摘要：随着我国自行研制的“北斗一号”的完成，中国的北斗卫星导航系统工程又前进了一大步，我国的北斗卫星导航系统和美国的GPS虽然都是卫星定位、导航系统，但是它们在各方面都有着较大的差异，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。本文首先分析了北斗卫星导航系统的工作原理，进而从卫星数量、轨道特性、定位原理、用户容量和定位精度等方面探讨了二者之间的差别，通过对比分析北斗导航卫星系统和GPS的系统和功能组成，给出北斗卫星导航系统的应用优势。
关键词：GPS北斗异同
中图分类号：TN967 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）03-0221-01
1 北斗卫星定位系统与GPS全球定位系统的构成与技术原理
GPS全球定位系统是一个全球性、全天候、高精度的导航定位和时间传递系统。24颗
卫星在其空间中运行。分为军用和民用两个系统运行，服务分两个不同的等级提供。GPS定位采用空间被动式原理，在测站上安置GPS用户接收系统，以各种可能的方式接收卫星发送的信号，卫星不间断地发送自己的星历参数和时间信息，用户接收后，由计算机求出接收机的三维位置，三维方向及运动速度和时间信息，简称“三球定位”原理。首先假定卫星的位置为已知，准确测定※点距离卫星的长度，结果※点就是位于以卫星为中心的圆球上，圆球的半径等于所测得距离。下一步，再测量※点距离另一卫星的长度，结果※点必然位于这两个圆球相交形成的环上。再继续测量距离第三个卫星的长度，最终※点必然在三个圆球相交形成的两个点上。再根据地理知识，去掉那个不合理的点。其实继续再测量※点距离另一个卫星的长度，也能直接定位※点。GPS的作用除了导航外，还有很多，像地震学家用它能监测地壳的微小移动最终帮助预测地震。
北斗卫星导航系统分为三段：空间、地面、用户。空间段计划由35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。5颗静止轨道卫星定点位置为东经58.75°、80°、110.5°、140°、160°，中地球轨道卫星运行在3个轨道面上，轨道面之间为相隔120°均匀分布。服务方式有两种：开放式、授权式。开放式服务：免费定位、测速、授时，定位精度为10m。授权式服务，向授权客户提供的定位、测速、授时和通信服务
更安全，信息更系统完整。可向客户二十四小时定位服务即时，定位精度可达数十柰秒（ns）的同步精度，其精度与GPS相当。
2 北斗卫星导航定位系统和GPS全球定位系统的异同
目前，北斗卫星导航系统是由我国自主研发、独立运行的区域卫星导航系统，缩写为BDS，与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统兼容共用的全球卫星导航系统，并称全球四大卫星导航系统。在全球卫星定位系统方面，现在使用范围最广的就是美国的GPS全球定位系统，我国自行研制的“北斗一号”和美国的GPS虽然都是卫星定位、导航系统，但是它们在各方面都有着较大的差异，这种差异主要体现在以下几个方面：
（1）首先都是导航定位系统，采用的定位技术不同，定位的范围也有区别。北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统。覆盖范围约东经北斗手机号定位70度到140度，北纬5度到55度；GPS是覆盖全球的全天候定位系统。目前，北斗还不是全球定位，当然北斗开始的晚，部署需要时间，GPS也用了20年时间才布置完毕全天候覆盖全球的。（2）其次，二者的定位理论不同，北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。由地面中心控制系统解算，再向用户提供三维定位数据；而GPS已经部署完毕由用户设备独立解算自己三维定位数据。所以北斗卫
星导航定位系统定位理论更新，可以用于国家经济建设，为中国的交通运输、气象、石油、海洋、森林防火、灾害预报、通信、公安以及其他特殊行业提供高效的导航定位服务，应用前景十分广阔。（3）卫星数量和轨道特性：北斗卫星导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星且两颗卫星间的赤道角距约六十度。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星，轨道赤道倾角五十五度，轨道面赤道角距六十度，为准同步轨道，绕地球一周11h58m。（4）定位精度：我们的北斗系统可以对所有终端机进行监控管理，就这一点GPS就根本不可能做到。可以通过确定用户地理位置，为用户及主管部门提供导航。水平定位精度100米，差分定位精度小于20米。定位响应时间：Ⅰ类用户5秒；Ⅱ类用户2秒；Ⅲ类用户1秒。定位更新时间小于1秒，一次性定位率达百分之九十五。GPS三维定位精度P码目前己由16米提高到6米，C/A 码目前己由25-100米提高到12米，授时精度日前约20柰秒。（5）用户容量：北斗卫星导航系统具有用户之间、用户和地面控制中心之间双向数字报文通信能力，通常每次能通信三十六个汉字，核准过的用户使用连续通信方式最多能通信一百二十个汉字。北斗卫星导航系统有两种精密授时功能：单向和双向，依据具体的精度需求，利用定时用户终端，完成与北斗卫星导航系统之间时间和频率同步，提供100ns（单向授时）和20M（双向授时）的时间同步精度。GPS全球定位系统是单向测距系统，用户只要单向使用设备接收GPS发出的导航电文即可进行测距定位，所以GPS全球定位系统的用户设备容量没有上限。
3 鉴于以上浅析北斗卫星导航系统和GPS全球定位系统的异同
而且我国必须发展自主的全球卫星导航系统，那就必须坚持原则，这个原则就是既要开放、独立又要兼容、渐进。 北斗卫星导航系统虽然和GPS全球定位系统相比有一定的差距，但是随着北斗卫星导航系统的建设发展，北斗卫星导航系统必将迎来“规模化、社会化、产业化、国际化”的重大历史机遇，当然这机遇也对北斗卫星导航系统提出了更高的要求。北斗卫星导航系统是中国独立自主研发的卫星导航系统，其成功有着非凡的战略意义，标志着中国打破了美、俄在卫星导航定位系统的垄断地位，填补了中国没有自主卫星导航系统的空白。根据军队和地方签订的协议，中国需要在2015年前完成北斗卫星导航系统产品标准、民用服务资质等法规体系建设，该体系要权威、标准统一。还要在首都建成一个国家级检测中心，在地方上按区域建设七个区域级授权检测中心，加快推动北斗卫星导航系统进入国家认证认可体系，进入国家标准系列。
北斗卫星导航系统如果能顺应各行业、各领域广泛的需要，紧跟我国经济建设和航天事业的迅猛发展，北斗卫星导航系统必然获得更加深厚的发展潜力，以期对中国社会经济发展以及居民日常生活的科技化起到强有力的推动。
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