从技术层面上分析北斗与GPS的九大区别

导读：本文大致从9个方面阐述了北斗与GPS的技术区别。通过阅读本文，可以帮你梳理对北斗系统技术原理的认知。包括:1.三频信号 2.有源定位及无源定位 3.短报文通信服务 4.境内监控 5.分步开通 6.局部加强，逐步成熟 7.定位精度 8.促进整个制造业的升级 9.建设速度快。

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。

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。但是北斗一代不能民用的主要原因却不是因为这个。

北斗一代称为北斗卫星实验系统（RDSS），北斗二代称为北斗卫星导航系统（RNSS），"一代，二代"是为方便称呼。从名字上就可以知道，北斗一代只是做个内部实验而已，检验一下我们的理论、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用啊。

3、短报文通信服务

这个是中国卫星导航的原创功能，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。这一特色功能毫不意外在二代中保留下来。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，北斗还有一个好处是，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。

4、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，主控站，注入站。

GPS系统在全球建5个监控站，1个主控站和3个注入站以保证卫星运行，这些站都设在美国国土上，并且在全球分布很均匀。包括美洲大陆的美国本土，太平洋的关岛和夏威夷、印度洋的迭哥枷西亚以及大西洋的阿森松群岛。中国没法把监控站建到全球，所以中国在设计北斗系统时必须考虑到，地面监控部分只建在中国境内，就能够保证整个系统的正常运行。在境外建站也不是不可以，只是就算建了，也只起到提高精度的作用，绝对不能作为控制功能。这本来是北斗的劣势，境内监控是被逼出来的，没有其他选项，但现在成了北斗的安全优势，不用受制于其他国家。

如今中国境外的首个陆地遥感卫星数据接收站 "北极站 "，将于今年在瑞典开工建设，预计两年建成。中国将在南美洲的阿根廷建造首个境外卫星跟踪站。从南美到北极，中国卫星产业开启全球化模式。

5、分步开通

GPS必须整个系统建成后才能使用。目前北斗的14颗在轨卫星使用了5颗地球静止轨道（GEO）卫星，5颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星，4颗中高度圆轨道（MEO）卫星。北斗的星座方案来之不易，许院士说当时有几个方案参与竞争，光是方案的修改论证就持续了整整三年，最后确定的这个方案不敢说没有缺点，但绝对是