2017年6月10日 星期六

中國BDS 與 美國GPS誰更有優勢?什麼?還又更先進的PNT系統!


1994年,中國正式開始北斗衛星導航試驗系統的研製,逐步實現衛星導航系統發展道路的三步走發展戰略,在2000年發射了兩顆靜止軌道衛星,建成北斗一號系統,區域性的導航功能得以實現。2003年又發射了一顆備份衛星,完成了北斗衛星導航試驗系統的組建;2012年年底,建成北斗二號系統,向亞太地區提供服務;至計畫在2020年前後建成北斗全球系統,向全球提供服務。


https://www.youtube.com/watch?v=PMZ6syRAasQ



目前聯合國衛星導航委員會認定的全球衛星導航系統四大核心供應商為:美國全球定位系統(GPS)、俄羅斯格洛納斯系統(GLONASS)、歐盟伽利略定位系統(Galileo)和中國北斗系統 (BDS)。其中全球使用量最大的為GPS,我們就用它來和BDS比較一下,看看到底誰更有優勢?


抗干擾能力:

BDS是全球第一個使用三頻訊號的衛星,並且所有的衛星都是三頻,而GPS2010年才開始逐步替換掉雙頻的衛星。所以抗干擾能力北斗絕對是世界第一。


安全性:

目前北斗衛星還不能進行穩定的全球定位,處於實驗性的區域定位,預計在2020年實現全球無源定位。相較於GPS,中國的BDS最大的優勢無疑是安全。美國的GPS目前沒有在任何軍方投入使用,因為其加密性是可以選擇開關的,而這個選擇的決定權並不在使用者手中,因為一代北斗並公開民用,所以其安全性是絕對有保障的。


覆蓋度:

GPS敢號稱全球定位系統是有原因的,因為它的覆蓋率已經達到了全球的98%;中國的BDS因為還處於實驗階段,所以覆蓋率並不高。


精確度:

GPS目前民用的最高精度可以達到1mmBDS目前最高精度為10mm,資料看起來不大,但是兩者是有十倍的差距的。在高程精度方面BDS還有所欠缺。兩者各有千秋,差距有,但優點也明顯,要說差距有多大其實大家在這幾點中也能看出,並不是特別大。


後記 / 美軍將不玩GPS系統,已開發更為先進的PNT系統。


美國GPS經過了五十多年的發展和考驗,可以說它是人類最先進最完善的全球導航系統。

GPS起始於1958年美國軍方的一個項目,1964年投入使用。20世紀70年代,美國陸海空三軍聯合研製了新一代衛星定位系統GPS 。主要目的是為陸海空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務,並用於情報搜集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的。經過20餘年的研究實驗,耗資300億美元,到1994年,全球覆蓋率高達98%24GPS衛星星座己佈設完成。


GPS衛星覆蓋圖


GPS壟斷市場的局面被中國北斗導航系統打破!

隨着20001031日第一顆北斗導航衛星成功發射,中國開始逐步建立北斗衛星定位系統。截止到2013年,北斗在軍用及民用領域均已開展應用,對GPS形成了一定程度的衝擊。如在軍用領域,北斗二代軍用終端已達到厘米級的定位精度;而在更廣泛的民用領域,三星已推出支持北斗衛星定位功能的手機,凱立德已推出支持北斗的車載導航儀,根據《國家衛星導航產業中長期發展規劃》,到2020年,中國衛星導航系統產值將超過4000億元,國內以往由GPS壟斷市場的局面就此改變。

然而,在大家認為中國導航不出時日就能趕上美國GPS的時候,美國又放大招了。

據報道,美國陸軍快速能力辦公室(RCO)作戰負責人威爾遜·沙夫納少將在第16屆陸軍通信與電子協會(AFCEA)年會陸軍IT日上表示:美軍將不再依賴GPS技術,陸軍新興技術辦公室正在開發下一代定位、導航與授時的PNT系統。

代替GPS導航的新型PNT系統將依靠冷原子干涉技術,在遠距離使用商用電磁波時冷原子干涉會增強,例如由電視產生的電磁信號或者自然發生的電磁信號(比如閃電產生的),硬件技術允許一團原子雲封裝在一個傳感器容器內,通過軟件算法測量這些原子的運動從而確定時間和位置。

這一套最新PNT技術的導航、定位與授時設備能保證作戰環境下的導航能力,其將不依賴GPS技術,因為依靠GPS導航需要發送和接收衛星信號,因此容易受到電磁攻擊和網絡空間干擾。

冷原子干涉技術、遠距離使用商用電磁波這些技術術語也許我們不懂,但可以感到它的先進性。當中國要趕上的時候,美國人又換了一種玩法,真是有點望塵莫及的樣子!當然,這些年,中國的快速發展,讓美國也是壓力山大。





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