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1、北斗导航相比于 GPS 的优点摘要GPS全球卫星定位系统是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，它极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。相比于GPS，中国拥有北斗卫星的控制权、所有权等优势。关键
2、词：北斗导航，GPS，卫星导航系统AbstractGPS global satellite positioning system is by United States mod developed established of a has full, and clock, and full period, and high precision of satellite navigation system, can for global user provides low cost, and high precision of three dimensional location, and sp
3、eed and precise timing, navigation information, is satellite communications technology in navigation field of application model, it great to improve has Earth social of information level, powerful to promoted has digital economic of development.ChinasBeidousatellitenavigationsystems(BeiDouNavigation
4、SatelliteSystem,BDS)isaglobalnavigationsatellitesystemdeveloped by China itself.IstheUnited Statesglobalpositioningsystem(GPS),RussiaKelowna,satellitenavigationsystems(GLONASS)thethirdcountryaftersophisticatedsatellitenavigationsystem.ComparedtoGPS,ChinawithitsBeidousatellitecontrol,ownershipand oth
5、eradvantages.Key words:Beidounavigation,GPS,asatellitenavigationsystem正文1绪论1.1 论文选题背景和意义1.1.1课题研究来源卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。中国高度重视卫星导航系统的建设，一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作
6、用。为了更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求，我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。1.1.2课题研究的目的通过对比北斗卫星导航系统和GPS，找出北斗卫星导航系统的优势。1.1.3课题研究的意义卫星导航系统是重要的空间信息基础设施，研究北斗卫星导航系统相对于GPS的优势，找出不足，不短探索和创新自主知识产权的卫星导航系统，更好为我国国民经济建设和国防服务。1.2 国内外研究现状美国全球定位系统(GPS)1973年12月，美国国防部批准陆海空三军联合研制全球定位系统(GPS)，1993年覆盖全球，广泛使用。目前正在试验下一代卫星导航系统。俄罗斯“格洛纳斯”系统(GLONASS)苏联国防部于
7、20世纪80年代初开始建设全球卫星导航系统。于1995年投入使用，现在由俄罗斯联邦航天局管理。卫星的设计经历了无数次改进，格洛纳斯K自2011年起服务范围拓展到全球。格洛纳斯是继GPS之后第二个军民两用的全球卫星导航系统。俄联邦宣称格洛纳斯系统军民两用，不带任何限制、不引入SA机制，也不计划对用户收费。欧洲“伽利略”系统(GALILEO)欧空局与欧盟在1999年合作启动，2005年首颗试验卫星成功发射，2008年开通定位服务。伽利略提供的公开服务定位精度通常为1520米和510米两种档次。公开特许服务有局域增强时能达到1米，商用服务有局域增强时为10厘米。中国“北斗”系统(BDS)北斗卫星导航
8、系统第一步是试验阶段，用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务；第二步是到2012年，计划发射10多颗卫星，建成覆盖亚太区域的“北斗”卫星导航定位系统；第三步是到2020年，建成由5颗静止轨道和30颗非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统，形成全球覆盖能力。1.3课题研究内容与方法课题研究内容：首先，了解GPS全球定位系统和北斗卫星导航系统，及其发展现状。其次，通过分析对比，找到北斗卫星导航系统相对于GPS的优势。最后，总结北斗卫星导航系统的优势及劣势，更好的认识了解北斗卫星导航系统。通过查找相关文献资料及视频了解PS全球定位系统和北斗卫星导航系统，通过对比发现北斗导航相对于GPS的优势
9、及劣势。2 北斗导航系统和GPS全球定位系统GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS 。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球故概率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical Product Specificatio
10、ns, 简称GPS)。另外一种含义为G/s（GB per second）。GPS(Generalized Processor Sharing)广义为处理器分享，网络服务质量控制中的专用术语中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、受时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。有源定位就是接收机自己需要发射信息
11、与卫星通信，无源定位不需要。其中北斗一代是有源定位，有源定位技术只要两颗卫星就可以完成定位，但需要信息中心DEM（数字高程模型）数据库支持并参与解算。有源定位在北斗二代上被保留下来，但不作为主要的定位方式（这个有待考证。 必须强调，北斗二代使用的是无源定位，和GPS是一样的，不需要信息中心参与解算。）凡是说北斗没有任何优势的答案都反对，完全没有用客观的心态去看待问题。北斗在芯片上确实有劣势，但是它的优势也是显而易见的。关于北斗导航系统相对于GPS的优势北斗二代的卫星星座是由我国许其凤院士设计的。当然，后期经过一定的优化设计，但基本沿用了许院士的设计。根据许其凤院士的讲座视频，结合我所学知识、所
12、看到的新闻进行回答。1. 安全。这绝对是建北斗最最重要的原因，没有这个原因北斗真的是可以不建的，或者说可以缓一缓再建。GPS使用了这么多年，军队官方都没有统一装备GPS的任何产品（当然，会有私自购买的，只是一小部分），因为战时美国绝对不会让你他的GPS，GPS信号是可以加密或关闭的。在地理信息如此重要的战场，只能靠自己。对于民用领域，提到GPS信号“做了手脚”，这是GPS的SA政策，而且这个政策在2000年5月1日已经取消了，所以你说GPS“做过手脚”的精度是5m是不正确的，实行SA政策时的精度应该是100m左右。虽然GPS的SA政策取消了，却让民用市场对其信心大大降低，只有自己能够完全掌控的
13、系统才能保证安全！缺点就是要花钱，但这个钱，第一，必须花，第二，花的还真不算多，GPS耗资200亿美元（现在应该已经不止这么多了，因为需要不断替换老旧卫星），北斗系统“预计投入经费500亿”人民币，一个字，值！2. 三频信号。北斗使用的是三频信号，GPS使用的是双频信号，这是北斗的后发优势。虽然GPS从2010年5月28发射了第一颗三频卫星，但等到GPS卫星全部老化报废更换为三频卫星还好几年。这几年就是北斗的优势期。三频信号可以更好的消除高阶电离层延迟影响，提高定位可靠性，增强数据预处理能力，大大提高模糊度的固定效率。而且如果一个频率信号出现问题，可使用传统方法利用另外两个频率进行定位，提高了
14、定位的可靠性和抗干扰能力。北斗是全球第一个提供三频信号服务的卫星导航系统。3. 有源定位及无源定位。有源定位就是接收机自己需要发射信息与卫星通信，无源定位不需要。所以北斗一代的有源定位，有源定位技术只要2颗卫星就可以完成定位，但需要信息中心DEM（数字高程模型）数据库支持并参与解算。它在北斗二代上被保留下来，但不作为主要的定位方式（这个有待考证。 必须强调一下，北斗二代使用的是无源定位，和GPS是一样一样的，不需要信息中心参与解算，以此为理由批评北斗二代是不可接受的，有源定位顶多算个补充功能 ）。这个功能的好处是当你观测的卫星质量很差，数量较少时（理论上，无源定位至少要4颗卫星才能解算XYZ和
15、时间四个未知参数，实际需要的更多），仍然可以定位。这个功能对于紧急情况会比较有用，比如在山谷中，观测条件非常差，能知道大概位置也是非常重要的。坏处是在战争中会暴露你的位置信息。需要信息中心参与解算就是排名第一答案说的“资源有限”，通过查询资料，发现北斗一代手持机，每60秒可以定位一次，不能频繁定位，以保证信息中心不能过载。但是北斗一代不能民用的主要原因不是这个！北斗一代称为北斗卫星实验系统，北斗二代称为北斗卫星导航系统，叫他一代二代仅仅是方便而已。从名字上就可以知道，北斗一代只是做个内部实验而已，检验一下北斗卫星定位系统的理论、技术是否可行，定位精度如何，再进行后续改进，设计的初衷根本没打算民
16、用。4. 短报文通信服务。这个绝对是中国原创功能，并且非常实用。08年汶川地震的时候，震区唯一的通讯方式就是北斗一代，北斗一代在当时发挥巨大的作用，没人嫌弃北斗一代手持机又大又丑，有和没有简直是质的飞越，所以该功能果断在二代中保留下来！但是这个功能也是有容量限制的，所以并不适合作为日常通信功能，而是作为紧急情况通信比较合适。基于这个功能，北斗还有一个好处，不但能知道我在哪，还能让别人知道你在哪。这个功能有利于求救。国家大力宣传此功能，可能基于以下两个原因：第一，这个功能中国独有。第二，宣传其他功能。5. 境内监控。卫星定位系统一般由三部分组成：空间星座部分，地面监控部分和用户接收机部分。其中，地面地面监控部分又由三大部分组成：监控站
