全球四大導(dǎo)航系統(tǒng)橫向?qū)Ρ确治?/h1>

2013-04-29 07:54:50梁靜

無(wú)線互聯(lián)科技訂閱 2013年5期 收藏

關(guān)鍵詞：格洛納斯伽利略

梁靜

摘 要：針對(duì)現(xiàn)階段全球四大導(dǎo)航系統(tǒng)各自在技術(shù)和應(yīng)用上體現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)，本文進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，從分析對(duì)比中，看到我國(guó)自主研制的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的自身優(yōu)勢(shì)，也看到北斗系統(tǒng)自身的一些問題。

關(guān)鍵詞：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)；GPS；格洛納斯；伽利略

隨著2012年12月27日，北斗系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件正式版正式公布，北斗導(dǎo)航業(yè)務(wù)正式對(duì)亞太地區(qū)提供無(wú)源定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。北斗導(dǎo)航業(yè)務(wù)的正式發(fā)布使用，使我國(guó)正式成為擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的國(guó)家，現(xiàn)階段全球擁有四大導(dǎo)航系統(tǒng)：美國(guó)的GPS全球定位系統(tǒng)、中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)、俄羅斯的格洛納斯全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和歐盟的伽利略定位系統(tǒng)。這四大導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)來(lái)自于不同的國(guó)家，各有優(yōu)缺點(diǎn)，現(xiàn)階段市場(chǎng)普遍認(rèn)為GPS勝在成熟，伽利略勝在精準(zhǔn)，俄羅斯的格洛納斯勝在抗干擾能力強(qiáng)，中國(guó)的北斗勝在互動(dòng)性和開放性好！針對(duì)于此，本文將簡(jiǎn)要分析，使讀者對(duì)此四大導(dǎo)航系統(tǒng)有更加深入的認(rèn)識(shí)。從而也進(jìn)一步對(duì)我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和了解。

1 GPS的成熟

GPS全球定位系統(tǒng)是目前唯一覆蓋全球的衛(wèi)星地位系統(tǒng)，該系統(tǒng)由美國(guó)政府于1970年代開始進(jìn)行研制并于1994年全面建成。使用者只需擁有GPS接收機(jī)即可使用該服務(wù)，無(wú)需另外付費(fèi)。GPS信號(hào)分為民用的標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)和軍規(guī)的精確定位服務(wù)兩類。由于美國(guó)政府對(duì)民用信號(hào)的限制，在民用訊號(hào)中人為地加入選擇性誤差以降低其精確度，使其最終定位精確度大概在100米左右。GPS系統(tǒng)擁有如下多種優(yōu)點(diǎn)：使用低頻訊號(hào)，縱使天候不佳仍能保持相當(dāng)?shù)挠嵦?hào)穿透性；全球覆蓋率高達(dá)98%；三維定速定時(shí)高精度；快速、省時(shí)、高效率；應(yīng)用廣泛、多功能；可移動(dòng)定位；不同于雙星定位系統(tǒng)，使用過程中接收機(jī)不需要發(fā)出任何信號(hào)增加了隱蔽性，提高了其軍事應(yīng)用效能。

由于GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)的成熟性，所以現(xiàn)階段全球?qū)Ш蕉ㄎ皇袌?chǎng)，GPS終端占據(jù)了其中的主要部分，使用率和普及率極高。

2 伽利略勝的精準(zhǔn)

伽利略系統(tǒng)是世界上第1個(gè)基于民用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，系統(tǒng)投入運(yùn)行后，全球的用戶將使用多制式的接收機(jī)，獲得更多的導(dǎo)航定位衛(wèi)星的信號(hào)，這將無(wú)形中極大地提高導(dǎo)航定位的精度，這是伽利略計(jì)劃給用戶帶來(lái)的直接好處。

伽利略計(jì)劃是歐洲自主、獨(dú)立的全球多模式衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，提供高精度、高可靠性的定位服務(wù)，實(shí)現(xiàn)完全非軍方控制、管理，可以進(jìn)行覆蓋全球的導(dǎo)航和定位功能。伽利略系統(tǒng)還能夠和美國(guó)的GPS、俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)內(nèi)的相互合作，任何用戶將來(lái)都可以用一個(gè)多系統(tǒng)接收機(jī)采集各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或者各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航的要求。

伽利略系統(tǒng)可以發(fā)送實(shí)時(shí)的高精度定位信息，這是現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所沒有的，同時(shí)伽利略系統(tǒng)能夠保證在許多特殊情況下提供服務(wù)，如果失敗也能在幾秒鐘內(nèi)通知客戶。與美國(guó)的GPS相比，伽利略系統(tǒng)更先進(jìn)，也更可靠。從數(shù)字的對(duì)比上看，美國(guó)GPS向別國(guó)提供的衛(wèi)星信號(hào)，只能發(fā)現(xiàn)地面大約10m長(zhǎng)的物體，而伽利略的衛(wèi)星則能發(fā)現(xiàn)1m長(zhǎng)的目標(biāo)。

3 格洛納斯的強(qiáng)抗干擾能力

格洛納斯全球定位系統(tǒng)由前蘇聯(lián)在1976年組建，現(xiàn)在由俄羅斯政府負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)，該系統(tǒng)在發(fā)展歷程上，經(jīng)歷各種險(xiǎn)阻，已經(jīng)于2011年1月1日在全球正式運(yùn)行。

格洛納斯系統(tǒng)由衛(wèi)星、地面測(cè)控站和用戶設(shè)備三部分組成，目前的系統(tǒng)由21顆工作星和3顆備份星組成，分布于3個(gè)軌道平面上，每個(gè)軌道面有8顆衛(wèi)星，軌道高度1萬(wàn)9000公里，運(yùn)行周期11小時(shí)15分。

在技術(shù)方面，格洛納斯系統(tǒng)與GPS的最大不同之處在于衛(wèi)星發(fā)射頻率不同。GPS的衛(wèi)星信號(hào)采用碼分多址體制，每顆衛(wèi)星的信號(hào)頻率和調(diào)制方式相同，不同衛(wèi)星的信號(hào)靠不同的偽碼區(qū)分。而格洛納斯系統(tǒng)采用頻分多址體制，衛(wèi)星靠頻率不同來(lái)區(qū)分，每組頻率的偽隨機(jī)碼相同?；谶@個(gè)原因，GLONASS可以防止整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同時(shí)被敵方干擾，因而，具有更強(qiáng)的抗干擾能力。

4 北斗系統(tǒng)的互動(dòng)性與開放性

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)現(xiàn)階段已開始投入使用，為全球客戶提供服務(wù)，服務(wù)類型包括開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)兩種方式：開放服務(wù)是向全球免費(fèi)提供定位、測(cè)速和授時(shí)服務(wù)，定位精度10米，測(cè)速精度0.2米/秒，授時(shí)精度10納秒；授權(quán)服務(wù)是為有高精度、高可靠衛(wèi)星導(dǎo)航需求的用戶，提供定位、測(cè)速、授時(shí)和通信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息。

與其他三大導(dǎo)航系統(tǒng)相比，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)具有互動(dòng)性和開放性的優(yōu)勢(shì)，互動(dòng)性主要體現(xiàn)在北斗導(dǎo)航系統(tǒng)提供短報(bào)文特色服務(wù)上，一般來(lái)講，其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)只是告訴你什么時(shí)間、在什么地方，而北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)除了讓你自己知道在什么時(shí)間、什么地方之外，還可以將你的位置信息發(fā)送出去，使你想告知的其他人獲知你的情況。它解決了何人、何事、何地的問題，這就是北斗短信的特色服務(wù)，把短信和導(dǎo)航結(jié)合，是中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的獨(dú)特發(fā)明，也是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的互動(dòng)性所在。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的開放性主要體現(xiàn)在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)、發(fā)展和應(yīng)用將對(duì)全世界開放，為全球用戶提供高質(zhì)量的免費(fèi)服務(wù)，積極與世界各國(guó)開展廣泛而深入的交流與合作，促進(jìn)各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)間的兼容與互操作，推動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

雖然北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在與其他三大導(dǎo)航系統(tǒng)的對(duì)比中具有鮮明特點(diǎn)，但是我們也認(rèn)識(shí)到現(xiàn)階段，北斗系統(tǒng)在存在的一些問題：

⑴系統(tǒng)應(yīng)用不充分，與世界上第三個(gè)投入實(shí)際應(yīng)用的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的地位不相稱。北斗系統(tǒng)工作容量可達(dá)百萬(wàn)戶，而目前注冊(cè)在線的終端用戶卻不足千分之一，衛(wèi)星資源閑置嚴(yán)重。該系統(tǒng)的“快速定位、雙向報(bào)文通信和精密授時(shí)”功能，特別是雙向報(bào)文通信功能未得到充分應(yīng)用，該導(dǎo)航定位系統(tǒng)在許多民用領(lǐng)域中的用途還未被認(rèn)知。

⑵用戶終端設(shè)備價(jià)格偏高，在市場(chǎng)上無(wú)法與GPS系統(tǒng)形成競(jìng)爭(zhēng)。北斗系統(tǒng)目前的有源定位技術(shù)體制決定了其用戶終端設(shè)備需能收能發(fā)，在技術(shù)應(yīng)用上有通信功能，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，這是北斗系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在，也是區(qū)別于其它三大導(dǎo)航系統(tǒng)的根本所在。但這種體制也使用戶終端制造成本增加，加上終端設(shè)備用戶少，所以目前市場(chǎng)價(jià)格偏高，多數(shù)用戶難以接受。用戶終端設(shè)備價(jià)格昂貴的北斗系統(tǒng)在市場(chǎng)上無(wú)法與GPS系統(tǒng)形成有效的競(jìng)爭(zhēng)。

⑶北斗民用市場(chǎng)的自由化和無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，影響了北斗系統(tǒng)應(yīng)用市場(chǎng)的健康發(fā)展。由于國(guó)家沒有北斗系統(tǒng)民用開發(fā)規(guī)劃和應(yīng)用市場(chǎng)準(zhǔn)人機(jī)制，市場(chǎng)完全是無(wú)序的自由競(jìng)爭(zhēng)，一些企業(yè)單位對(duì)北斗系統(tǒng)市場(chǎng)認(rèn)識(shí)和估計(jì)過于樂觀，為早日搶到市場(chǎng)，自發(fā)投入不少資金開發(fā)北斗民用終端。到目前為止，真正獲得成功、設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量較好的廠家只有幾個(gè)。有一些企業(yè)單位在產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量還不成熟的情況下.就急于推銷自己的產(chǎn)品收回投資，采用低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)方式搶占市場(chǎng)，結(jié)果是實(shí)際運(yùn)行故障頻發(fā)用戶服務(wù)又跟不上，動(dòng)搖了用戶選用或繼續(xù)使用北斗系統(tǒng)的信心，增加了對(duì)北斗系統(tǒng)應(yīng)用的懷疑情緒，影響了北斗系統(tǒng)健康發(fā)展和推廣應(yīng)用。

⑷用戶終端設(shè)備研制開發(fā)滯后，跟不上應(yīng)用需求。北斗系統(tǒng)用戶終端設(shè)備研制開發(fā)嚴(yán)重滯后于系統(tǒng)建設(shè)。究其原因，一是用戶終端設(shè)備研制起步較晚，沒有做到與系統(tǒng)建設(shè)同步研發(fā)；二是用戶終端研制難度大；三是國(guó)內(nèi)器件、部件生產(chǎn)基礎(chǔ)差。

通過以上對(duì)北斗系統(tǒng)存在的一些問題的分析，我們認(rèn)識(shí)到，雖然我國(guó)的北斗系統(tǒng)在技術(shù)

上和系統(tǒng)功能架構(gòu)上與其他三大導(dǎo)航系統(tǒng)可以相媲美，但是在系統(tǒng)的應(yīng)用上還是存在很多的問題，對(duì)于這些問題的解決不僅可以促進(jìn)北斗系統(tǒng)的發(fā)展，更可以促進(jìn)北斗系統(tǒng)在全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)應(yīng)用市場(chǎng)中的地位。

5 總結(jié)

通過以上對(duì)全球四大導(dǎo)航系統(tǒng)的各自特點(diǎn)分析，我們充分認(rèn)識(shí)到我國(guó)北斗系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和存在的問題，如何解決好這些問題，如何將北斗系統(tǒng)的建設(shè)和北斗系統(tǒng)應(yīng)用都做好，是我國(guó)科技工作者下一步要思考的問題，將北斗系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)真正在應(yīng)用中發(fā)揮出來(lái)，才能進(jìn)一步體現(xiàn)北斗系統(tǒng)的真正價(jià)值。

[參考文獻(xiàn)]

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