系統管理辦公室學術交流中心:中科北斗匯(北京)科技有限公司,2020:5.

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