北斗与GPS导航定位系统对比分析研究
GPS全球定位系统与北斗卫星导航系统
GPS全球定位系统与北斗卫星导航系统通过对GPS全球定位系统的八周学习之后，认识到很多关于GPS的知识，包括GPS的应用、如何运作以及误差计算等等的知识。
在学习过程之中，了解到除了GPS全球定位系统以外，还有前苏联研制的GLONASS第二代卫星导航定位系统、欧盟的伽利略卫星导航定位系统，也了解到我国有自行研制全球卫星定位与通信系统，及北斗卫星导航系统，因此，在本文中，将会对GPS全球定位系统以及北斗卫星导航系统进行一个比较，认识到北斗卫星导航系统的价值，对我国的卫星导航及定位前景做一定的了解。
前苏联GLONASS第二代卫星导航定位系统欧盟激励略卫星导航定位系统一、GPS全球定位系统与北斗卫星导航系统的背景GPS是Global Positioning System（全球定位系统）的缩写。
GPS全球定位系统的前身是有美国海军1958年研制、开发、管理的，并于1964年投入使用的子午卫星系统，1967年7月，子午卫星系统供民用，此后发现民间用户数远大于军方用户（不足总数的1%）。
但该系统存在着一定的缺陷，子午卫星系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。
然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS系统的研制埋下了铺垫。
由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。
美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。
为此，美国海军研究实验室（NRL）提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。
而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道，该计划以伪随机码（PRN）为基础传播卫星测距信号，伪随机码的成功运用是GPS系统得以取得成功的一个重要基础。
北斗卫星导航工作原理与GPS卫星导航工作原理的区别
北斗卫星导航工作原理与GPS卫星导航工作原理的区别北斗卫星导航系统（Beidou Navigation Satellite System，简称BDS）和GPS卫星导航系统（Global Positioning System，简称GPS）都是全球卫星导航系统，用于提供全球范围内的定位、导航和时间服务。
尽管它们的目标相同，但在工作原理、技术特点和应用领域上存在一些区别。
1. 工作原理：北斗卫星导航系统采用双星座配置，由全球组网的北斗二、三号卫星系统和区域组网的北斗一号卫星系统组成。
北斗卫星系统通过卫星与用户接收机之间的无线电信号传输进行定位和导航。
北斗卫星通过发送导航信号，接收机接收到信号后计算卫星与接收机之间的距离，通过多边定位算法计算出用户的位置。
GPS卫星导航系统由美国国防部维护，由全球组网的24颗导航卫星组成。
GPS卫星通过卫星与用户接收机之间的无线电信号传输进行定位和导航。
GPS接收机接收到至少4颗卫星的信号后，通过三角定位算法计算出用户的位置。
2. 技术特点：北斗卫星导航系统具有以下技术特点：- 双星座配置：北斗卫星导航系统采用全球组网和区域组网相结合的双星座配置，可以提供全球范围内的导航服务，并在中国及周边地区提供高精度的定位和导航服务。
- 信号特点：北斗卫星导航系统的导航信号采用多频段、多导频、多模式的设计，可以提供更高的定位精度和抗干扰能力。
- 兼容性：北斗卫星导航系统与GPS、GLONASS（俄罗斯的卫星导航系统）等其他卫星导航系统具有互操作性，可以实现多系统的组合导航。
GPS卫星导航系统具有以下技术特点：- 全球覆盖：GPS卫星导航系统通过全球组网的24颗导航卫星实现全球范围内的定位和导航服务。
- 信号特点：GPS卫星导航系统的导航信号采用L1频段和L2频段，具有较高的定位精度和抗干扰能力。
- 开放性：GPS卫星导航系统的信号和数据是开放的，可以被任何具备接收能力的用户使用。
3. 应用领域：北斗卫星导航系统的应用领域主要集中在中国及周边地区，包括航空航天、陆地交通、海洋渔业、测绘测量、电力通信、农业等领域。
北斗三号系统与GPS定位性能仿真对比分析
北斗三号系统与GPS定位性能仿真对比分析引言。
随着全球定位系统的发展，人们对定位精度和可靠性的要求越来越高。
北斗三号系统作为我国自主研发的卫星导航系统，其定位性能备受关注。
与此同时，全球定位系统（GPS）作为目前世界上最广泛使用的卫星导航系统，其定位性能也备受关注。
本文将对北斗三号系统与GPS定位性能进行仿真对比分析，旨在探讨两者在定位精度、时效性、可靠性等方面的差异，为相关领域的研究和应用提供参考。
一、北斗三号系统与GPS定位原理。
北斗三号系统是中国自主研发的卫星导航系统，由一组地面监控站和一系列卫星组成。
其定位原理是通过接收卫星发射的信号，利用三角定位原理计算出接收机的位置，从而实现定位功能。
北斗三号系统提供了全球覆盖的导航、定位、授时和短报文通信服务，具有高精度、高可靠性、高时效性等特点。
GPS是美国国防部开发的卫星导航系统，由一组地面控制站和一系列卫星组成。
其定位原理也是通过接收卫星发射的信号，利用三角定位原理计算出接收机的位置。
GPS系统提供了全球覆盖的导航、定位、授时和速度测量服务，具有高精度、高可靠性、高时效性等特点。
二、北斗三号系统与GPS定位性能对比。
1. 定位精度。
对于卫星导航系统来说，定位精度是衡量其性能的重要指标之一。
通过对北斗三号系统和GPS系统进行仿真对比分析发现，北斗三号系统在定位精度方面具有一定优势。
北斗三号系统的定位精度可以达到米级甚至亚米级，而GPS系统的定位精度一般在米级左右。
这主要是由于北斗三号系统采用了更多的卫星，信号传输更加稳定，从而提高了定位精度。
2. 时效性。
时效性是指卫星导航系统提供定位信息的速度和准确度。
通过仿真对比分析发现，北斗三号系统在时效性方面也具有一定优势。
北斗三号系统的定位信息更新速度更快，定位信息的准确度更高，能够更快速地为用户提供定位服务。
而GPS系统的定位信息更新速度相对较慢，有时可能会出现延迟的情况。
3. 可靠性。
可靠性是指卫星导航系统在各种环境条件下能够正常工作的能力。
GPS与北斗卫星导航系统异同分析
Ｑ： 塑
Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃｅ ａｎ ｄ Ｔｅｃｈ ｎ ｏｌ ｏｇ ｙ Ｉ ｎｎ ｏｖ ａｔ ｉ ｏｎ Ｈｅｒ ａｌ ｄ
工 程 技 术
ＧＰ Ｓ与北 斗 卫星 导航 系统 异 同分 析①
王 雪
（ 辽 宁师范大学 摘
辽宁大连
１ １ ６ ０ ２ ９ ）
要： 随着我国自主建设的北斗卫星导航 系统已投入试运行服 务， 我国的综合同力大大增 强。 谊文详细介绍了Ｇ Ｐ ｓ 与北斗卫星导航 系统的系统
导航、 跟踪、 测 绘及 定 时工 作。
服 务 内容 ｔ 地 面控 制 中心 利用 数值 地 图计 算
１ ． ２ Ｇ Ｐ ｓ 系统 工作原 理
位 置 的 卫 星 到 用 户 接 收 机 之 间 的 距离 ， 然
国的北 斗 系统 虽然 存 在着 优 势 ， 但仍 有一 定 出用户的 三维 坐 标 位 置 ， 再 将 相关 信 息或 通 的 差 距 和 不足 ， 需 要不 断 发 展 完 善 ， 寻 求 突 来的 坐标 资 料或 通 信 内容 后 ， 经 卫 星转 发 器 个服 务 区 较 北 斗 一 代系 统 扩 大 三倍 的 区域
称为 “ 中 国的ＧＰ Ｓ” 。
“ 格 洛 纳 斯 ”、欧 盟 “ 伽 利 略”等 其 他 卫 星 ３ ． ３ 功 能的 对 比 系统 ， 它 由空 间 部分 、地面 监 控 部 分 和 用 户 导 肮 系 统 兼 容 的 终 端 组 成 它可 以在 全 球 ＧＰ Ｓ 用 户设 备用 于 接 收 来 自卫 星 星 座 接 收 机 三大 部 分 组 成 。 Ｇ Ｐ Ｓ 的 空 间部 分 是 范 围 内全 天 候 、 全 天 时 为 各 类 用 户 提 供 高 信 号 ， 并计 算 出所 需 的 位 置 、 速 度和 时 间信 于 距地表２ ０ ２ ０ ０ ｋｍ的 上 空 ，均 匀分 布 在６
北斗卫星导航工作原理与GPS卫星导航工作原理的区别
北斗卫星导航工作原理与GPS卫星导航工作原理的区别北斗卫星导航系统和GPS卫星导航系统都是全球定位系统，用于提供精确的导航和定位服务。
然而，它们在工作原理和技术细节上存在一些区别。
本文将详细介绍北斗卫星导航工作原理和GPS卫星导航工作原理的区别。
一、北斗卫星导航工作原理北斗卫星导航系统由中国独立研发，旨在提供全球定位、导航和时间服务。
该系统由一组地面控制站、一组中继卫星和一组用户终端组成。
其工作原理如下：1. 地面控制站：地面控制站负责监控卫星运行状态、计算卫星轨道和时钟校正，并向卫星发送控制指令。
2. 中继卫星：北斗系统中继卫星接收地面控制站的指令，并将其转发给用户终端。
中继卫星还负责接收用户终端发送的导航请求，并将其转发给地面控制站。
3. 用户终端：用户终端接收中继卫星发送的导航信号，并通过计算信号传播时间和卫星位置来确定自身的位置。
北斗卫星导航系统采用三角定位原理来确定用户终端的位置。
用户终端接收来自至少三颗卫星的信号，并通过测量信号传播时间和卫星位置来计算自身的位置。
二、GPS卫星导航工作原理GPS卫星导航系统由美国发起，目前已成为全球最主要的卫星导航系统。
该系统由一组地面控制站、一组卫星和一组用户终端组成。
其工作原理如下：1. 地面控制站：地面控制站负责监控卫星运行状态、计算卫星轨道和时钟校正，并向卫星发送控制指令。
地面控制站还负责维护GPS系统的精确时间。
2. 卫星：GPS系统由一组24颗主要卫星和若干备用卫星组成。
这些卫星按照特定的轨道分布在地球的低轨道上，它们向用户终端广播导航信号。
3. 用户终端：用户终端接收来自至少四颗卫星的信号，并通过测量信号传播时间和卫星位置来计算自身的位置。
GPS卫星导航系统也采用三角定位原理来确定用户终端的位置。
用户终端接收来自至少四颗卫星的信号，并通过测量信号传播时间和卫星位置来计算自身的位置。
三、北斗卫星导航与GPS卫星导航的区别尽管北斗卫星导航系统和GPS卫星导航系统都是全球定位系统，但它们在以下几个方面存在一些区别：1. 发展国家：北斗卫星导航系统是中国独立研发的，而GPS卫星导航系统是由美国发起的。
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]。
GPS与北斗系统原理与对比
北斗系统的应用领域
导航与定位 遥感与测绘 智能交通 公共安全与应急救援
04
GPS与北斗系统的 对比
定位精度对比
GPS定位精度：米级
北斗系统定位精度：厘米级
对比结果：北斗系统定位精度 高于GPS
原因分析：北斗系统采用更高 精度的原子钟和卫星导航算法
信号覆盖范围对比
GPS系统覆盖范围：全球范围 北斗系统覆盖范围：全球范围，但在中国境内信号更稳定 覆盖范围对比：北斗系统在中国境内信号更稳定，但GPS系统在全球范围内更广泛覆盖 适用场景：在某些特定区域，北斗系统可能更适合
抗干扰能力对比
GPS系统抗干扰能力较弱 - 容易受到电子干扰和欺骗 攻击
- 容易受到电子干扰和欺骗攻击
• （1）建设时间短：北斗系统建设时间相对较短，相对于GPS等系统在覆盖范围和稳定性方面可能存在不足。 • （2）终端设备昂贵：由于北斗系统建设时间短，终端设备相对较少，价格也相对较高。 • （3）与GPS兼容性差：北斗系统和GPS系统在信号格式和频率上存在差异，需要专门的接收机才能同时接收两个系统
GPS与北斗系统原 理与对比
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北斗系统概述 GPS与北斗系统的优缺点 分析
GPS系统概述
GPS与北斗系统的对比 GPS与北斗系统的未来发 展前景
01
添加章节标题
02
GPS系统概述
GPS系统的定义与组成
GPS系统的定义：GPS是全球定位系统（Global Positioning System）的简称，是一种以人造地球卫星为 基础的高精度无线电导航的定位系统。
北斗导航系统与GPS导航系统的比较
中国北斗定位系统与美国GPS比较学院空间科学与技术学院专业空间科学与技术学生姓名杜苏学号1513122924老师张华副教授一、全球卫星定位系统介绍GPS系统概念全球定位系统（NA VSTARGPS，Navigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System，以下简称GPS）是一个中距离圆型轨道卫星定位系统。
该系统是由美国政府于20世纪70年代开始进行研制于1994年全面建成，原是美国国防部为了军事定时、定位与导航的目的所发展，希望以卫星导航为基础的技术可构成主要的无线电导航系统，未来并能满足下一个世纪的应用。
第一颗GPS卫星在1978年发射，首十颗卫星称为BLOCKI试验型卫星，从1989年到1993年所发射的卫星称为BLOCKII/IIA量产型卫星，第二十四颗BLOCKII/IIA卫星在1994年发射后，GPS已达到初步操作能力（Initial Operational Capability，IOC），24颗GPS卫星提供全世界24小时全天候的定位与导航信息。
美国空军太空司令部于1995年4月27号宣布GPS已达到完整操作能力（Full Operational Capability），将BLOCKI卫星加以汰换而24颗卫星全部为BLOCKII/IIA卫星，之后又发射四颗BLOCKIIA及一颗BLOCKIIR卫星，成功地满足军事实务的操作。
由于此技术的迅速发展，使得民间应用的需求与日遽增，对于传统导航方式更有革命性的影响。
全球卫星定位系统实际上是由24颗卫星所组成，其中有3颗为备用卫星，这些卫星分布于距地表20,200公里的上空，而且分属于6个轨道面；卫星轨道面倾斜角为55度﹐提供全球全天候﹐每秒一次﹐持续不断的定位讯号。
这些卫星每11小时58分环绕地球一次，即每天绕过您的头顶二次，就像是月球一样不停地绕着地球旋转，其速度约每秒1.8里。
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 。
北斗卫星导航工作原理与GPS卫星导航工作原理的区别
北斗卫星导航工作原理与GPS卫星导航工作原理的区别引言概述：北斗卫星导航系统和GPS卫星导航系统是目前世界上两种主要的卫星导航系统。
它们都能够提供准确的定位和导航服务，但在工作原理上存在一些区别。
本文将详细阐述北斗卫星导航工作原理与GPS卫星导航工作原理的区别，以便更好地理解它们的差异。
一、北斗卫星导航工作原理1.1 北斗卫星系统组成北斗卫星导航系统由卫星组成，其中包括地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星。
这些卫星分布在不同的轨道上，以确保全球范围内的定位和导航覆盖。
1.2 信号传输原理北斗卫星导航系统通过卫星向地面用户发送导航信号。
这些信号经过地面接收机接收并解码，然后计算出用户的位置和速度信息。
北斗系统采用的是CDMA（码分多址）技术，即将不同用户的信号编码在同一个频带上传输，提高了信号传输的效率和抗干扰能力。
1.3 差分定位技术北斗卫星导航系统还采用了差分定位技术，通过与地面基准站进行通信，获取基准站位置的精确信息，并将其传递给用户，以提高定位的精度。
这种技术在农业、测绘等领域有着广泛的应用。
二、GPS卫星导航工作原理2.1 GPS系统组成GPS卫星导航系统由一组全球定位系统卫星组成，这些卫星分布在不同的轨道上，以提供全球范围内的导航和定位服务。
每颗卫星都携带有高精度的原子钟和导航设备。
2.2 信号传输原理GPS卫星通过向地面用户发送导航信号，地面接收机接收并解码这些信号，然后计算出用户的位置和速度信息。
GPS系统采用的是距离测量原理，即通过测量卫星与接收机之间的信号传播时间来计算距离，进而确定位置。
2.3 差分定位技术GPS卫星导航系统也采用了差分定位技术，通过与地面基准站进行通信，获取基准站位置的精确信息，并将其传递给用户，以提高定位的精度。
差分定位技术在航空、航海、测绘等领域有着广泛的应用。
三、北斗卫星导航工作原理与GPS卫星导航工作原理的区别3.1 卫星数量和分布北斗卫星导航系统拥有更多的卫星数量，分布在不同的轨道上，以提供更全面的定位和导航覆盖。
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。
GPS和北斗原理和性能对比
GPS和北斗原理和性能对比目录一.GPS和北斗原理和性能对比二.GPS原理三.北斗原理一.GPS和北斗原理和性能对比1、覆盖范围：北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统。
覆盖范围东经约70°一140°，北纬5°一55°。
GPS是覆盖全球的全天候导航系统。
能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗)。
2、卫星数量和轨道特性：北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星颗卫星的赤道角距约60°。
GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星，轨道赤道倾角55°，轨道面赤道角距60°。
航卫星为准同步轨道，绕地球一周11小时58分。
3、定位原理：北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。
地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。
GPS是被动式伪码单向测距三维导航。
由用户设备独立解算自己三维定位数据。
“北斗一号”的这种工作原理带来两个方面的问题，一是用户定位的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。
4、定位精度：北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。
GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。
5、用户容量：北斗导航系统由于是主动双向测距的询问--应答系统，用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号，还要求用户设备向同步卫星发射应答信号，这样，系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。
因此，北斗导航系统的用户设备容量是有限的。
GPS 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文即可进行测距定位，因此GPS的用户设备容量是无限的。
6、生存能力：和所有导航定位卫星系统一样，“北斗一号”基于中心控制系统和卫星的工作，但是“北斗一号”对中心控制系统的依赖性明显要大很多，因为定位解算在那里而不是由用户设备完成的。
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。
北斗卫星导航工作原理与GPS卫星导航工作原理的区别
北斗卫星导航工作原理与GPS卫星导航工作原理的区别北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，而GPS卫星导航系统则是美国开发的全球定位系统。
虽然两者都是利用卫星进行导航定位，但在工作原理和技术特点上存在一些区别。
1. 系统构成和卫星数量：北斗卫星导航系统由北斗卫星导航系统总体部署、空间段、地面段和用户终端组成。
目前，北斗系统已经部署了全球5颗地球同步轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和3颗地球静止轨道卫星，总共13颗卫星。
而GPS系统由24颗卫星组成，其中包括21颗运行卫星和3颗备用卫星。
2. 工作频段：北斗系统主要工作在L1、L2和L5频段，其中L1频段为民用频段，L2和L5频段为军用频段。
而GPS系统主要工作在L1和L2频段，其中L1频段为民用频段，L2频段为军用频段。
3. 信号传输方式：北斗系统采用了多种信号传输方式，包括C/A码、P码、L1C码等。
其中，C/A码为民用码，P码为军用码，L1C码为民用和军用共用码。
GPS系统则采用了C/A码和P码两种信号传输方式，其中C/A码为民用码，P码为军用码。
4. 定位精度：北斗系统在单点定位下的水平精度可以达到10米左右，而在差分定位下可以达到厘米级的精度。
GPS系统在单点定位下的水平精度可以达到15米左右，而在差分定位下可以达到厘米级的精度。
5. 服务范围：北斗系统的服务范围主要覆盖亚太地区，包括中国大陆、香港、澳门以及周边国家和地区。
而GPS系统是全球性的导航系统，覆盖全球范围。
6. 功能特点：北斗系统具有多模式导航功能，包括定位导航、短报文通信、授时等。
同时，北斗系统还具备应急救援、精准农业、智能交通等应用功能。
GPS系统主要用于定位导航，但也可以应用于军事、航空航天、测绘等领域。
总结：北斗卫星导航系统和GPS卫星导航系统在工作原理和技术特点上存在一些区别。
北斗系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，主要服务于亚太地区，具有多模式导航功能和多种信号传输方式。
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。
北斗导航系统与全球定位导航系统(GPS)的比较及优势分析
航 ，只需要接收４ 个卫星的位置信息 ，由用户设备独立运算
出 自己的定位数 据 。 “ 北斗 二号 ”在 “ 北斗 一号 ”的基 础上
位 ，因此 ，Ｇ Ｐ Ｓ的用户设 备容量是 理论上 是无 限的。
加 以升 级 改进 ，该 系统 采用 卫 星无 线 电测 定 （ Ｒ Ｄ Ｓ Ｓ ） 与卫 星 无 线 电导 航 （ Ｒ Ｎ Ｓ Ｓ ） 集成 体 制 ，既 能像 Ｇ Ｐ Ｓ 系统 一 样 为用 户 提 供卫 星无线 电导航 服务 ，又具 有位 置报告 及短报 文通 信功
ＧＰ Ｓ 是英文 Ｇｌ 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） 的简 称 。ＧＰ 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
用 。２ Ｏ 世纪７ ０ 年代 ，美 国陆海空 三军 联合研 制 了新 一代 卫星 定 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 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 星系
北斗导航系统与全球定位导航系统 （ Ｏ Ｐ Ｓ ） 的 比较及优势分析
◆ 李海军
摘要 ： 目前 ，大 家接 触最 多的导航 系统是 美 国的全球 定位 系统（ Ｇ Ｐ Ｓ ） ，该 系统在 军事 应用 、 商 业应 用、 个人 消 费领域 方 面一直 处于 垄断地位 。按 照 国家人 防办部 署和要 求 ，北斗 导航也 将 列装 到人 防指挥 系统 当中 ，届 时 ，基 于北 斗 系统 的人 防指挥 应 急通信 系统 可为战 时服务 ，同 时 兼顾 平 时的应 急救援提 供保 障和 支持 。 可跟 同级 或上级 的人 防指 挥部 门建 立人 防指挥 网 。实现 上 下统 一的指挥 调度功 能。本文将 重点进行 北斗 导航 和ＧＰ Ｓ 导航 系统 的 比较及优 势分 析 关键词 ：北斗 ；ＧＰ Ｓ ；比较 ；优 势
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。
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北斗与GPS导航定位系统对比分析研究
摘要:本文基于笔者从事导航系统应用的相关工作经验,以北斗与GPS导航定位系统之间的对比为研究对象,论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,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词:GPS 北斗导航定位对比
北斗一号卫星导航定位系统的英文简称为BD,在ITU(国际电信联合会)登记的无线电频段为L波段(发射)和S波段(接收)。
其基本功能包括:定位、通信(短消息)和授时。
2000年10月和12月,我国两次成功发射“北斗一代”导航试验卫星,为我国“北斗”导航系统建设奠定了基础。
双星导航定位系统是全天候、全天时提供卫星导航信息的区域性导航系统。
北斗二代卫星导航定位系统的英文为Compass(即指南针),在ITU登记的无线电频段为L波段[1]。
其功能与GPS相同,即定位与授时。
2010年1月17日凌晨,北斗二代卫星导航系统的第三颗卫星成功发射。
这也预示着北斗二代进入了加速组网阶段。
2010年11月1日00:26我国成功将第四颗“北斗二代”导航卫星送入太空。
1 “北斗”定位系统的定位原理及系统组成
1.1 “北斗”卫星导航系统的定位原理
“北斗一号”卫星导航系统的定位原理与GPS系统不同,GPS采用的是被动式伪码单向测距三维导航,由用户设备独立解算自己的三维定位数据,而“北斗一号”卫星导航定位系统则采用主动式双向测距二维导航,由地面中心控制系统解算供用户使用的三维定位数据。
“北斗”卫星是中国“北斗”导航系统空间段组成部分,由两种基本形式的卫星组成,分别适应于GEO和MEO轨道。
“北斗”导航卫星由卫星平台和有效载荷两部分组成。
卫星平台由测控、数据管理、姿态与轨道控制、推进、热控、结构和供电等分系统组成。
有效载荷包括导航分系统、天线分系统。
GEO卫星还含有RDSS有效载荷。
因此,“北斗”卫星为提供导航、通信、授时一体化业务创造了条件。
1.2 系统组成
北斗双星导航系统主要由空间部分、地面中心控制系统和用户终端3个部分组成。
空间部分由轨道高度为36000km的2颗工作卫星和1颗备用卫星组成(一个轨道平面),其坐标分别为(80°E,0°,36000km)、(140°E,0°,36000km)、(110.5°E,0°, 36000km)。
卫星不发射导航电文,也不配备高精度的原子钟,只是用于在地面中心站与用户之间进行双向信号中继。
卫星电波能覆盖地球表面42％的面积,其覆盖的经度为100°,纬度为N81°～S81°。
地面中心控制系统是北斗导航系统的中枢,包括1个配有电子高
程图的地面中心站、地面网管中心、测轨站、测高站和数十个分布在全国各地的地面参考标校站,主要用于对卫星定位、测轨,调整卫星运行轨道、姿态,控制卫星的丁作,测量和收集校正导航定位参量,以形成用户定位修正数据并对用户进行精确定位。
用户终端为带有定向天线的收发器,用于接收中心站通过卫星转发来的信号和向中心站发射通信请求,不含定位解算处理功能。
时间系统和坐标系统:时间系统采用UTC(世界协调时),坐标系统采用1954年北京坐标系和1985年中国国家高程系统。
未来的北斗卫星导航系统(COMPASS)将由分布在3个轨道面上的30颗中等高度轨道卫星(MEO)和均匀分布在一个轨道面的5颗地球同步卫星构成。
非静止轨道上,每个轨道面10颗卫星,其中1颗为备用,轨道倾角为56°。
卫星轨道半长轴约为2.7万km。
2 北斗卫星导航系统的工作过程
地面控制中心向卫星I和卫星II同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。
用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系统。
中心控制系统接收并解调用户发来的信号,然后根据用户申请的服务内容进行相应的数据处理。
对定位申请,中心控制系统测出两个时间延迟:即从中心控制系统发出询问信号,经某一颗卫星转发到达用户,用户发出定
位响应信号,经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟;和从中心控制系统发出询问信号,经上述同一卫星到达用户,用户发出响应信号,经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。
由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的,可以由上述两个延迟量计算出用户到第一颗卫星的距离,以及用户到两颗卫星距离之和。
从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面,和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上;另外,中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值,又知道用户处于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。
因此,中心控制系统利用数值地图可计算出用户所在点的三维坐标,并与相关信息或通信内容发送到卫星,经卫星转发器传送给用户或收件人。
北斗卫星导航定位系统的工作步骤如下。
(1)地面控制中心向2颗卫星发送询问信号;(2)卫星接收到询问信号,经卫星转发器向服务区用户播送询问信号;(3)用户响应其中1颗卫星的询问信号,并同时向2颗卫星发送回应信号;(4)卫星收到用户响应信号,经卫星转发器发送回地面控制中心; (5)地面控制中心收到用户的响应信号,解读出用户申请的服务内容;(6)地面控制中心利用数值地图计算出用户的三维坐标位置,再将相关信息或通信内容发送到卫星; (7)卫星在收到控制中心发来的坐标资料或通信内容后,经卫星转发器传送给用户或收件人。
3 北斗卫星导航系统与GPS系统的比较
3.1 卫星数量和轨道特性的对比
北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星颗卫星的赤道角距约60°。
GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星,轨道赤道倾角55°,轨道面赤道角距60°。
航卫星为准同步轨道,绕地球一周11小时58分。
3.2 定位原理的对比
北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。
地面中心控制系统解算,供用户三维定位数据。
GPS是被动式伪码单向测距三维导航。
由用户设备独立解算自己三维定位数据。
“北斗一号”的这种工作原理带来两个方面的问题,一是用户定位的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。
3.3 定位精度的对比
北斗导航系统三维定位精度约几十米,授时精度约100ns。
GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m,C/A码目前己由25m～100m 提高到12m,授时精度日前约20ns。
二代“北斗”可以称为“中国的GPS”,不过它仍然会比GPS多一个通讯为发展我国二代“北斗”的关键技术提供了准备。
定位的“北斗”一号备份卫星上新装载了用于卫星定位的激光反射器,能够参照其他星,把自身位置精确定格在几个厘米的尺度以内。
这颗卫星已定位成功,表明这种技术是有效而可靠的。
参考文献
[1] 吕伟,朱建军.北斗卫星导航系统发展综述[J].科技资讯,2007(3).
[2] 魏武财.北斗导航系统原理研究[J].科技创新导报,2003(6).。