北斗卫星导航系统与gps导航系统的性能比较

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1、北斗卫星导航系统与GPS导航系统的性能比较孙宪兵郑卫锋孙奉劼大连市65015部队[摘要]本文介绍了中国自主研发的北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）NavigationSatelliteSystem﹞与美国全球定位系统（GPSGlobalPositioningSystem）的一些性能差别。[关键词]北斗卫星导航系统；全球定位系统1引言卫星导航系统是重要的空间基础设施，为人类带来了巨大的社会和经济效益，对民生和国防产生深远的影响。发展卫星导航系统已经成为各国争雄的焦点。中国发展北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）NavigationSatelliteS

2、ystem﹞既满足了本国经济、军事领域的需求，也为国际用户提供了更多的选择，在一定程度上起到了预防美国全球定位系统GPS﹝GlobalPositioningSystem﹞垄断卫星导航市场的作用。2北斗卫星导航系统概述北斗卫星导航系统是中国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。系统由空间端、地面端和用户端三部分组成，空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面端包

3、括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终端组成。3GPS卫星导航系统概述全球定位系统GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的空间卫星导航定位系统，其主要目的是为陆、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，是美国独霸全球战略的重要组成。系统由空间部分、地面控制系统、用户设备三部分组成，GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成，地面控制系统由监测站(MonitorStation)、主控制站(MasterMon

4、itorStation)、地面天线(GroundAntenna)所组成,用户设备部分即GPS信号接收机。4系统的性能比较4.1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°-140°，北纬5°-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)。4.2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，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°。GPS导航卫星轨道为准同步轨道，绕地球一周11小时5

5、8分。4.3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，提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。北斗导航系统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。4.4定位精度北斗导航系统目前三维定位精度约25m，授时精度约100ns，在我国境内部分主要地区可达到10m。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，授时精度目前约20

6、ns。4.5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，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。4.6主要区别北斗导航系统和GPS的主要区别在于两个方面，一方面是技术体制的区别，GPS是一个接收型的定位系统，只转播信号，用户接收就可以做定位了，不受容量的限制。"北斗一号"是双向的，既有定位又有

7、通信的系统，GPS是美国军方控制的军民共用的系统，对世界开放。另一方面就是它的用途和特点是不一样的，GPS解决了一个在哪里的定位问题，北斗不仅仅解决了在哪里，还解决你在这里他在哪里的问题，北斗的用户终端实际上是具有收发功能的，北斗是一个具有定位和通信双重功能的设备，用户群上不一样接收的场合也不一样。北斗导航系统的潜力所在，主要在定位通信综合领域上，对这种综合功能有需求的领域都会得到充分的应用，现在仅有定位需要的客户，对北斗的需要不迫切。但是对于既需要位置又需要把位置传递出去的用户，北斗卫星导航定位系统是非常有用的。