北斗系统一共有三代,三代之间的技术并不完全相同,你说的55颗星,大概是北斗一代、北斗二代加北斗三代的卫星总和。2.我国的北斗系统我国的北斗系统稳定性很好,相比GPS系统,北斗在亚太地区的精度更高。目前来看,如果GPS系统打100分的话,我国的北斗系统可以打99分,北斗系统在技术上相比GPS一点也不差,只是在商业化变现上确实是与GPS有差距。
北斗在目前几个定位系统中能排第几?
目前世界上有四大全球导航系统,分别是美国的GPS系统、中国的北斗系统、欧洲的伽利略系统和俄罗斯的GLONASS系统。另外还有两个区域性导航系统,分别是印度的IRNSS系统和日本的QZSS系统。综合指标评分评价的话,客观公正地讲,我国的北斗系统综合分数目前还是超不过GPS的。评价导航系统的主要指标有哪几个?第一个指标:军用价值,GPS导航系统是最早被美国研发出来的导航系统,其最初和最主要的目的就是服务于军事。
GPS隶属于美国空军,我国北斗隶属于解放军某部,俄罗斯GLONASS也隶属俄军方,由此可见,研发导航系统最主要的目的在世界各国都是一致的。第二个指标:民用价值,目前所有的导航系统都有高级信号和低级信号,开放低级信号的目的就是用于民用,比如咱们用的手机和车辆导航,导航系统用于民用是可以赚钱的,因此赚钱和商业化能力也是个重要指标。
第三个指标:实用性,毫无疑问,全球性的导航系统肯定比区域性的导航系统要好,1毫米精度的肯定比1厘米精度的要好,能1秒钟定位的肯定比1分钟定位的好,能自主独立运行的肯定比依赖其他卫星系统的要好。第四个指标:稳定性,毕竟轨道资源有限也好,想要后来居上那可不容易,这几个导航系统都是处于竞争状态的。所以,保持卫星导航系统的稳定很重要,需要发射卫星进行补充和更新迭代。
综合指标分析各个卫星导航系统1.美国的GPS系统这是世界上研发出来的最早的卫星导航系统,距今为止,已经发展和应用了30多年,是全球覆盖的成熟系统。因为最初就是军用研发的,所以,军用价值极高,美国现在几乎所有的武器,从间谍卫星到飞机扔的炸弹,都是GPS系统制导,军用精度单点厘米级精度。GPS导航系统在民用市场上基本算是世界垄断,其商业变现价值远远超过了军方投资,创造了全世界千亿级别导航市场。
由于先发优势和技术先进,后发的所有导航系统都很难与其竞争,后来者进入商业市场一般都是采用“双模”模式,即某系统 GPS兼容。所以,目前GPS导航系统以其垄断级优势基本上就可以作为100分的基准了。2.我国的北斗系统我国的北斗系统稳定性很好,相比GPS系统,北斗在亚太地区的精度更高。由于独门绝活的中轨 地球静止轨道 倾斜同步轨道设计,在全球覆盖精度上,我国的北斗基本上也与GPS处于同一水准,相当于全球 亚太区域增强。
我国北斗系统研发成功后,也就摆脱了我国武器制导对GPS的依赖,战略意义重大。北斗系统的三频信号 短报文功能与其他导航系统相比,已是技高一筹。由于GPS的先发优势,我国的北斗想要实现全球商业化很难,在欧洲和美国和俄罗斯前景有限,不过好在我们国家自己体量非常大,再加上一带一路,也足够成为仅次于GPS的世界第二了。
在商业化变现上,无法超越GPS并不是因为北斗系统技术不够,而是因为GPS的先发垄断让我们错过了抢占世界市场的最好时机。3.伽利略系统伽利略系统就没啥好说的了,它是我们曾经的北斗“老师”,只是我们青出于蓝而胜于蓝了。伽利略系统的军用价值很小,原因就不用多说了,大家都懂,所以伽利略是唯一一个起步就定位为“民用”系统的导航系统。
虽然说伽利略系统技术也很先进,但由于军用价值有限,民用又竞争不过GPS,所以,有些鸡肋的感觉。4.俄罗斯的GLONASS系统GLONASS系统是唯一一个分频的系统,抗干扰和欺骗等方面很强,独特的轨道设计使得高纬度地区应用价值很高。当然了,俄罗斯本就是军事强国,俄罗斯研发此系统的目的也很明确,它的军用价值极高。
相比其他导航系统,GLONASS系统的兼容性很差,跟其他系统兼容起来很困难,且高纬度地区人口太少,跟欧美很难玩一块去,所以,基本上没有商业化的潜质。总结:剩下的两个区域性导航系统就不再说了,和四大全球性导航系统不是一个档次。目前来看,如果GPS系统打100分的话,我国的北斗系统可以打99分,北斗系统在技术上相比GPS一点也不差,只是在商业化变现上确实是与GPS有差距。
美国GPS卫星只有24颗,为什么我国北斗系统需要用55颗呢?
北斗系统一共有三代,三代之间的技术并不完全相同,你说的55颗星,大概是北斗一代、北斗二代加北斗三代的卫星总和。卫星数量北斗一代,一共3颗星,2000年上天,2012年已经全部退役。北斗二代,一共16颗星,6颗静止轨道卫星,6颗倾斜地球同步轨道卫星,4颗中地球轨道卫星。2012年上天,现在还有部分卫星仍在工作,还没有完全退役。
北斗三代,一共30颗星,24颗中地球轨道卫星,3颗静止轨道卫星,3颗倾斜地球同步轨道卫星,2020年7月31日正式对外开放。至于美国的GPS卫星系统,在2011年以前是24颗中地球轨道卫星组成,21颗为工作星,3颗备用星。2011年6月,变成了27颗星。2018年10月18日,再加4颗星,现在GPS系统是31颗星,但都是中地球轨道卫星。
至于俄罗斯的GLONASS和欧盟的伽利略卫星系统,都是采用的中地球轨道卫星组网,没有使用静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星。北斗卫星系统与外国卫星系统的区别所以,如果说北斗与外国卫星系统的区别,倒不是卫星数量的多少,而是中国使用了静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星,而外国卫星系统没有采用。实际上GPS在1960年代设计GPS卫星系统的时候,美国海军自己也考虑过采用同步轨道卫星的模式,但后来与空军的子午仪卫星系统合并时,就简化成了现在的GPS卫星系统,放弃了同步轨道卫星方案,主要原因是过于复杂。
我不是专业人员,但猜测美国放弃同步轨道卫星,但中国必须要使用同步轨道卫星的原因,大概是:北斗使用同步轨道卫星来提高卫星定位精度。一是卫星的原子钟精度没有美国的先进,二是地面注入站被限制在国境线以内,无法及时调整卫星轨道状态。这两者都会造成定位精度降低,并且卫星调轨的时候是中断服务的,但这些调轨都只会发生在卫星经过中国上空时才会发生,也就降低了卫星系统在国内服务的质量。
此时,就必须加上几颗专门为国内定位服务的同步轨道卫星来提高国内卫星定位的质量了。我猜测是这个原因。至于GPS就因为没有上面两个原因,自然定位质量就提高到不需要同步轨道卫星来协助定位了。分别描述如下:美国的卫星时钟技术先进,因此可以精确定位,不需要同步轨道卫星来协助提高定位。1974年美国GPS卫星就采用铷原子钟了,相对频率稳定度达到10^-12/秒,误差8m。
1977年,BLOCK II型采用了更先进的铯原子钟后,相对稳定频率达到10^-13/秒,误差再降为2.9m。1981年,休斯公司研制的相对稳定频率为10^-14/秒的氢原子钟使BLOCK IIR型卫星误差降至仅为1m。也就是说,在1981年,美国卫星已经全部使用氢原子钟,如此就可以省掉了同步轨道卫星。
其次,是美国的地面注入站可以在全世界各个地方设置,而不是限制在美国国境以内,也就是说,美国可以随时调整卫星的轨道状态。GPS注入站目前有4个,分别位于南太平洋马绍尔群岛的瓜加林环礁,大西洋上的英国属地阿森松岛,英属印度洋领地的迪戈加西亚岛和位于美国本土科罗拉多州的科罗拉多斯普林斯。注入站的作用是把主控站计算得到的卫星星历、导航电文等信息注入到相应的卫星。
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