身负两大“绝活”的北斗导航,能超越美国GPS吗?     DATE: 2019-11-24 21:10

中国北斗有两大“绝活”

评价导航系统的主要指标主要有四项:

军用价值。导航系统最主要的目的是服务于军事(美国GPS、我国北斗、俄罗斯格洛纳斯均隶属于军方)。

民用价值。民用是可以赚钱的,因此赚钱和商业化能力也是个极其重要的指标。

实用性。全球性的一定比区域的好,1厘米精度的肯定比1米的好,能1分钟定位的肯定比1小时的好,独立的肯定比依赖其他卫星系统的好。

稳定性。

几个系统处于竞争状态,所以需要保持现有状态稳定,频繁发射卫星补充(毕竟都是几十个大卫星的卫星星座),而且由于竞争和需求必须更新换代。

按照这四个指标来看,美国的GPS导航系统仍然独占鳌头——GPS是已经发展了30多年的成熟系统,早就实现了全球覆盖,卫星补充稳定,长期维持在32颗,并已经更新到第三代。

GPS系统星座动态图
最重要的是,GPS几乎垄断了全世界民用导航市场,其商业价值远远超过军方投资。后来者很难与其争锋。
我国的北斗卫星导航系统紧随其后。
北斗有两大“绝活”:

一是最复杂的星座系统。
不同于世界其他任何一个系统,北斗是唯一一个使用了地球静止轨道(36000公里高)、地球倾斜同步轨道(36000公里高)和中轨轨道(20000+公里高)的卫星导航系统。GPS、格洛纳斯、伽利略都是仅使用中轨轨道。

北斗使用了更加高轨的静止和倾斜同步轨道,卫星轨道运转周期为24小时,其信号会长期覆盖指定区域,且卫星之间形成的数据通信链路也能校正误差、进一步提高精度。
我国重点覆盖的区域是亚太地区及“一带一路”地区,系统建成后,这些地区均将获得优于GPS系统的精准定位。

二是短报文系统。
其他所有定位系统只接收太空信号,不与通信卫星进行任何交流。而北斗的接收机可以和卫星进行交流,最典型的应用是可以发布140个字的短报文,就像现在人们平时用的“短信”,既能够定位,又能显示发布者的位置。

在海洋、沙漠和野外等没有网络的地方,安装北斗系统终端的用可以定位自己的位置,并能够向外界发布文字信息。该技术将被用于紧急救援、野外作业、海上作业系统。
更重要的是,北斗的短报文功能可以实现双向通信,提供的指挥端机可进行一点对多点的广播传输,为各种平台应用提供了极大便利,在国防、民生和应急救援等领域具有很强的应用价值。

特别是在灾区,在通讯、电力中断或移动通信无法覆盖北斗终端的情况下,可以使用短报文进行通信。

2008年汶川地震时,进入重灾区的救援部队利用120字的短报文突破通信盲点、与外界取得联系,及时向指挥部汇报了灾情。

而且,这个功能不但实用,而且成本很低,目前我国民用短报文大概几毛钱一条。

由上可知,无论是军用还是民用,北斗对我国意义重大,称其为“国之重器”丝毫不为过。在技术上,它完全可以与新一代GPS媲美,之前有媒体报道过某博士破解了北斗信息,完全是谣言,因为“破解”的是民码,而民码本来就是要公开的(全世界各个系统都是如此)。

只是相比GPS,在商业化方面,北斗暂时很难从每年千亿美元级别的GPS市场那里“分一杯羹”。而且,北斗系统尚未完全建成,竞争力较为有限。
不过,2020年前后,北斗三期完全建成,巨大的国内市场和“一带一路”国家的需求足以支撑北斗成长为世界第二大系统。在未来,北斗还有很大上升空间。