GPS与北斗伪距单点定位性能对比分析_安向东
北斗系统与GPS应用比较分析
第 4期
周 兵 等 : 斗 系统与 G S应用 比较分 析 北 P
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第 3 卷 第 4期 7
21 0 2年 8月
全 球 定 位 系 统
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北 斗 系 统 与 GP S应 用 比较 分 析
周 兵 陈 向 东 , 齐 乐 , 赵
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基于北斗系统与GPS系统性能的对比分析
扩建后的 “  ̄ t - -” - 系统 主要 目的是为陆 、 海 、空三大领 域提 供 实时、 全 天候和 全方位 于主控站 的参与形成了很强抗干扰能力。 P S 系统相同, 采用无源定位原理, 用户 只需接受即可定位 , 的导航 服务。 G P S 系统 于7 0 年代 正式开通使 用, 经过2 0 余年 的 同G
于2 0 0 7 年 实验使用 。 至2 0 1 2 年l O 月共建立了l 6 颗星 , 系统形成了
导引船只顺利通过 飘满浮冰的航道。 最后 , 北斗卫星导航 系统优势是它的开放性。 开放 服务是
测 速和授时服务, 且在 提供无源定位和 东至 日本, 西至印度东部, 南至澳 大利亚, 北至蒙古国亚太区域 向全 球免费提供 定位、 与G P S 兼容, 特 别适合 集团用户 及定位、 授时和通信与一体 的服务。 预 计2 0 2 0 年, 实现3 5 颗星的 授时服务 时用户数 量没有限制、
・哎 计 分 析
基于北斗系统与G P S 系统性能的对 比分析
王明哗 袁 凯( 空军 大连通信士 官 学校信息 网络 系/ 无线系, 辽 宁 大 连 1 1 6 6 0 0 )
北斗卫星定位系统与GPS定位系统的区别
生活中的常识,希望对您有帮助!北斗卫星定位系统与GPS定位系统的区别
导读:本文是关于生活中常识的,仅供参考,如果觉得很不错,欢迎点评和分享。
如今汽车导航与定位离不开卫星定位系统,下面小编给大家讲讲北斗卫星定位系统与GPS定位系统的区别。
操作方法GPS卫星定位系统是由美国建立并完善的,经过许多年的发展,GPS 几乎可以覆盖全世界,GPS卫星定位系统面向全球免费开放。
北斗卫星定位系统是由我国独立自主研制的一款卫星定位系统,由于起步较晚,还没有达到覆盖全球的能力。
我国的导航定位卫星一开始想和欧洲国家一起建立,但是欧洲国家防备中国,不愿透漏核心机密,我国一气之下便开始了自己的导航卫星的研制与发射。
北斗卫星定位系统在定位精度上丝毫不输GPS定位系统,这也是国人引以为傲的一件事情,民用定位系统定位精度在0.5米左右。
感谢阅读,希望能帮助您!
生活经验知识分享。
GPS与北斗导航系统的差异与应用价值分析
GPS与北斗导航系统的差异与应用价值分析GPS(全球定位系统)和北斗导航系统是如今世界上两种最常用的卫星导航系统。
这两个系统在功能和技术方面有一些差异,并且在不同领域有着不同的应用价值。
本文将对GPS和北斗导航系统的差异及其应用价值进行分析。
首先,GPS是由美国建立和管理的卫星导航系统,目前由美国空军运行。
它是世界上应用最广泛的导航系统之一,并且在民用、商用和军用领域都有着广泛的应用。
而北斗导航系统则是由中国独自建立和运营的卫星导航系统,其主要面向亚太地区提供导航和定位服务。
GPS和北斗导航系统在卫星数量方面存在差异。
目前,GPS系统有约32颗卫星运行在轨道上,其中24颗用于定位和导航,剩下的为备用卫星。
而北斗导航系统则计划在2020年之前发射35颗卫星,以提供全球覆盖的定位和导航服务。
从卫星数量上看,GPS在全球范围内的覆盖性更好。
其次,GPS和北斗导航系统在导航精度方面也存在差异。
一般情况下,GPS提供的定位精度约为5-10米,而在军事方面,GPS提供的精度可以达到几厘米。
相比之下,北斗导航系统提供的精度在10米左右。
虽然北斗的精度较低,但对于大部分应用来说已经足够了,比如汽车导航和智能手机定位。
另外,GPS和北斗导航系统在应用领域上也有一些差异。
由于GPS系统的广泛应用,它已经成为许多行业的重要组成部分。
从军事用途到航空航天,从海上导航到陆地测绘,GPS都发挥着至关重要的作用。
北斗导航系统在传统领域的应用还相对较少,但在一些新兴领域,比如智能交通、物流运输和精准农业,北斗系统正逐渐发挥作用。
此外,GPS和北斗导航系统在建设和国际合作方面也存在差异。
GPS系统由美国单独建立和管理,其技术和服务主导地位长期由美国掌控。
而北斗导航系统则是由中国独立发展和运营,中国政府积极推动北斗系统的国际化合作,目前已与多个国家和地区签署合作协议。
北斗导航系统在“一带一路”倡议中的应用也得到了很大的关注和支持。
北斗导航系统与全球定位导航系统(GPS)的比较及优势分析
统GPS,再经过20余年的发展,覆盖全球的GPS卫星星座布局 完成,美国在全球定位领域实现技术垄断和商业垄断。在上世 纪末的一场战争中,美军利用GPS系统对敌军实现精准打击, 让我国深刻意识到自主研发全球定位导航系统的重要性和必要 性。因此,1994年我国启动了北斗一号工程,2004年启动北斗 二号工程,2009年启动北斗三号工程,如今即将完成,计划在 2020年底之前实现卫星组网,全面完成北斗三号的建设,完成 全球覆盖。
信息化技术应用
TECHNOLOGY AND INFORMATION
北斗导航系统与全球定位导航系统(GPS)的比较及优势 分析
李雪 江苏无线电厂有限公司 江苏 南京 210000
摘 要 北斗导航系统和全球定位导航系统(GPS)是被国际认可的四大定位导航系统中的两个,另外两个分别是 俄罗斯的GLONASS和欧盟的GALILEO。本文重点对比了北斗和GPS的特点以及各自的优势。 关键词 北斗;GPS;定位;导航
(下转第27页)
22 科学与信息化2020年5月中
TECHNOLOGY AND INFORMATION
信息化技术应用
机器人的使用寿命普遍超过了10年。从这些角度来看,使用工 业机器人有着许多优点。由于工业机器人出色的工作质量和效 率,因此,许多行业使用工业机器人进行复杂的操作,例如分 拣、跟踪、处理、组装和存储。以上以电气控制中工业机器人 技术应用为研究对象,对机器人在工业自动化生产中的应用进 行实例具有一定的意义。
1.5 系统实时性 北斗一号属于有源定位系统,实时性比较差,用户需要发 送定位请求给控制中心,控制中心解算完后再回发给用户。北 斗一号的延时较长,对于高速移动的物体,定位误差就会变得 很大。北斗二号和GPS主要采用的都是无源定位,位置的解算 都是由用户设备完成的,实时性比较高。 1.6 定位精度 全球定位导航系统卫星中最重要的部件就是原子钟,也是 决定系统定位精度的决定因素。我国在原子钟上的发展远远落 后于美国,所以北斗比GPS的定位精度要差一些。美国的原子钟 目前可以做到2000万年误差不超过1s,我国近些年发展原子钟技 术也取得了很大的进步,可以自主研制出300万年误差1s的原子 钟,结合北斗三号部署的多卫星系统,正在逐步缩小精度方面的 差距。GPS卫星全部更新完毕后可以实现的精度为军用0.3m,北 斗三号计划指标为2.5~5m,至于民用精度则根据对应系统开放的 权限而定,此外综合定位精度可以达到厘米甚至是毫米级别。 1.7 用户容量 我国开始研制北斗时,GPS已经实现了商用。GPS为无源 定位,理论上的用户容量是无限大的。北斗一号是有源定位, 用户容量十分有限,但是更迭到北斗二号和北斗三号后,结合 了无源定位技术后,北斗导航系统的用户容量也扩大到了无限 大,所以这方面二者是差别不大的。 1.8 通信功能 GPS是单向测距的模式,并不具备通信功能。从北斗一号 开始,通信功能就是其一大特色。发展到北斗三号,通信功能 依旧被保留下来,可以在实现定位的同时,将位置信息通过卫 星发送给目标设备。 1.9 性价比 GPS由于发展早,垄断市场长达几十年,技术和模块都十 分成熟,市场上主要的定位导航模块基本都是基于GPS来开发 的。北斗的市场普及度远不及GPS,很多终端模块还处于开发 阶段,所以在性价比上,北斗是不如GPS的。但是考虑到未来 的国际关系变化,北斗的普及也是一个势不可挡的趋势[2]。
“北斗导航”与“GPS”性能比较
“北斗导航”与“GPS ”性能比较北斗导航系统,一个国人值得骄傲的系统,马上也快上市了,其模块费用100元左右,比GPS 稍低,优点已经被媒体说了很多了,其缺点也不少,简单看一下北斗导航系统原理:北斗导航系统由于是主动双向测距的 询问——应答 系统模式。
当用户要求导航,通过终端机向卫星发送导航请求,卫星再把这个请求传回到地面控制中心,控制中心通过计算卫星发回的数据,再把结果通过卫星发送到用户终端机。
其间要经过地球静止卫星走一个来回,再加上卫星转发,中心控制系统的处理,时间延迟就长了,因此对于高速运动体,就加大了定位的误差。
其次,由于要用户发射定位请求,这样同时失去了无线电隐蔽性,这在军事上相当不利,另一方面由于设备必须包含发射机,因此在体积、重量上、价格和功耗方面处于不利的地位。
再次,导航系统使用的频率资源是有限,而系统又是询问应答模式,每个终端机要占用一点资源,因此,北斗导航系统的用户设备数量是有限的,每小时540000户。
相比较GPS 则是单向测距系统,用户设备只要接收导航卫星发出的导航电波即可进行测距定位,不需要用户发射信息,也就好比用户拿着一个收音机就可以收到广播电台,因此GPS 的用户设备容量是无限的。
最后,北斗导航系统完全依赖控制中心系统,因为定位解算在那里而不是由用户设备完成的。
一旦中心控制系统受损,系统就不能继续工作了。
而GPS的定位解算在用户终端,只要卫星不坏,就可以定位,现在GPS正在发展星际横向数据链技术,使万一主控站被毁后GPS卫星可以独立运行,而北斗导航是根本不可能的。
如果上面的解释你还是不懂,那就再举个例子,手机好比移动导航终端设备,卫星相当于移动基站,过程就是:用手机打电话到导航控制中心询问:“我现在处在什么地理位置?”,中间通过移动基站中转,最后到了导航控制中心,导航控制中心计算后,再通过通过移动基站转到你手机说:“你现在的的位置是多少”,明白了吧,这是这样的一个原理。
北斗与gps谁更精准
GPS在水平的精度现在还是略胜北斗,北斗在高程上略胜GPS。
具体来说:全球定位精度与GPS相当,局部区域优于GPS。
所以,“中国芯”的北斗并不比GPS差。
并且在北斗系统之中,我国还独创了三种轨道混合星座,增加了精密单点定位、星基增强、区域短报文通信、国际搜救、全球短报文通信等新功能,可以播发更优的导航信号。
北斗在北美,非洲等地的定位精确度在5米左右,在亚太地区可以精确到2.5到3米。
当然这基本可能就是公开的“民用”精确度,在军用上可能还会更高一些,这就是保密数据了。
这里到有一个比较公开的精确数据说明,在抗战胜利70周年9.3大阅兵中,地面方队时间误差仅仅在0.3秒之内,距离误差在正负10厘米之内,空中梯队米秒不差,都是北斗的功劳。
这个公开的数据,大家应该看得出来北斗的厉害程度了。
所以“中国芯”的北斗没有比GPS差,局部甚至优越度已经高于了GPS。
并且北斗还有一个能力,那就是没有地面支持的情况之下,卫星系统也可以实现60天自主运行,同时上下链路还不受大气电离层的干扰,这就是它的强大点。
所以这不是夸张,不是乱吹,北斗系统的确是很强大。
GPS:GPS(全称:Global Positioning System)指的是全球定位系统,是由美国国防部研制和维护的中距离圆形轨道卫星导航系统。
它可以为地球表面绝大部分地区(98%)提供准确的定位、测速和高精度的标准时间,可满足位于全球地面任何一处或近地空间的军事用户连续且精确地确定三维位置、三维运动和时间的需求,民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。
北斗卫星导航系统:北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设运行的全球卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。
北斗系统提供服务以来,已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用,服务国家重要基础设施,产生了显著的经济效益和社会效益。
北斗卫星导航系统与GPS全球定位系统简要对比分析
北斗卫星导航 系统与GP S 全球定位系统简要对 比分析
杨 琰 ( 中国电 子科技集团 公司 第五 十四研究 所卫星导 航专业 部, 河北 鹿泉 0 5 0 2 0 0 )
摘 要: 随着我国第三颗北斗卫星的升空, 我国的北斗卫星导航 系统工程建设又迈出了重要一步, 卫星组网正按计划稳步推进, 北斗导航业
而深 入的交 流与合 作 , 促 进各卫星 导航系 统 间的兼容 与互操 G P S 是英文G l o b a l P o s i t i o n i n g S y s t e m( 全球定位 系统)
内民用 用户 的登记 、 识别和运行 管理 ; 用户终端是 直接 由用户 的简称 。 G P S 起始 于1 9 5 8 年美 国军方的一个项 目 , 1 9 6 4 年投入使
2 . 1 . 1 空 间 部分
北斗卫星导航系统 的建设与发 展, 以应用推广和产业 发展 位 系统G P S 。 主要 目的是 为陆海空三大 领域 提供 实时、 全 天候
为全球用户提供高质量 的免费服务, 积极与世界各 国开展广泛 2 . 1系统与功能介绍 作, 推动卫星导航技术与产业 的发展。
用。 2 0 世纪7 0 年代 , 美 国陆海 空三军 联合研制 了新一代卫 星定
和全 球性 的导航服 务, 并用于情报收集 、 核爆监测和应 急通讯 等一些军事 目的, 经 过2 0 余 年的研究实验 , 耗资3 0 0 亿美元 , 到 1 9 9 4 年, 全球覆盖率高达9 8 % 的2 4 颗G P S 卫星 星座 己布设完成 。 G P S 卫 星导航系统主要 由三部分组成 : 空 间部分、 地面控制 系统和用户设备部分。
地面控制 中心与用户终端的双 向无 线电信号 的中继任务 ; 地面 同步精度 。
北斗卫星导航系统与GPS的对比技术
摘要:美国的GPS从根本上解决了人类在地球及其周围空间的导航及定位问题。
为了摆脱对GPS的过度依赖,中国于2007年2月3日正式建立了自主研发的北斗卫星导航系统。
这两者在技术原理、软硬件设备、功能与效率等多方面各有自己的优缺与特色。
本文对这两大导航系统的发展与特点进行了简单的整理与总结。
关键词:北斗卫星导航系统GPS 发展功能特点比较中国北斗定位系统与美国GPS系统对比总结一、GPS与北斗卫星导航系统的发展简史20世纪50年代末,苏联发射了世界上第一颗人造卫星。
美国科学家在对其跟踪时,发现了多普勒频移现象,并利用该原理,建立了子午卫星导航系统。
由于存在种种不足,1973年开始,美国筹建全球卫星定位系统GPS,在经历了原理方案可行性验证阶段(1978-1979)、系统研制与实验阶段(1979-1984)后,于1989年发射正式工作卫星,最后经过工程发展与完成阶段(1989-1994),在1994年全部建成并投入使用。
期间一共发射了28颗卫星,最终使用的是21颗工作卫星与3颗备用卫星。
它们被均匀地分布在6个轨道平面上,每个轨道都有4颗卫星,平均高度20200km,运行周期为11小时58分(绕地2周/天)。
北斗卫星导航定位系统,是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS)。
1983年,我国“两弹一星”功勋奖章获得者陈芳允院士及其合作者提出利用两颗同步定点卫星进行导航的设想,经过分析和和初步实地试验,证明效果良好。
1986年初,我国正式以双星快速定位通信系统为名开始进行整个计划,到年底我国相关单位就提出了总体技术方案和试验方案。
1989年9月5日凌晨5点,我国科研人员以库尔勒、南宁等4个用户机进行第一次定位试验,结果证明,利用双星定位可实现定位、定时、简短通信三大功能,而且比当时GPS的民用码精度高好几倍。
1994年1月,双星快速定位通信系统正式命名为“北斗”卫星导航定位系统,并列为我国“九五计划”重大项目。
浅析北斗卫星导航系统和GPS全球定位系统的异同
1北 斗 卫 星定 位 系统 与GP S 全球 定 位 系统 的构 成 与技 术 原理 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 G P S 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 。 2 4 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。 G P S 定位采用空间被动式原 理, 在测站上安置G P S 用户接收系统 , 以各种可能的方式接收卫星发 送 的信号 , 卫星不问断地 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
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学 术 论 坛
浅析北斗卫星导航 系统和 G P S全球定位系统的异 同
刘 旭 峰
( 中航 洛 阳 电光设 备研 究所 河 南洛 阳 4 7 1 0 0 0 )
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G P S  ̄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、 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
GPS和北斗原理和性能对比
GPS和北斗原理和性能对比首先,GPS(全球定位系统)是由美国国防部开发并维护的卫星导航系统。
它由24颗主要卫星和几颗备用卫星组成,这些卫星分布在地球轨道上,覆盖整个地球。
GPS使用三角测量原理,通过接收来自卫星的信号,并测量到达时间来计算地理位置。
用户需要至少接收4个卫星的信号才能确定自己的位置,因为每个卫星将提供一个方程,然后通过求解这些方程组来计算位置。
北斗是中国自主研发的卫星导航系统,以提供全球定位服务。
北斗由35颗主要卫星和几颗辅助卫星组成。
与GPS类似,北斗系统也使用三角测量原理来计算位置。
然而,北斗系统使用的星座结构与GPS不同,它包括5颗地球同步中轨道卫星和30颗倾斜地球同步卫星。
这种星座结构可以提供更好的地球覆盖率和更高的服务质量。
在性能方面,GPS和北斗有一些差异。
首先,北斗系统覆盖的区域更广,包括亚太地区和部分欧洲、非洲地区,而GPS系统覆盖全球。
其次,北斗系统相对于GPS系统具有更高的精度。
北斗系统的水平精度可以达到2.5米,垂直精度可以达到5米,而GPS系统的相应精度通常在5-15米左右。
此外,北斗系统还具有更高的可靠性和稳定性,可以抵抗部分天气和电磁干扰。
此外,GPS和北斗还在使用上存在一些差异。
由于历史原因,GPS系统在全球范围内更通用和流行,广泛应用于汽车导航、航空航天、军事等领域。
北斗系统目前主要在中国和亚太地区使用,但中国政府计划将其拓展到全球,并积极推动北斗系统在各个领域的应用。
总而言之,GPS和北斗是两个不同的全球卫星导航系统,它们在原理、性能和使用上存在一些差异。
北斗系统具有更广泛的覆盖范围、更高的精度和更高的可靠性,但目前在全球范围内的应用相对较少。
随着北斗系统的不断发展和推广,它有望成为GPS系统的有力竞争对手。
导航技术:GPS和北斗的比较
导航技术:GPS和北斗的比较随着现代技术的不断发展,人们对导航技术的需求也日益增加。
目前,GPS和北斗是两种广泛应用于导航领域的技术,因此当下人们经常会比较这两种技术,分析它们的优缺点。
本文从GPS和北斗的产生背景、技术原理、应用场景、服务能力和未来发展等多个方面进行比较和分析,以期为读者提供有价值的信息。
一、产生背景比较GPS是一种美国国防部研制的导航卫星系统,最初用于军事应用。
而后,它逐渐应用于民用领域,成为世界各地广泛使用的导航技术。
北斗则是中国国防部研制的导航卫星系统,同样具有军民两用性质。
与GPS相比,北斗的发展时间较晚,但随着中国政府鼓励北斗系统的普及和应用,其在国际上的影响力也在逐渐扩大。
二、技术原理比较GPS的原理是根据卫星发射的无线电波信号,通过接收器接收并确定其位置、速度、时间等信息,从而实现导航。
GPS系统由24颗中轨道卫星、5个地面控制站和用户终端设备组成。
北斗的原理与GPS相似,也是通过卫星发射信号实现导航定位。
目前,北斗系统已建成35颗全球卫星导航系统卫星,包括5颗地球静止轨道卫星和30颗中轨道卫星。
然而,要注意的是,GPS信号在室内、山区、建筑高楼围城等地方可能会受到干扰,而北斗系统则可以通过与地基增强系统配合,提高信号的接收能力,提供更可靠的导航服务。
三、应用场景比较GPS和北斗均被广泛应用于交通、物流、航空航天、电信、气象、地质勘探等领域。
例如,交通应用中,路况导航系统常使用GPS定位获取车辆位置和快速路况等信息;而运输行业则依靠北斗系统跟踪货物的位置,确保货物安全运输。
此外,GPS在航空航天领域的应用尤为广泛,如导航、地球观测、气象预报、卫星通信等。
北斗系统在农业方面还应用于精准农业,可通过卫星和移动通信技术,实现对农业生产的监测和管理。
四、服务能力比较GPS和北斗系统都具有高精度定位和数据传输能力。
GPS系统建立的时间更早,更普及,用户群体大,全球性强。
同时,GPS系统提供的数据更新周期比北斗更快。
北斗系统和GPS系统应用差异性对比分析
北斗系统和 GPS系统应用差异性对比分析摘要:本文梳理总结了我国北斗系统的基础构建及开放、自主、兼容、完善这四项建设发展原则,以及快速定位、简要通信、精准授时这三项主要功能;简要介绍了GPS系统组建框架;通过定位原理、系统组成、功能精度这三方面浅析了北斗系统与GPS系统的应用差异。
旨在明确我国北斗系统与美国GPS系统的优缺点,为北斗系统今后长远发展开拓新思路。
驱动北斗系统主体逐步完善成熟,有效优化系统功能性能,为用户群体提供更为稳定、可靠、精准的导航定位等综合服务。
关键词:北斗系统;GPS系统;应用;对比我国北斗系统最后一颗卫星顺利升空,标志着北斗卫星导航系统全球组网正式成功。
现如今,已有137个国家与我国北斗系统进行了合作协议签订。
可以预计,今后我国北斗系统在国际层面中的应用途径将逐步拓展辽阔。
而对于美国研制推出的GPS全球定位系统来讲,在以往较长一段时间中,社会大众开展的地理定位、道路查询等作业任务均需依靠该系统。
但基于我国科技领域坚持自主创新发展,且已取得诸多喜人研究成果的社会发展新形势下,北斗导航系统将凭借自身多样优势特点成为国际领域中广泛应用的前沿性定位系统。
1.北斗卫星导航系统简介“北斗系统”全称为北斗卫星导航系统。
作为我国自主研制的全球性卫星定位系统,是在美国GPS系统、俄国GLONASS系统之后的第三套成熟可用的导航系统[1]。
能够将可靠、精准的导航定位服务随时向用户群体完成提供。
且持有短报文这一实用性功能,定位、授时、导航等综合能力表现优异。
1.1建设原则1.1.1开放原则我国北斗系统的建设完善秉持了基础开放性原则,北斗系统的健全建设、应用功能、主体发展等方面的研制成果将对各国全世界开放共享,可为全球用户群体免费提供高质、高效的导航服务。
1.1.2自主原则北斗系统完全由我国自主研制推出,可以相对独立的态度实现对用户群体合理要求的满足。
1.1.3兼容原则基于全球导航系统国际委员会以及国际电联指导框架,北斗系统可与现有的各类导航卫星完成互操作,达成互相兼容的协调发展目标。
GPS与北斗卫星的精度分析与比较研究
GPS与北斗卫星的精度分析与比较研究在现代社会中,导航已经成为了生活中不可或缺的一部分,而GPS和北斗卫星则成为了导航技术中不可或缺的组成部分。
在这两种导航技术中,GPS和北斗卫星都拥有着自己的独特优势,但是其精度的高低却是相当值得关注的一个话题。
本文将会从精度这一切入点来分析GPS和北斗卫星的优劣势,并且进行深入比较研究。
一、GPS的精度分析GPS是一种由美国开发的全球定位系统,最初是为美军而设计,后来广泛用于各种民用领域,如导航、天气预报、地质勘探等领域。
GPS导航的精度取决于接收机接收到的卫星的数量和位置,因为它需要至少接收到4个卫星的信号才能进行三维定位。
如果接收机接受到的卫星数量越多,精度也就越高。
在GPS系统中,最小定位误差通常在5米到15米之间。
但是,由于多种因素的影响,例如卫星信号穿越地球大气层时受到的干扰、地球引力场等因素,真正的定位精度通常不能超过3-5米。
此外,使用精密GNSS设备时,还可以达到厘米级精度的定位精度。
二、北斗卫星的精度分析北斗卫星定位系统是中国自主研发的一种卫星导航系统,北斗卫星定位系统已经开始在全球范围内提供服务。
北斗卫星在信号的传输方式上有着自己特有的技术路线,采用了自主选址和保密技术,从而具有更好的外部抗干扰能力。
同时,北斗卫星定位系统对广域导航、特定定位、短报文通信和应急通信等均支持,完全满足了现代化行业和军事领域的多元化需求。
北斗卫星定位系统的精度取决于卫星的数量和覆盖面积。
在城市及其周边等狭小区域内,北斗卫星定位系统的精度可达到10米以内,而在广大的星下区域内,北斗卫星的精度可达到几十米。
在北斗卫星定位系统中,高精度应用主要是靠可穿戴设备等设备上来完成的。
三、GPS和北斗卫星的比较GPS和北斗卫星定位系统在精度上的差别是显而易见的。
在完全开放的环境下,在定位误差方面,GPS在过去的几十年里的研究和开发中一直走在世界前沿,不仅在平均定位误差、高精度相位测量、信号连续性和实时性等方面取得了较显著的成果。
北斗导航系统与GPS的比较与分析
北斗导航系统与GPS的比较与分析1. 引言北斗导航系统和GPS(全球定位系统)是目前世界上最广泛应用的卫星导航系统。
作为定位与导航领域的两个主要技术,它们在不同领域有着广泛的应用。
本文将对北斗导航系统和GPS进行比较与分析,探讨它们的特点、应用领域、精度、覆盖范围等方面的差异。
2. 北斗导航系统北斗导航系统是由中国自主研发和建设的卫星导航系统,提供全球定位、导航、授时服务。
北斗系统由地面控制站、卫星星座和用户终端组成。
北斗导航系统具有以下特点:2.1 类别北斗导航系统属于区域导航系统,主要服务于中国及周边地区。
目前北斗系统已在200个国家和地区开展应用。
2.2 卫星星座北斗系统主要由地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星以及大倾角卫星组成。
北斗卫星星座的数量和分布有助于提高系统的稳定性和可靠性。
2.3 服务范围北斗导航系统提供全球覆盖定位服务,其主要服务对象包括航空、航海、铁路、公路、测绘、资源调查、军事等领域。
2.4 精度与稳定性北斗系统提供高精度的定位服务,其水平定位精度可达到10米以下,时间同步精度约为20纳秒。
此外,北斗系统具备强大的抗干扰和防遮挡能力。
3. GPSGPS是由美国空军研发的全球定位系统,是目前全球应用最广泛的导航系统之一。
GPS具有以下特点:3.1 类别GPS为全球定位系统,可提供全球范围的定位和导航服务。
它被广泛应用于航空、航海、交通、军事、民用等领域。
3.2 卫星星座GPS主要依靠24颗工作卫星和若干颗备用卫星构成星座,分布在六个轨道面上。
这种星座的设置保证了全球定位系统的连续覆盖和准确性。
3.3 精度与稳定性GPS的定位精度通常为数米至十米左右,具体取决于接收设备的类型和工作环境。
然而,由于地球上的天然和人为干扰,GPS的信号容易受到遮挡和影响,会对定位精度产生一定影响。
4. 比较与分析北斗导航系统和GPS在以下方面存在差异:4.1 地理覆盖范围北斗导航系统的主要服务对象为中国及周边地区,而GPS是全球性的导航系统。
北斗卫星导航系统与GPS导航系统的性能比较
北斗卫星导航系统与GPS导航系统的性能比较[摘要] 本文介绍了中国自主研发的北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞与美国全球定位系统(GPS Global Positioning System)的一些性能差别。
[关键词] 北斗卫星导航系统全球定位系统1 引言卫星导航系统是重要的空间基础设施,为人类带来了巨大的社会和经济效益,对民生和国防产生深远的影响。
发展卫星导航系统已经成为各国争雄的焦点。
中国发展北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞既满足了本国经济、军事领域的需求,也为国际用户提供了更多的选择,在一定程度上起到了预防美国全球定位系统GPS﹝Global Positioning System﹞垄断卫星导航市场的作用。
2 北斗卫星导航系统概述北斗卫星导航系统是中国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统,系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统,促进卫星导航产业链形成,形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
系统由空间端、地面端和用户端三部分组成,空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站,用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终端组成。
3 GPS卫星导航系统概述全球定位系统GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的空间卫星导航定位系统,其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。
系统由空间部分、地面控制系统、用户设备三部分组成,GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成,地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成, 用户设备部分即GPS 信号接收机。
GPS与北斗的区别
1 文章介绍北斗卫星建设是中国战略事业重要的一环。
当然,国防安全是建设北斗最重要的原因。
在地理信息如此重要的战场,必须握有自己的知识技术产权和产品。
虽说GPS的民用在中国是免费的,但是如果战时美国关闭或者利用其“SA政策”对GPS“做手脚”,那么对到时依赖GPS 的国家来说,无疑是致命的。
北斗卫星起步在1992年,在2012年实现区域覆盖能力,可谓亚洲国家提供服务,如今也已经走出国门,受到东南亚国家的欢迎。
本文旨在从技术角度上仔细比较北斗和GPS的区别。
2 区别介绍1:三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日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。
2: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。
北斗一代的有源定位,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。
它在北斗二代上被保留下来,但不作为主要的定位方式。
而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,有源定位则作为补充功能。
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是因为“资源有限”,比如,某北斗一代手持机,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。
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Y -Y0 ,i Z -Z 0 , 采用最小二乘原理可组成 n = i i x R 0 0 误差方程 V =A x +L, δ
1 1 l m1 n 熿 2 2 l m2 n 式中 : A=
( ) 3
d X -1 燄 熿 燄 d Y -1 ; ; x= δ d Z
n n d t l mn n δ -1 燀 燅 燀 燅 1 1 1 1 R P d a T燄 熿 t m o s燄 0 δ δ 熿 燄 熿 燄 熿 2 2 2 2 P R0 d a T t m o s δ δ L= . - + - n n n P d a Tn燅 燀 t m o s R δ δ 燀 燅 燀 0 燅 燀 燅 进一步解法方程得
1 - T ATP AP x =- ( A) L, δ 则测站坐标
( ) 4
T T T , X, Y, Z) X0 , Y0 , Z d d d X, Y, Z) =( ( 0) + ( ( ) 5
式中 , 也可得单位权中误差 P 为权阵 。
0 1
全 球 定 位 系 统
第3 9卷
图 1 G 时的可见卫星数比较 P S与 B D S 在截止高度角为 1 5 °
1 伪距单点定位的数学模型
1 . 1 坐标系统和时间系统 8 P S 和北斗 分 别 采 用 WG S 4和 C G C S 2 0 0 0 G - [ 3] 坐标 系 , 研究表明 : C 8 G C S 2 0 0 0 和 WG S 4是相 - 容的 ; 在坐 标 系 的 实 现 精 度 范 围 内 , G C S 2 0 0 0坐 C 标和 WG 8 S 4 坐标是 一 致 的 。 在 比 较 两 种 系 统 伪 - 距单点定位的结果 时 可 以 忽 略 两 种 坐 标 系 统 对 定 位结果 所 带 来 的 差 异 。 除 了 坐 标 系 统 不 一 致 外 , 分别采用 P S和 北 斗 的 时 间 系 统 也 是 不 同 步 的, G 。由于 G 和北斗时( P S时( G P S T) D T) P S T和 G B B D T 的起算时刻以及维持各自时间系统 所 采 用 的 原子钟不同 , 所以 , 导致两种时间系统之间存在整 数秒 1 4s差异的基础上还存在极其微小的差异 。
ห้องสมุดไป่ตู้第3 全 球 定 位 系 统 9卷 第3期 o l . 3 9, N o . 3 V G N S S W o r l d o f C h i n a , J u n e 2 0 1 4 2 0 1 4年6月
: / d 9 o i 1 0. 1 3 4 4 2 . n s s . 1 0 0 8 2 6 8. 2 0 1 4. 0 3. 0 0 3 - j g
偏差较大 , 所以未能在图上全 部 展 现 出 来 。 从 图 2 中可以明显看出 G P S 在各个站的定位结果平面位 定位结果相对集中和稳 定 , 置误差基本小于 1 0m, 并且各个站的整体 结 果 相 对 于 精 确 坐 标 有 一 个 东 向的系统偏差 。 而 相 比 之 下 北 斗 的 平 面 定 位 精 度 较差 , 除去个别历 元 定 位 结 果 偏 差 较 大 外 , 基本能 定位结果相对分散 , 够保证小于 2 存在定 位偏 0m, 差较大的点 , 各个站的整体结果相对于精确坐标存 在一个西向的系统偏差 。
[ 1]
重点分析 了 北 1 5 日所采集的 G P S 和北斗的数据 , 斗在现有卫星 星 座 ( G E O+5 I G S O+4 ME O)条 5 件下与 G 亚太区域 P S 之间 在 伪 距 单 点 定 位 精 度 , 上空的可 见 卫 星 数 以 及 P 结果表 D O P 上 的 差 异, 明: P S 与北斗的伪距单点定性能相差不大 ,G P S G 的定位精度可以保证 1 而北斗系统 的 定 5 m 以内 , 位精度优于 2 0m.
[ 2] 在2 的“ 北斗系统连续观测基准站网 ” 0 1 3年1月
0 引 言
自2 在 北斗系统( 0 1 2年1 2月2 7 日 起, D S) B 继续保留北斗卫星导航试验系统有源定位 、 双向授 时和短报文通信服务基础上 , 向亚太大部分地区正 式提 供 连 续 无 源 定 位 、 导 航、 授 时 等 服 务, 预计在 建成覆盖全球 的 北 斗 卫 星 导 航 系 统 。 0 2 0 年左右 , 2 北斗的投入使用将 极 大 地 促 进 我 国 及 周 边 地 区 卫 星导航 事 业 的 发 展 , 并 在 测 绘、 电 信、 水 利、 交通运 输、 渔业 、 勘探 、 森林防火和国家安全等诸多领域逐 步发挥着重要作用 。 伪距单点定 位 因 其 速 度 快 捷 、 灵 活 方 便、 只需 价格低廉的单频接收机且无多值性问题等特点 , 能 够很好地满足实 时 测 量 的 要 求 , 被 广 泛 用 于 车 辆、 舰船 、 飞机的导航 , 地质矿产的野外勘测以及海洋 捕鱼等领域
4] , 对流层模型采用 层延迟对伪距单点定位的影响 [
9
σ 0 =
槡
VTP V . n -4
( ) 6
2 结果分析
按照 北 斗 和 G 以及 P S 伪 距 单 点 定 位 的 流 程, 伪距单点定位 中 应 考 虑 的 各 种 误 差 源 。 编 写 了 北 利用北斗卫星观 斗和 G P S 的伪距 单 点 定 位 程 序 , 测实验网在亚太地区分布较为均匀的六个站 ( 北京 站、 成 都 站、 香 港 站、 哈 尔 滨 站、 新加坡站和澳大利 亚站 ) 在2 0 1 3年1月1 5 号采集的单天 2 8 0 个历 8 ) , 分别计算得到 G 元的数据 ( 历元间隔为3 0s P S 和北斗的定位结果并进行分析 , 进而比较两种定位 系统的定位精度 。 . 1 卫星的可见性分析 2 G P S 和北斗测量的 前 提 是 接 收 机 天 线 对 空 间 导航卫星要有较好的通视 , 当可观测的卫星数小于 4 颗时便无法实现导航与定 位 。 在 观 测 条 件 较 差 、 截止高度角较大的情况下 , 其卫星可见数和定位精 的 度都有所下降 。 因此 , 本文在截至高度角为1 5 ° 情况下 , 分别对 北 斗 和 G P S的可视卫星数进行了 分析 。图 1 示出了 G P S和 北 斗 在 亚 太 地 区 六 个 站 上空的可视卫星数 , 从 图 1 中 可 以 看 出, 除了哈尔 滨站 G P S与北斗的可视卫星数相当( G P S 为 6~ 北 斗 为 7~1 外, 其余5个站 1 0 颗不 等 , 0 颗不等) 北斗的可视卫星数要多于 G P S 的可视卫星数 。 北 斗系统的可视 卫 星 数 最 少 不 小 于 7 颗 , 最大为1 2 颗, 并且可视卫星数变化比较平稳 ; 而G P S 的可 视 卫星数在个别历元 的 卫 星 数 为 4 颗 , 达到1 0颗可 视卫星的时段也相对有限 , 并且卫星数变化波动较 大 。 仅从可视卫星数方面比较的话 , 虽然北斗系统 只有1 目前 在 轨 卫 星 比 G P S 少, 4颗( 5 G E O+ , 但北斗在亚太地区的可视卫星 5 I G S O+4 ME O) 这与北斗系统的异质星座是息息 数要 优 于 G P S. , 相关的 由 于 G E O 卫 星 和I G S O 卫星主要位于我 国以及周边亚太 区 域 上 空 , 因 此, 有利于增加北斗 系统在亚太区域的可视卫星数 , 即建成后的北斗系 统是一个全球定位 系 统 同 时 也 是 亚 太 地 区 的 一 个 区域增强系统 。
( 为 卫 星 坐 标, X Ys, Z X, Y, o f i e l d模 型 。 ( H p s, s) [ 5] 为接收机坐标 , 得到伪距观测方程 为 Z)
2 2 2 ( P= 槡 X Ys -Y) Z +( s - X) + ( s -Z) + ( ) a d d t m o s+δ t-δ T, 1 δ , 令待定点的近似坐标为 ( 对第i颗 X0 , Y0 , Z 0)
2 . 2 G P S和 B D S 伪距单点定位精度分析 上述六个站的 精 确 坐 标 由 P AN D A 软件精确 求得 , 精度为毫米级 , 以此为真值比较 G P S 和北斗 伪距单点定位的精度 。 图 2 为 G P S 和北斗定位结 果在平面位置 的 散 点 分 布 图 , 左列为 G P S的定位 结果 , 右列为北斗的定位结果 , 横轴代表东西方向 , 纵轴代表南北方向 , 实心圆点为各个历元定位结果 的算数平均值 , 实心三角点为测站精确位置 。 位于 位于内侧椭 外侧椭圆内 的 点 数 占 总 点 数 的 9 0% , 圆内的点数占总点数的 6 0% 。 由于个别历元定位
收稿日期 : 0 1 2 0 1 4 2 9 - - ) 资助项目 :国家自然科学基金 ( 批准号 : 4 1 3 7 4 0 3 3 : 联系人 :安向东 E-m a i l 5 2 4 0 8 1 8 1 6@q . c o m q
第 3 期 安向东 : P S 与 北斗 伪 距 单点 定位 性能 对 比 分 析 G 1 . 2 卫星定位的数学模型 与分别为光速c 与 设实际测定的卫地距为 P, 接收机钟 差 和 卫 星 钟 钟 差 的 乘 积 , 为大气延迟误 差, 包括对流层和 电 离 层 延 迟 误 差 , 由于在所采用 的观测数据 中 , 北斗的导航电文文件中缺失 K l o - 因此 , 本文 采 用 双 频 观 测 值 消 除 电 离 b u c h a r参数 ,
卫星的观测方程进行线性化后 , 得到
i i P = R0 - i i X Ys -Y0 0 s -X d d X- Y- i i R0 R 0
i Z 0 s -Z i ( ) a d d d Z +δ t m o s t-δ Ti, 2 +δ i R 0 i 式中 : R 0 为第i 颗卫星到测站近似 位 置 间 的 距 离 , i 当卫 星 数 大 于 4 颗 时 ,令 l = i s i s i X 0 s -X i , m = i R 0