北斗、GPS、GNSS卫星导航系统有什么区别?

2019-06-04 14:32:22 176

提到GPS,大家自然会想到导航、定位,GPS几乎是现在智能手机中的一项基础功能。我们了解它是从开车的导航仪、手机的定位开始的,但是它的军事作用早在海湾战争开始就大放光彩,其主要军事作用有巡航导弹和精确制导炸弹,为战斗机的飞行和投弹提供有利的条件等。

既然定位和导航这么重要,那我国也要发展自己的卫星导航系统吧!当然,它还有一个比较富有文化内涵的名字:北斗卫星导航系统。

古时候的人们没有卫星,也没有雾霾,但是他们有智慧,通过观察和思考,人们发现可以利用北斗七星与北极星来指引方向,甚至是时间。

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北斗卫星导航系统

BeiDou Navigation Satellite System, BDS

“北斗”越来越多的进入公众视野,就在2017年11月5日,长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”的方式成功发射第24颗、第25颗北斗三号导航卫星。“北斗”是我国自主研制、自主发展、独立运行的全球导航卫星系统。

以此次任务为起点,到2018年年底,将有18颗北斗卫星发射升空,服务区域覆盖“一带一路”沿线国家及周边国家;到2020年,将完成35颗北斗三号卫星的组网,向全球提供相关服务。

全球定位系统

Global Positioning System, GPS

全球定位系统是美国军民两用的导航定位卫星系统,GPS以双频发射导航信号,频点L1=1575.42MHz,以正交方式调制了P(Y)码和C/A码,在L2=1227.60MHz的频点上调制了P(Y)码,通过双频发射校正电离层产生的附加延时。

其中,C/A码的码速率为1.023Mbps,对应有43dB的处理增益,P(Y)码速率10.23Mbps,处理增益53dB,GPS信号到达地面的最大信号不超过-153dBW。

它给用户接收机发送的信息包括卫星状态、卫星星历、卫星钟偏差校正参数以及时间等。

全球导航卫星系统

Global Navigation Satellite System, GNSS

这是一个统称,除了包含GPS、GLONASS、GALILEO以及BDS这四大导航卫星系统,还包括日本的MSAS、印度的GAGAN以及尼日尼亚的NIG-GOMSAT-1等。

所以GNSS是以人造卫星作为导航台的星级无线电导航系统,为全球陆、海、空、天的各类军民载体提供全天候、高精度的位置、速度和时间信息,又称为天基定位、导航和授时系统。

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卫星定位为什么至少需要四颗呢?

根据三球交汇定点的原理,用户终端通过无源接收卫星信息,并根据时差自行计算到卫星的距离,根据三维的距离公式,依靠3个方程得到用户终端的位置信息,原理上使用3颗卫星可达到定位的目的。

但是,卫星时钟和用户终端使用的时钟不同步,无法通过时差来精确计算距离,故需要第4颗卫星来进行钟差的解算,再根据计算出的三维位置进一步换算为经纬度和海拔高度。具体实现技术可以参考专业书籍。

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“北斗系统”的独到技术

“北斗”最大的特点,就是把导航与通信紧密结合起来,这是其他导航系统所不具备的。比如在沙漠、草原等地方,手机无法使用,“北斗”就能发挥出重要作用了。

北斗三号使用的是三频信号,可以更好的消除电离层影响,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。

北斗”的定位精度将提升到2.5米至5米水平,随着北斗地基增强系统提供初始服务,可提供米级、亚米级、分米级,甚至厘米级的服务(再等等肯定没问题..)。

北斗终端可通过短文报告位置,管理中心则通过用户的位置报告,随时掌握着每一个终端所处的位置。这样一来等芯片成本降下来后就可以有很多想法了,比如共享单车、“北斗菜”、老人儿童定位手表、“北斗+物流”、“北斗+支付”等,全新的“北斗+”生活生产方式初见端倪,不要让想象力限制了它的应用...

北斗三号卫星组网,在太空铺设一条“星间链路”,不依赖全球建站,就可跟星座中的所有卫星相连,即使和地面中断联系,卫星也能继续提供服务。

创信测试技术的全球卫星导航信号覆盖解决方案可以接收室外北斗、GPS、GNSS卫星信号,经滤波、放大、转发等环节,把室外天线接收到的有效信号转入室内,同时把室内终端发射的信号经过类似处理发射到室外,解决室内北斗、GPS、GNSS终端无法正常工作的问题。