北斗3比GPS領先在哪里?

同樣是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),順利組網(wǎng)成功的北斗3已經(jīng)比目前還在運行中的GPS系統(tǒng)綜合領先是可以肯定的。GPS系統(tǒng)也在升級,但是要想完全達到目前北斗3的水平,還要再投入數(shù)百億美元,再用至少10年的時間。但真到那個時候,北斗4恐怕也已經(jīng)順利升空組網(wǎng)了。那么北斗3具體領先在哪里呢?瀚海狼山(匈奴狼山)認為至少領先4點:第一,GPS的空間系統(tǒng)部分,共由24顆衛(wèi)星組成。其中21顆工作衛(wèi)星;3顆備用衛(wèi)星,基本都位于距地表20200公里的上空,運行周期為12小時。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道面上,每個軌道面4顆,軌道傾角為55°。確保全球絕大多數(shù)地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛(wèi)星。GPS系統(tǒng)正是通過4顆或者4顆以上衛(wèi)星和用戶終端之間的方位和時間差,經(jīng)過系統(tǒng)計算后,
給用戶終端提供定位、授時和顯示速度服務。北斗3全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)則由24顆中圓地球軌道衛(wèi)星、3顆地球靜止軌道衛(wèi)星和3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,共30顆衛(wèi)星組成。其中24顆中高軌道衛(wèi)星高度為2.13-2.15萬千米。正是北斗3系統(tǒng)比GPS多出了3顆地球靜止軌道衛(wèi)星和3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,使得北斗3系統(tǒng)在赤道附近的低緯度,以及兩極地區(qū)的高緯度的定位和授時精度,明顯優(yōu)于GPS系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)定位精度最高的是北美、亞洲和歐洲這些北半球的中高緯度地區(qū),在赤道和兩極的定位精度一般,這是當初GPS 衛(wèi)星軌道的選擇先天決定的。而正是北斗3系統(tǒng)比GPS多出來了3顆地球靜止軌道衛(wèi)星和3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,恰恰填補了GPS的最大空白,因此北斗3才是實打實的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。

第二,24顆GPS衛(wèi)星,主體呈現(xiàn)圓柱形,自重基本都在843.68公斤,只能算是中小型衛(wèi)星。衛(wèi)星體量小,則發(fā)電能力就很有限。因此GPS系統(tǒng)往地面?zhèn)鬏數(shù)男盘柶鋵嵎浅N⑷酰诼短爝€尚可接收;但是在室內(nèi)就很容易被自然屏蔽掉信號。而北斗3系統(tǒng)的多顆“主星”的自重超過4.5噸;24顆中高軌道星的自重也在2.5噸以上,已經(jīng)普遍屬于中大型衛(wèi)星;因此本身發(fā)電能力強大,信號也更強。完全可以彌補最好的發(fā)射頻段被GPS 提前占據(jù)的問題。北斗3不但抗干擾能力更強,在室內(nèi)、車內(nèi)等半封閉環(huán)境下,北斗3的綜合信號強度明顯高于GPS。第三,北斗系統(tǒng)從一開始就是有源定位系統(tǒng),發(fā)展到北斗3則更加成熟完善。而GPS直到下一代才能變現(xiàn)在的無源定位為無源有源綜合定位。首次實現(xiàn)北斗系統(tǒng)已經(jīng)用了20年的報文功能。但是現(xiàn)在超級大國囊中羞澀。升級版GPS什么時候完全實現(xiàn)還是未知數(shù)。

第四,GPS衛(wèi)星因為體量偏小,攜帶的燃料有限,隨著部署時間越來越長,衛(wèi)星的軌道偏差會越來越大,綜合導航精度已經(jīng)在逐漸降低。而北斗3系統(tǒng)剛剛部署,屬于嶄新的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。衛(wèi)星體量大攜帶的燃料多,因此未來相當長一段時間,都可以維持極高的定位和授時精度。這種此消彼長未來會越發(fā)明顯。