北斗”系统的优劣势分析

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1、北斗”系统的优劣势分析摘要：“北斗”系统是我国自行研制的卫星导航定位系统，作为全球四大卫星导航定位系统之一，在我国的军用和民用领域中均发挥着重要作用。北斗系统作为一种新的卫星导航定位系统技术，有着明显的优势，同时也存在这缺陷和不足。本文分析了北斗系统与GPS系统相比具有的优势和不足，以及应用优势和劣势，并在此基础上分析了北斗系统的应用前景。关键词：北斗系统，导航，定位，特点，应用1引言我国自行研制的北斗卫星导航定位系统（简称北斗系统，Compass），从2004年正式运营以来，系统工作良好，已在测绘、森防、电

2、信、水利、交通运输、勘探、防灾救灾和国防安全领域发挥了重要作用。北斗系统由空间卫星、地面主控站（控制中心）与标校站和用户终端设备三大部分组成。该系统基于“二球交会”原理进行定位，即以2颗已知坐标的卫星为圆心，各自以测定的本星到用户接收机的距离为半径，形成两个球面，用户接收机必定位于两个球面交线的圆弧上。地面控制中心存储的电子高程地图库提供以地心为球心，以球心至用户机的距离为半径的球面。求解圆弧与球面的焦点，并根据用户在赤道平面北侧的实际情况，即可获得用户的二维坐标[1]。北斗接收机在工作时，首先，由用户机接收

3、来自两颗卫星的询问信号（卫星的询问信号是由控制中心发给两颗卫星的，再由卫星转发器播发给用户机），用户响应其中一颗卫星的询问信号，通过用户机同时向两颗卫星发送响应信号，再经卫星转发；然后，用户机利用系统的通信功能，将自己的二维位置通过卫星发送给控制中心，控制中心根据用户的二维回到地面控制中心，控制中心接受并解调用户发送来的响应信号，根据用户的申请服务内容进行相应处理。2北斗系统的系统特点北斗系统作为我国拥有自主知识产权的卫星导航定位系统，是为了打破欧美对卫星导航市场的垄断，也是应国防安全的需要而建立的。它的建立

4、有着自己独特的经济、政治和文化背景，拥有自已鲜明的系统特征。与国外的卫星导航定位系统（如GPS、GLONASS及Galileo）性比，具有以下特点[2-4]：（1）北斗系统是区域卫星定位导航系统北斗系统的空间部分为两颗地球同步轨道卫星，固定在中国上空。因此它覆盖的区域仅是我国本土及其周边地区，是区域性卫星导航定位系统。覆盖范围为东经70~145度，北纬5~55度；能够无缝覆盖我国全部国土和周边海域。能够为我国全境范围内的用户提供实时全天候、全天时、无处不在的良好的导航定位服务。作为区域卫星导航系统，北斗系统的

5、优势在于需要的卫星颗数少，所需要的维护费用也低，所以资金投入就少，对国家的经济压力就小；但是也有自身的缺陷，无法进行全球定位、无法进入国外市场等。（2）双向报文通信功能北斗系统具有用户与用户、用户与地面控制中心之间的双向报文通信功能。这种简短的通信功能，能够有效地满足通信信息量较小、即时性要求较高的各类用户的应用要求。对既需要定位信息又需要将定位信息传递出去的用户，北斗系统将是非常有用的。在2008年，中国5.12汶川大地震的抗震救灾工作中，在移动通信基础设施遭到严重损坏而无法正常工作时，北斗卫星导航系统发挥

6、了独特的优势和不可替代的作用，成为抗震救灾指挥与保障的重要手段，展现了北斗系统在救灾应用中的创新和智慧。对于没有报文通信功能的常见卫星导航定位系统（如GPS、GLONASS等），由于无线移动通信信号遮蔽、干扰严重，已经无法满足正常的救灾调度、指挥的需要。（3）北斗系统采用有源定位模式北斗系统是主动式有源双向测距二维导航系统，在地面控制中心进行用户位置坐标解算。北斗系统的有源定位工作方式，使得用户定位的同时失去了无线电隐蔽性，这在许多应用中是不利于用户的。北斗系统的位置解算工作是在控制中心进行的，对地面控制中心

7、的依赖性很大，一旦控制中心系统受损，整个系统就无法正常工作了；其次，用户设备必需包含发射机和接收机，因此其体积、重量、功耗和价格等方面远远高于GPS接收机，这也使得应用不便。由于北斗系统工作方式的特殊性，从用户发出定位申请，到收到定位结果，定位申请指令要从用户机到卫星，再到控制中心；控制中心接收到定位申请后，对用户位置进行解算，然后由控制中心将定位结果通过卫星，发射给用户，整个定位响应时间最快为1s。1s的响应时间，对飞机、导弹等高动态的用户来说时间嫌长。适合于给车辆、船舶等移动速度较慢的用户提供导航服务。这

8、种较差的实时性，在一定程度上限制了北斗系统的应用范围。北斗系统是主动双向测距的询问——应答系统，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，北斗系统的用户工作设备容量是有限制的。系统根据用户的不同服务等级（共分为3个等级），为用户提供服务。（4）北斗系统精度特征北斗系统的二维水平定位精度为100m（设标校站为20m），双向授时精度为20ns（单向为100ns），与G